混凝土冬期施工质量控制的研究

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(太原市建设工程质量监督站，山西 太原 030009)

引言

冬期进行混凝土浇筑时，由于混凝土中的水泥水化反应生成大量的热量，使得混凝土的温度骤增，但由于混凝土内外温差较大，使混凝土不能得到正常养护，并且温差的变化使得混凝土内部产生较多的裂缝，严重影响了混凝土的强度和耐久性。因此，在北方寒冷地区一般不采用冬期施工，除非一些工程需要赶工期时，才采用冬期施工方法进行施工。

1 冬期施工存在的问题

当混凝土拌合物的温度低于0 ℃时，混凝土内部的水分就会结冰，导致混凝土的水化反应减慢，混凝土体积膨胀，最终得到的混凝土水化反应不完全，混凝土强度低，混凝土内部裂缝多。因此，低温下进行混凝土拌制和浇筑时会严重影响混凝土的质量，使得所建混凝土结构存在较大的安全隐患，影响了结构的稳定性和安全性。所以，在进行冬期施工时，应采用一定的措施避免混凝土冻害。

2 混凝土质量控制

冬期进行混凝土施工时，应采取通风、保温、加热等措施将混凝土保持在正温状态，使混凝土的水化反应更加充分，使混凝土强度能持续稳定地增长。我国的相关规范规定，当室外温度低于5 ℃时即按照冬期施工进行处理。

2.1 原材料

(1)水泥：冬期施工时，混凝土所用水泥应采用水化热低、凝结时间短的普通硅酸盐水泥，水泥的存放应置于暖棚内并进行加热处理，但不能对水泥进行直接加热。

(2)外掺料：选用外掺料时，应选用与普通硅酸盐水泥工作性良好的材料。由于外掺料的粒径较小，掺入到混凝土中时，可以填充混凝土内部的孔隙，提高混凝土的密实度，直接提高了混凝土的强度。

(3)骨料：使用骨料时，应对骨料进行筛分处理，剔除骨料中的冰块和杂质。

(4)水：拌和用水应检验合格后方可使用。进行搅拌时，提前对拌和用水进行加热处理，但水温不宜超过80 ℃，最低温度不得低于20 ℃。

(5)外加剂：外加剂选用冬期专用防冻剂，外加剂的使用量根据具体天气情况而定。

(6)引气剂：选用发泡大小均匀、泡沫稳定的引气剂。在混凝土中加入引气剂不仅可以改变混凝土的和易性，还能改善混凝土的冬期强度，因此选用合理的引气剂极为重要。

2.2 配合比设计

冬期进行混凝土施工时，应降低混凝土的水灰比。混凝土中的水分越多，混凝土被冻害的可能性越大，因为混凝土中的水分越多，结冰量越多，影响混凝土中水泥的水化反应，并且水分在混凝土中结冰后产生膨胀，致使混凝土膨胀产生裂缝，影响混凝土的强度和耐久性。在混凝土的后期使用过程中发生的冻融破坏，同样也是因为混凝土中的水分没有完全散失，在冻融循环时发生膨胀和收缩致使混凝土破坏。因此，为了减小混凝土因冻融破坏而产生的危害，在配制混凝土时应减小混凝土中的连通孔隙量，减少混凝土中的自由水的存在，适宜的引气剂可以增加混凝土中的微小闭合气孔量。在设计冬期混凝土配合比时，应控制引气剂的用量，水灰比控制在0.45以下，粉煤灰等外掺料的用量控制在25%～30%之内。增加混凝土中外掺料的用量，可以有效降低混凝土用水量，提高混凝土的抗冻性能，但随着粉煤灰等外掺料用量的增加会导致混凝土的强度降低。

2.3 冬期施工材料的保温

2.3.1 粗细骨料的保温措施

混凝土搅拌前，应对原材料进行加热处理。对原材料的加热采用间接加热法，即将砂石等骨料放进临时搭设的暖棚内，布置暖气管道对暖棚内进行加热，提高砂石骨料的温度。也可以将砂石用塑料布覆盖，内通蒸汽进行加热处理，去除砂石中的冰雪，保证原材料在使用时满足要求。

