摘要：介紹了冬季混凝土施工原理、方法，從材料的選擇、混凝土拌和、運(yùn)輸、澆筑、拆模、養(yǎng)護(hù)等方面闡述了冬季混凝土施工應(yīng)采取的控制措施。制定科學(xué)合理的冬季施工方案，加強(qiáng)現(xiàn)場管理，對保證混凝土冬季施工質(zhì)量，確保工程建設(shè)的順利實(shí)施意義重大。
　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土；冬季施工；控制措施
　　1、引言
　　在水利工程建設(shè)施工過程中，受自然氣候影響、來年渡汛的需要以及工程建設(shè)的進(jìn)度安排，有時不可避免的要進(jìn)行冬季施工。若采取的措施不當(dāng)，極易給工程造成質(zhì)量隱患或出現(xiàn)質(zhì)量事故。在進(jìn)入冬季前，必須做好冬季施工準(zhǔn)備工作。當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃，則此5天的第一天為進(jìn)入冬季施工的初日；當(dāng)氣溫轉(zhuǎn)暖時，最后1個5天的日平均氣溫穩(wěn)定在5℃以上，則此5天最后一天為冬季施工的終日。因此，在工程即將進(jìn)入冬季施工前，要提前準(zhǔn)備和防范，收集當(dāng)?shù)囟�季�?a href='http://www.anghan.cn/qxxx/' target='_blank' class=infotextkey>氣象資料作到防患于未然。
　　2、冬季混凝土施工原理
　　冬季混凝土施工，水的物理形態(tài)的變化是抑制混凝土強(qiáng)度增長的關(guān)鍵因素。溫度降低到0℃時，混凝土中部分水開始結(jié)冰，逐漸由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，參與水化作用的水減少，水化作用減慢，混凝土強(qiáng)度增長相應(yīng)減慢；溫度繼續(xù)下降，混凝土中的水完全結(jié)冰，水化作用基本停止，混凝土強(qiáng)度不再增長。液態(tài)水凍結(jié)后，體積約增大9%，同時產(chǎn)生2500kg/cm2的冰漲應(yīng)力，使混凝土受到不同程度的早期破壞，以至減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，從而降低混凝土強(qiáng)度。
　　3、混凝土冬季施工質(zhì)量控制措施
　　3.1混凝土原材料選擇
　　在冬季施工時，選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。冬季施工中多選用早強(qiáng)硅酸鹽水泥，這種水泥水化熱較大，早期強(qiáng)度提高快，一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅酸鹽水泥7天的強(qiáng)度，效果較明顯。拌制混凝土優(yōu)先采用加熱水的方法，拌和水溫一般≤60℃，水泥不得加熱。當(dāng)加熱水不能滿足要求時，再對骨料進(jìn)行加熱。骨科選擇要求顆粒硬度高且縫隙少，骨科應(yīng)盡可能干燥，使用前宜運(yùn)入暖棚內(nèi)存放，不得混有冰雪、凍塊及易被凍裂的礦物質(zhì)。
　　3.2混凝土冬季施工方案的選擇
　　3.2.1調(diào)整混凝土配合比
　　調(diào)整配合比法主要適用于在0℃左右環(huán)境下的混凝土施工。具體做法有：
　　①盡量降低水灰比(水灰比<0.6)，稍增加水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時間。
　　②摻加防凍劑。在拌制時對原材料適當(dāng)加熱，在澆筑后對混凝土不加熱且不施加保溫措施而進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，在受凍前達(dá)到混凝土允許受凍臨界強(qiáng)度。此方法混凝土強(qiáng)度增長慢，但費(fèi)用低，施工簡便。
　　③摻加引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。
　　④摻加早強(qiáng)劑。縮短混凝土的凝結(jié)時間，提高早期強(qiáng)度。應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉(摻用水泥用量的2％)和MS-F復(fù)合早強(qiáng)試水劑(摻水泥用量的5％)。
