混凝土冬季施工是指在“室外日平均氣溫連續(xù)5天低于5℃”的條件下進(jìn)行的混凝土施工。混凝土強(qiáng)度，是其組成中的水泥與水進(jìn)行水化反應(yīng)的結(jié)果，水泥水化作用的速度不僅與棍凝土本身組成材料和配合比有關(guān)，而且與溫度的高低息息相關(guān)，隨著溫度的降低，水泥與水的化學(xué)反應(yīng)相應(yīng)減級(jí)，在4-5℃時(shí)更是如此。

　　一 冬季混凝土施工工程概況

　　1、基本要求

　　(1)冬季施工的混凝土宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,水泥標(biāo)號(hào)不宜低于32.5,每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg,水灰比不應(yīng)大于0.6,并加入早強(qiáng)劑。有必要時(shí)應(yīng)加入防凍劑(根據(jù)氣溫情況確定)。

　　(2)為減少凍害,應(yīng)將配合比中的用水量降至最低限度。辦法是:控制坍落度,加入減水劑,優(yōu)先選用高效減水劑。

　　(3)模板和保溫層,應(yīng)在混凝土冷卻到5℃后方可拆除。當(dāng)混凝土與外界溫差大于20℃時(shí),拆模后的混凝土表面,應(yīng)臨時(shí)覆蓋,使其緩慢冷卻。

　　(4)未冷卻的混凝土有較高的脆性,所以結(jié)構(gòu)在冷卻前不得遭受沖擊荷載或動(dòng)力荷載的作用。

　　2、混凝土的拌制

　　(1)拌制混凝土用的骨料必須清潔,不得含有冰雪和凍塊,以及易凍裂的物質(zhì)。在摻有含鉀、鈉離子的外加劑時(shí),不得使用活性骨料。在有條件的時(shí)候,砂石篩洗應(yīng)搶在零上溫度時(shí)做,并用塑料紙,油布蓋好。

　　(2)拌制摻外加劑的混凝土?xí)r,如外加劑為粉劑,可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時(shí)投入。如外加劑為液體,使用時(shí)應(yīng)先配制成規(guī)定濃度溶液,然后根據(jù)使用要求,用規(guī)定濃度溶液配制成施工溶液。各溶液要分別置于有明顯標(biāo)志的容器中,不得混淆。每班使用的外加劑溶液應(yīng)一次配成。

　　(3)當(dāng)施工期處于0℃左右時(shí),可在混凝土中添加早強(qiáng)劑,摻量應(yīng)符合使用要求及規(guī)范規(guī)定,且應(yīng)注意在添加前應(yīng)做好模擬試驗(yàn),以核實(shí)有關(guān)技術(shù)措施,對(duì)于有限期拆模要求的混凝土,還應(yīng)適當(dāng)提高混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)。

　　(4)混凝土中添加防凍劑時(shí),嚴(yán)禁使用高鋁水泥。

　　(5)嚴(yán)格控制混凝土水灰比,由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分均應(yīng)從拌合水中扣除。

　　(6)攪拌摻有外加劑的混凝土?xí)r,攪拌時(shí)間應(yīng)取常溫?cái)嚢钑r(shí)間的1.5倍。

　　(7)混凝土拌合物的出機(jī)溫度不宜低于10℃,入模溫度不得低于5℃。

　　綜上所述,冬季施工應(yīng)采取合宜的有效措施和有效的方法,工程的質(zhì)量得到保證,只要在施工工藝、材料選擇和后期的保溫措施充分考慮各種因素的影響,就能確保工程質(zhì)量得到控制。

　　3、混凝土的運(yùn)輸和澆筑

　　(1)混凝土攪拌場(chǎng)地應(yīng)盡量靠近施工地點(diǎn),以減少材料運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失,同時(shí)也應(yīng)正確選擇運(yùn)輸用的容器(包括形狀,大小,保溫措施)。

　　(2)混凝土澆筑前,應(yīng)清除模板和鋼筋上,特別是新老混凝土(如梁,柱交接處)交接處的冰雪及垃圾。

　　(3)當(dāng)采用商品混凝土?xí)r,在澆筑前,應(yīng)了解商品混凝土中摻入抗凍劑的性能,并做好相應(yīng)的防凍保暖措施。

　　(4)分層澆筑混凝土?xí)r,已澆筑層在未被上一層的混凝土覆蓋前,不應(yīng)低于計(jì)算規(guī)定的溫度也不得低于2℃。

　　(5)重點(diǎn)工程或上部結(jié)構(gòu)要連續(xù)施工的工程,混凝土應(yīng)采取有效措施,以保證預(yù)期所要達(dá)到的強(qiáng)度。

　　(6)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在進(jìn)行孔道和立縫的灌漿前,澆灌部位的混凝土必須經(jīng)預(yù)熱,并采用熱的水泥漿,砂漿或混凝土,澆灌后在正溫下養(yǎng)護(hù)到強(qiáng)度不低于15Mpa。

　　(7)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)留設(shè)同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。

　　4、混凝土的養(yǎng)護(hù)

　　(1)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(jì)強(qiáng)度的40%,對(duì)于C10以下的混凝土不得小于5Mpa。

　　(2)采用的保溫材料(草袋,麻袋),應(yīng)保持干燥。

　　(3)在模板外部保溫時(shí),除基礎(chǔ)可隨澆筑隨保溫外,其它結(jié)構(gòu)必須在設(shè)置保溫材料后方可澆筑混凝土。鋼模表面可先掛草簾,麻袋等保溫材料并扎牢,然后再澆筑混凝土。

