論混凝土冬期施工的工作原理及措施

1、張建真論混凝土冬期施工技術(shù)的工作原理及措施 2011年03月10日用戶評(píng)分： 建筑安全2010年07期 論混凝土冬期施工技術(shù)的工作原理及措施 摘要：冬期施工期是質(zhì)量事故多發(fā)期。在冬期施工中，長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)負(fù)低溫，大的溫差、 強(qiáng)風(fēng)、降雪和反復(fù)的冰凍，經(jīng)常造成建筑施工的質(zhì)量事故，據(jù)資料分析，混凝土工程有三 分之二以上的工程質(zhì)量事故發(fā)生在冬期。通過(guò)對(duì)混凝土凍害及施工原理分析，結(jié)合實(shí)際施 工情況，對(duì)混凝土冬期施工質(zhì)量影響因素進(jìn)行研究并采取相應(yīng)措施，以確保工程質(zhì)量與安 全。關(guān)鍵詞：混凝土冬期凍害強(qiáng)度措施 引言我國(guó)幅員遼闊，大部國(guó)土位于 北方冰凍地區(qū)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)化發(fā)展一日千里。由

2、于我國(guó)氣 候條件的差異，尤其在北方長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的嚴(yán)寒氣候。對(duì)工程施工帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在工程建設(shè) 施工過(guò)程中，受自然氣候的影響，加之工程建設(shè)的進(jìn)度需要，有時(shí)不可避免的要進(jìn)行冬期 施工，若采取的措施不當(dāng)，會(huì)給施工的工程帶來(lái)不利的影響，極易給工程質(zhì)量造成隱患或 出現(xiàn)質(zhì)量事故。一、建筑工程冬期施工規(guī)程規(guī)范規(guī)定，根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁庀筚Y料， 當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù) 5天穩(wěn)定低于5C即進(jìn)入冬期施工；當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5日高 于5C時(shí)解除冬期施工?！彼曰炷翍?yīng)盡可能在高于 5C的氣溫條件下施工。因?yàn)槠鋸?qiáng)度 增長(zhǎng)主要靠水化作用，水結(jié)冰時(shí)，水化作用停止，而且水結(jié)冰時(shí)，體積會(huì)膨脹，促使混凝 士結(jié)構(gòu)松散破壞，因此，當(dāng)晝夜平均

3、氣溫低于-5 C時(shí)，應(yīng)停止施工。由于我國(guó)氣候條件的 差異，尤其在北方冬季長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)月的寒冷氣候，給施工帶來(lái)了很多困難，因此，凡進(jìn)行冬 期施工的工程工程，應(yīng)復(fù)核施工圖紙，對(duì)有不能適應(yīng)冬期施工要求的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單 位研究解決。在這種環(huán)境下施工，我們一定要采取一些特殊的施工防護(hù)措施，以保證工程 的正常施工。 摘要：冬期施工期是質(zhì)量事故多發(fā)期。在冬期施工中，長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)負(fù)低溫，大的溫差、 強(qiáng)風(fēng)、降雪和反復(fù)的冰凍，經(jīng)常造成建筑施工的質(zhì)量事故，據(jù)資料分析，混凝土工程有三 分之二以上的工程質(zhì)量事故發(fā)生在冬期。通過(guò)對(duì)混凝土凍害及施工原理分析，結(jié)合實(shí)際施 工情況，對(duì)混凝土冬期施工質(zhì)量影響因素進(jìn)行研究并采取相應(yīng)

4、措施，以確保工程質(zhì)量與安 全。關(guān)鍵詞：混凝土冬期凍害強(qiáng)度措施 引言我國(guó)幅員遼闊，大部國(guó)土位于 北方冰凍地區(qū)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)化發(fā)展一日千里。由于我國(guó)氣 候條件的差異，尤其在北方長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的嚴(yán)寒氣候。對(duì)工程施工帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在工程建設(shè) 施工過(guò)程中，受自然氣候的影響，加之工程建設(shè)的進(jìn)度需要，有時(shí)不可避免的要進(jìn)行冬期 施工，若采取的措施不當(dāng)，會(huì)給施工的工程帶來(lái)不利的影響，極易給工程質(zhì)量造成隱患或 出現(xiàn)質(zhì)量事故。一、建筑工程冬期施工規(guī)程規(guī)范規(guī)定，根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁庀筚Y料， 當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù) 5天穩(wěn)定低于5C即進(jìn)入冬期施工；當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5日高 于5C時(shí)解除冬期施工。”所以混凝