　　3.2.2蓄熱法
　　此法適用于氣溫-10℃左右，構(gòu)件體積比較厚大的工程。蓄熱保溫法即對原材料進(jìn)行加熱并通過適當(dāng)保溫延緩混凝土冷卻，確保混凝土經(jīng)攪拌、運(yùn)輸和澆筑后，還儲備相當(dāng)熱量，在受凍前達(dá)到混凝土允許受凍臨界強(qiáng)度。利用此方法，混凝土強(qiáng)度增長較快，費(fèi)用較低，但要注意內(nèi)部保溫，避免構(gòu)件角部及外表面受凍，并延長養(yǎng)護(hù)時間。
　　3.2.3外部加熱法
　　適用于環(huán)境氣溫-10℃左右且混凝土構(gòu)件體積不厚大的工程。外部加熱法就是加熱混凝土構(gòu)件周圍空氣，通過空氣作為傳熱介質(zhì)，把熱量傳給混凝土，或直接加熱混凝土構(gòu)件，使混凝土處于正溫條件下并正常硬化。
　　3.2.4摻加防凍劑
　　在混凝土冬季施工的諸多方法中，摻加外加劑是一種比較簡單而經(jīng)濟(jì)的方法，設(shè)備投資、能源消耗和設(shè)備維修都可省去，可節(jié)約冬季施工費(fèi)用。冬季施工中，多用防凍劑、引氣劑、早強(qiáng)劑等，而防凍劑在冬季混凝土施工中起關(guān)鍵作用。防凍劑在混凝土中的主要作用是提高混凝土的早期強(qiáng)度和防止混凝土受凍破壞。防凍劑中的有效組分之一是降低冰點(diǎn)的物質(zhì)，使混凝土在0℃下仍處于液態(tài)，水化作用繼續(xù)進(jìn)行，從而使混凝土強(qiáng)度繼續(xù)增長。當(dāng)混凝土摻加抗凍劑時，其試配強(qiáng)度要提高一個等級。目前常用防凍劑有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復(fù)合抗凍劑。
　　3.3混凝土的冬季施工質(zhì)量控制措施
　　3.3.1混凝土攪拌
　　冬季施工中混凝土拌和物的溫度控制要求為：出機(jī)溫度≥10℃，入倉溫度≥5℃。對于攪拌機(jī)的選擇，考慮水灰比的減少、外加劑的摻入等因素，應(yīng)選擇強(qiáng)制式攪拌機(jī)。攪拌機(jī)等拌合設(shè)備要進(jìn)行防寒，在拌制混凝土之前以及停止拌制后用熱水洗刷攪拌機(jī)內(nèi)筒。拌和水的加熱要求水溫準(zhǔn)確，供應(yīng)及時，保持先后用水溫度一致，以免前后拌和物的溫度有過大差異，造成混凝土坍落度變化，影響混凝土的施工質(zhì)量。當(dāng)自然氣溫較低，僅靠加熱水無法滿足拌和物的出機(jī)溫度要求時，需要加熱骨料，首選加熱砂，其次是石子。水泥在任何情況下都不允許加熱，但在使用前可存放在棚內(nèi)預(yù)溫，有利于混凝土達(dá)到規(guī)定溫度。
　　3.3.2混凝土運(yùn)輸
　　水利工程施工中混凝土多采用拌和廠集中拌和，然后用機(jī)械運(yùn)輸?shù)焦さ剡M(jìn)行澆筑。混凝土攪拌場地應(yīng)盡量靠近施工地點(diǎn)，選擇最佳運(yùn)輸路線，以減少材料運(yùn)輸過程中的熱量損失。混凝土的運(yùn)輸過程應(yīng)快裝快卸，不得中途轉(zhuǎn)運(yùn)或受阻。運(yùn)輸車應(yīng)根據(jù)施工用量和澆筑時間選擇容量，并采用易保溫、不漏漿又輕便的車輛及垂直運(yùn)輸機(jī)械，以提高工效，縮短運(yùn)輸時間，減少熱量損失。運(yùn)送中要覆蓋保溫防寒，盡量減少混凝土熱量散失。嚴(yán)防混凝土表面凍結(jié)、離析、水泥砂漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。當(dāng)拌制的混凝土出現(xiàn)坍落度減小或發(fā)生速凝現(xiàn)象時應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。混凝土卸出拌合機(jī)時的最低溫度為10℃，最高允許溫度為40℃，低溫早強(qiáng)混凝土的拌合溫度不高于30℃。
　　3.3.3混凝土澆筑
　　混凝土澆筑時要保證混凝土的均勻性和密實(shí)性、結(jié)構(gòu)的整體性、尺寸的準(zhǔn)確、鋼筋、預(yù)埋件的位置正確。在澆筑前應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，鑿除新舊混凝土施工縫處水泥砂漿、松動石子、松軟混凝土，用水沖洗干凈后，清除積水。當(dāng)環(huán)境溫度低于-10℃時，采用暖棚法將直徑25mm以上的鋼筋加熱至正溫。