2.3.2 外加剂的保温措施

混凝土外加剂与砂石骨料的保温一样，应放入常温仓库中进行保温处理。外加剂中常用的减水剂为有机材料，当减水剂结冰解冻后会失去原有的功效，失去减水作用。因此，在进行冬期施工时，不仅应保证减水剂存放和使用时不被结冰，而且在运输过程中也要采取保温措施，以免失效。

2.4 搅拌温度

进行混凝土搅拌时，如果原材料温度不能满足规定的温度时，可以适当提高拌和用水的温度。当选用高温水进行搅拌时，应先将拌合料与水进行搅拌，搅拌均匀后再将水泥置入搅拌机中搅拌均匀。如果所有骨料和水泥等胶凝材料、水均进行了加热处理，温度达到指定要求时，则采用普通混凝土配制方法进行搅拌。同时，搅拌室也应采用暖气管道加热室内空气，使室内温度达到使用要求。

2.5 减少运输过程中热量的散失

在混凝土运输时，应在运输罐车外表面增设保温材料如草垫或保暖篷布进行保温，以免在运输途中混凝土中的水结冰，对混凝土造成冻害。混凝土车在运输途中要时时保持旋转，以免混凝土在搅拌车中结块凝固，影响混凝土的使用。

2.6 养护措施

在混凝土浇筑前，清除钢筋和模板上的杂质和冰雪，使用热水润湿所浇筑的模板，然后进行浇筑。浇筑完毕，可以使用通暖气的方法进行养护，即在混凝土表面铺设暖气管道进行加热处理，也可以在施工前采用暖棚法进行加热养护，使用暖棚法时应在暖棚上部预留浇筑口。当养护结束、混凝土强度达到一定要求时方可进行拆模。当混凝土表面温度与室外温度的温差超过20 ℃时，拆模后应在混凝土表面铺设保温材料，降低混凝土散热速率，以免受冻发生冻害。

2.7 温度监测

(1)在冬期施工前，应收集当地历年的气象资料，并且布置好待测点的位置，为冬期施工做好充分准备。

(2)冬期施工时，对混凝土表面和室外温度进行监测，其中室外监测要有最低气温和最高气温两项数据。

(3)混凝土搅拌时，时时监测砂石骨料、水泥、水、外掺料及外加剂的温度、搅拌时的搅拌温度、搅拌后的出机温度、浇筑时的入模温度、最终成型后的成型温度。

2.8 其他注意事项

(1)混凝土搅拌时注意投料顺序，避免热水与水泥直接接触而对水泥造成损害。投料时，应先投入骨料和水，待拌和均匀后，再投入水泥进行搅拌。

(2)在混凝土搅拌前，先使用热水对搅拌机进行润湿处理，提高搅拌机的温度，并且剔除搅拌机中的冰块和残渣。

(3)搅拌时，应严格按照配合比进行投料。

(4)混凝土原材料投料时，应控制原材料的入机温度基本一致，以免因使用不同温度的原材料而造成拌制出的混凝土强度不同。

3 结语

在进行冬期施工时，从混凝土拌制到拆模，均应对混凝土采取加热保温措施。由于混凝土内部的水分容易结冰，导致混凝土中水泥的水化反应速度降低，致使水泥水化反应不完全，影响混凝土的强度；同时混凝土中的水分结冰后体积膨胀，容易使混凝土内部形成裂缝，影响混凝土的耐久性和强度。因此，在进行冬期施工时，应对混凝土原材料进行加热，时时监测混凝土的出机温度和入模温度，并且进行控制。同时应时时监测室外气温，分别测出最低气温和最高气温，以免混凝土在养护时发生冻害。在混凝土养护过程中，应注意对混凝土四周边角处的保温，以免这些薄弱部位发生冻害。

参考文献：

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