5、土應(yīng)盡可能在高于 5C的氣溫條件下施工。因?yàn)槠鋸?qiáng)度 增長(zhǎng)主要靠水化作用，水結(jié)冰時(shí)，水化作用停止，而且水結(jié)冰時(shí)，體積會(huì)膨脹，促使混凝 士結(jié)構(gòu)松散破壞，因此，當(dāng)晝夜平均氣溫低于-5 C時(shí)，應(yīng)停止施工。由于我國(guó)氣候條件的 差異，尤其在北方冬季長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)月的寒冷氣候，給施工帶來(lái)了很多困難，因此，凡進(jìn)行冬 期施工的工程工程，應(yīng)復(fù)核施工圖紙，對(duì)有不能適應(yīng)冬期施工要求的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單 位研究解決。在這種環(huán)境下施工，我們一定要采取一些特殊的施工防護(hù)措施，以保證工程 的正常施工。二、混凝土冬期施工基本原理和施工方法的選擇冬期施工時(shí)，混凝 土拌合物的凝結(jié)和硬化，是水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用的速度除與混凝

6、土本身 組成材料和配合比有關(guān)外，氣溫低，水化作用減弱，新澆混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯地延緩，當(dāng) 氣溫降至0C以下時(shí)，水泥水化作用基本停止，混凝土強(qiáng)度已停止增長(zhǎng)。新澆混凝土中的 水可分兩部分：一是吸附在組成材料顆粒表面和毛細(xì)管中的水，這部分水能使水泥顆粒起 水化作用，稱為 “水化水 ”；二是存在于組成材料顆?？障吨g的水，稱為 “游離水 ”，它只 對(duì)混凝土澆筑時(shí)的和易性起作用，在某種意義上說(shuō)，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)取決于在一定溫度 條件下水化水與水泥的水化作用及游離水的蒸發(fā)。因此，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速度在濕度一定 時(shí)就取決于溫度的變化。特別是氣溫降至混凝土冰點(diǎn)溫度（新澆混凝土冰點(diǎn)溫度為-0.3 C -1.5 C）

7、以下時(shí)，混凝土中游離水開(kāi)始凍結(jié)，氣溫降至-4C時(shí)，水化水開(kāi)始凍結(jié)，水化作 用停止，凍結(jié)后的水體積膨脹約 8%-9%，在混凝土內(nèi)部形成強(qiáng)大的冰脹應(yīng)力，將使強(qiáng)度尚 低的混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，同時(shí)降低了水泥與砂石和鋼筋間的粘結(jié)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和 耐久性降低。新澆混凝土在養(yǎng)護(hù)初期遭受凍結(jié)，當(dāng)氣溫恢復(fù)到正溫后，即使正溫養(yǎng)護(hù)到一 定的齡期，也不能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這就是混凝土的早期凍害。研究表明，塑性混凝土終 凝前（澆后3-6h）遭受凍結(jié)，開(kāi)凍后后期強(qiáng)度要損失50%以上，凝結(jié)后2-3天遭凍，強(qiáng)度 損失 15%-20%。實(shí)驗(yàn)證明，混凝土遭受凍結(jié)的危害程度還與凍結(jié)前混凝土的強(qiáng)度、水灰 比、水泥標(biāo)號(hào)、種類(lèi)、養(yǎng)護(hù)溫

8、度等有關(guān)。如果混凝土受凍前已經(jīng)具備抵抗凍脹應(yīng)力的強(qiáng) 度，則混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)就不致受凍結(jié)的損害。因此在混凝土冬期施工中，主要需解決兩個(gè) 問(wèn)題：一是如何防止混凝土早期凍害，二是如何保證混凝土后期強(qiáng)度和耐久性滿足要求。 因此保證混凝土早期凝結(jié)和硬化的溫度是冬期混凝土施工的一般原理。防止混凝土早期凍 害的措施有兩類(lèi)：一是早期增強(qiáng)。主要是提高混凝土的早期強(qiáng)度，使之盡早達(dá)到混凝土受 凍臨界強(qiáng)度。具體措施有：與設(shè)計(jì)協(xié)商提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，使用早強(qiáng)水泥或超早強(qiáng)水 泥，摻早強(qiáng)劑或超早強(qiáng)劑，早期保溫蓄熱，早期短時(shí)加熱等；在施工時(shí)增加混凝土中的水 泥用量提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，雖然抗壓強(qiáng)度可以相應(yīng)增加，但耐久性仍得不到