　　3.3.4混凝土的養(yǎng)護(hù)
　　冬季澆筑的混凝土，由正溫轉(zhuǎn)入負(fù)溫養(yǎng)護(hù)前，混凝土的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計強(qiáng)度的40％，對于C10以下的混凝土不得小于5MPa。正確的養(yǎng)護(hù)可以避免混凝土產(chǎn)生溫度收縮裂縫和受凍。冬季混凝土施工優(yōu)先采用暖棚蓄熱法養(yǎng)護(hù)，采用蒸汽管道取暖加熱，暖棚內(nèi)底部溫度不低于5℃。保溫材料不宜直接覆蓋在剛澆筑完畢的混凝土層上，可先覆蓋塑料薄膜，上部再覆保溫材料。采用的保溫材料應(yīng)保持干燥，可采用一布一膜，或兩層塑膜夾一層氈布、草簾、麻袋等。混凝土對邊、棱角部位的保溫厚度，必須增大到面部的2-3倍。
　　在負(fù)溫情況下不能澆水養(yǎng)護(hù)。混凝土養(yǎng)護(hù)初期的溫度，不低于防凍劑規(guī)定的溫度。混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的30%時不能受凍；在充水凍融條件下混凝土受凍時，不低于設(shè)計強(qiáng)度的75%。
　　3.3.5拆模
　　當(dāng)冬季混凝土拆模強(qiáng)度滿足正常溫度下混凝土拆模強(qiáng)度，同時滿足抗凍規(guī)定的正常溫度下混凝土拆模強(qiáng)度時，即側(cè)模達(dá)到2.5MP以上，混凝土表面及棱角不因拆模而受損；結(jié)構(gòu)跨度＞2.0m的蓋板，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%；結(jié)構(gòu)跨度≤2.m的蓋板，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75%時方可拆模。
　　根據(jù)溫度變化，及時掌握混凝土的拆模時間。澆筑溫度0-4℃的混凝土凝結(jié)時間比15℃時延長3倍。采用暖棚法養(yǎng)護(hù)的混凝土，當(dāng)養(yǎng)護(hù)完畢后環(huán)境溫度在0℃以下時，應(yīng)待混凝土冷卻至5℃以下時拆模。混凝土與環(huán)境的溫差不得大于15℃，當(dāng)溫度差在10℃以上，但低于15℃，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆蓋措施，如覆蓋氈布、草袋及彩條布等。
　　3.3.6混凝土的質(zhì)量控制
　　混凝土澆筑以后，在混凝土最薄弱和易受凍的部位，應(yīng)加強(qiáng)保溫防凍措施，并應(yīng)布置測溫點(diǎn)測定混凝土的溫度。在混凝土達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度(3.5MPa)前，應(yīng)每隔2小時測定一次，以后每隔6小時測定一次，并應(yīng)同時測定環(huán)境溫度。
　　摻防凍劑混凝土的質(zhì)量，除滿足設(shè)計要求，還需按下列規(guī)定進(jìn)行檢驗:
　　（1)應(yīng)在澆筑地點(diǎn)制作一定數(shù)量的混凝土試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗。除按規(guī)定齡期試壓外，在達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度時，拆模前及拆除支撐前應(yīng)進(jìn)行試壓。試件不得在凍結(jié)狀態(tài)下試壓。
　　（2)檢驗抗凍、抗?jié)B所有試件，應(yīng)與工程同條件養(yǎng)護(hù)28d后，再按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行抗凍或抗?jié)B試驗。
　　4、結(jié)束語
　　綜上所述，在工程即將進(jìn)入冬季施工前，制定冬季施工技術(shù)方案，根據(jù)制定的進(jìn)度計劃安排好施工任務(wù)及現(xiàn)場準(zhǔn)備工作，在技術(shù)、生產(chǎn)、資源三方面進(jìn)行準(zhǔn)備。要合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，采用科學(xué)的施工方法，嚴(yán)格施工現(xiàn)場管理，加強(qiáng)質(zhì)量控制措施，保證工程質(zhì)量。