　　(4)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,上部再覆草袋,麻袋等保溫材料。保溫材料的鋪設(shè)厚度為:一般情況下0℃以上鋪一層;0℃以下鋪二層或三層;大體積混凝土澆筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即覆蓋保溫,其保溫層厚度,材質(zhì)應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。

　　(5)拆模后的混凝土也應(yīng)及時(shí)覆蓋保溫材料,以防混凝土表面溫度的驟降而產(chǎn)生裂縫。

　　二 冬季混凝土施工的強(qiáng)度影響原因

　　(1)當(dāng)溫度降低到0℃時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開(kāi)始結(jié)冰，逐漸由液相變?yōu)楣滔啵@時(shí)參與水泥水化作用的水減少了，因此水化作用減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)相應(yīng)較慢;溫度繼續(xù)下降，當(dāng)存在于混凝士中的水完全變成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，水泥水化作用基本停止，此時(shí)強(qiáng)度就不再增長(zhǎng)。水變成冰后，體積約增大9%，當(dāng)混凝土毛細(xì)孔含水率超過(guò)91. 70%界值時(shí)，結(jié)冰就會(huì)產(chǎn)生約2500kg /cm的冰脹應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力值常常大于水泥內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的破壞(即早期受凍破壞)而降低強(qiáng)度。

　　(2)當(dāng)水變成冰后，還會(huì)在骨料和鋼筋表面上產(chǎn)生順粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鑰筋的貓結(jié)力，從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。實(shí)踐證明，如果粘結(jié)力完全喪失，強(qiáng)度將降低13%.

　　(3)結(jié)冰與溶解過(guò)程中，伴隨著水分轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，而受凍時(shí)由于混凝土表面溫度低，先結(jié)冰產(chǎn)生凍脹壓力把水分?jǐn)D向混凝土內(nèi)部，溶解過(guò)程中外部先溶解內(nèi)部應(yīng)力大，又將水分向表面擠壓，水分反向遷移，由于水分體積的反變化，使混凝土各組分的相對(duì)位置發(fā)生變化，這對(duì)強(qiáng)度還很低的新混凝土很容易造成結(jié)構(gòu)性裂紋.

　　三 冬季混凝土施工中的質(zhì)量通病

　　1鋼筋的銹蝕與混凝土裂縫.由于鋼筋的氧化銹蝕伴生體積膨脹，致使混凝土沿主筋或箍筋方向產(chǎn)生裂縫，其次，水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期強(qiáng)度低，失水太快也會(huì)引起開(kāi)裂，混凝土內(nèi)部水分由邊緣向中心移動(dòng)，形成壓力也將引起軸向裂縫。

　　2 結(jié)構(gòu)硫散與水分轉(zhuǎn)移。水分轉(zhuǎn)移及結(jié)構(gòu)疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黃色，砂漿骨料結(jié)合脆弱，聲音空啞等為特征，同時(shí)由于混凝土內(nèi)部壓力差、溫度、濕度差，·使水分自邊緣向中心移動(dòng)造成空隙。

　　3 表面起灰。所謂“表面起灰”是以砂漿和粗骨料相脫離，表面起灰，骨料裸耳為特征，主要是由于混凝土混合物水灰比太大，離析，泌水嚴(yán)重，粘聚性、保水性差，加上養(yǎng)護(hù)溫度低，水泥水化趨于停止，混凝土水分迅速外離，導(dǎo)致表面起灰。

　　4結(jié)晶腐蝕混凝土表面返霜。混凝土硬化后，某種外加劑溶液通過(guò)毛細(xì)管的作用滲到混凝土表面，而混極土表面的水分則逐漸蒸干，此種情況還將影響混凝土與飾面層的結(jié)合。

　　四 冬季混凝土施工的質(zhì)量控制措施

　　1在新拌混凝土中摻入防凍劑。防凍劑可以有效降低新拌水泥混凝土的內(nèi)部水溶液冰點(diǎn)，干擾冰晶生長(zhǎng)，保證未成熟混凝土在負(fù)溫條件下能夠繼續(xù)水化，不受凍脹破壞。目前常用有氧化鈣、氛化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氛化鈉復(fù)合抗凍劑。

　　2 設(shè)計(jì)配合比時(shí)采用高效減水劑，盡量不使用粉煤灰作為外摻料。高效減水劑可以降低水灰比，混凝土中水分減少，成形的混凝土構(gòu)件可能不包含或者只含有很少的可凍水。不包含毛細(xì)水(或數(shù)量很少)的混凝土構(gòu)件，由于凝膠中空間極徽細(xì)，結(jié)晶的始發(fā)十分困難，不會(huì)發(fā)生凍結(jié)，故施工中盡量不使用粉煤灰作為外摻料加入混凝土。

　　3摻用引氣劑。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(dòng)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)外加劑縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)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22%)和MS-F復(fù)合早強(qiáng)試水劑(摻水泥用量的5%)。

　　5 改善混凝土的溫度條件以及施工措施。在混凝土結(jié)構(gòu)的冬季施工中，對(duì)原材料進(jìn)行加熱保溫、混凝土入模前預(yù)熱、棉氈包裹等有效的蓄熱保溫措施，可以使人模混凝土在正溫條件下水化。在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采取薄膜包裹繼續(xù)保溫養(yǎng)護(hù)，以此延長(zhǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)周期，保證成熟混凝土充分水化，盡量降低構(gòu)件毛細(xì)水含量，防止成熟混凝土受凍。

　　總之，以上幾種控制措施在實(shí)踐中證明能保證冬季混凝土的施工質(zhì)量，但幾種方法均互有利弊，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、施工現(xiàn)場(chǎng)條件等綜合選擇使用。

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