9、改善。因 此從保證混凝土工程全面質(zhì)量出發(fā)，在冬期施工中必須防止混凝土在硬化初期遭受凍害， 并盡早獲得強(qiáng)度。二是改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。具體做法是增加混凝土的密實(shí)度，排除多 余的游離水，或摻入減水型引氣劑，提高混凝土的抗凍能力。還可摻防凍劑，降低混凝土 的冰點(diǎn)溫度。目前，混凝土冬期施工采用的方法有調(diào)整配合比法、蓄熱法、綜合蓄熱法、 電加熱法、暖棚法。 三、混凝土強(qiáng)度及主要影響因素混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)之一是抗壓強(qiáng)度。材料的品種 和質(zhì)量，直接影響混凝土的強(qiáng)度。同等水泥用量的拌合物，水泥標(biāo)號(hào)等級(jí)高的，混凝土的 強(qiáng)度必然高；骨料的顆粒組成不好，搭配得不密實(shí)，含有泥土、雜質(zhì)等過(guò)多，都能降低混 凝土的強(qiáng)度。組

10、成材料的配合比，是影響強(qiáng)度的重要因素。比如減少拌合用水和所用水泥 的比例，適當(dāng)增多水泥漿的含量，都能顯著提高混凝土的強(qiáng)度，反之則顯著降低。在施工 中混凝土作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確稱料，適度的拌合和振搗，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等，對(duì)混凝土強(qiáng)度的 影響也很大。四、混凝土在冬期施工時(shí)應(yīng)采取的措施 1 、冬期施工混凝土對(duì)原材料的 質(zhì)量控制要求（1）冬期施工中配制混凝土用的水泥，應(yīng)優(yōu)先選用活性高、水化熱大的 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。水泥的標(biāo)號(hào)不應(yīng)低 425號(hào)，最少水泥用量不應(yīng)少于 300Kg/m3 。（ 2）拌制混凝土所采用的骨料保證清潔，不得含有冰雪凍結(jié)塊等其它宜 凍裂物質(zhì)。在摻用含有鉀、納離子的防凍劑混凝土中，不

11、得采用活性骨料或在骨料中混有 這類(lèi)物質(zhì)的材料?；炷猎牧蟽?yōu)先采用加熱水的方法，當(dāng)加熱水不能滿足要求時(shí)，再對(duì) 骨料進(jìn)行加熱。水、骨料加熱的最高溫度應(yīng)符合冬施規(guī)范要求。 （3）嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，水灰比不應(yīng)大于0.6。（ 4）使用超早強(qiáng)劑效果明顯， 制作同條件試塊 3天試壓強(qiáng)度達(dá)到 30%， 14天達(dá)到 100%。 2、混凝土攪拌的控制混凝 土不宜露天攪拌，攪拌站應(yīng)搭設(shè)暖棚，優(yōu)先選用大容量的攪拌機(jī)，以減少混凝土的熱量損 失。攪拌前，用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)?；炷恋臄嚢钑r(shí)間比常溫規(guī)定時(shí)間延長(zhǎng)50%。經(jīng) 加熱后的材料投料順序?yàn)椋合葘⑺蜕呈度氚韬?，然后加入水泥?；炷脸鰴C(jī)溫度不宜 低于10C。

12、 3、混凝土運(yùn)輸過(guò)程溫度控制混凝土的運(yùn)輸過(guò)程是熱損失的關(guān)鍵階段，應(yīng)采取必要的措 施減少混凝土的熱損失，同時(shí)應(yīng)保證混凝土的和易性。常用的主要措施為減少運(yùn)輸時(shí)間和 距離；使用大容積的運(yùn)輸工具并采取必要的保溫措施。保證混凝土的入模溫度不低于 5C。4、混凝土澆筑中的質(zhì)量控制（1 ）混凝土在澆筑前，提前對(duì)模板進(jìn)行預(yù)熱，必須 保證模板保持5C,清除鋼筋和模板上的冰雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度，防止 熱量散失過(guò)多。當(dāng)采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土養(yǎng)護(hù)前的溫度不得低于2C。 （ 2）冬期施工混凝土振搗應(yīng)用機(jī)械振搗，振搗時(shí)間比常溫時(shí)有所增加。（ 3）施工縫 的處理：除要滿足常規(guī)的處理要求外，冬期施工接縫混凝土?xí)r

13、，在新混凝土澆筑前對(duì)結(jié)合 面進(jìn)行加熱使結(jié)合面有 5C以上的溫度。（4）混凝土現(xiàn)澆板上的后序工程規(guī)定：混凝 土初凝后方可進(jìn)行下道工序的施工，時(shí)間由工程工程部人員及監(jiān)理人員現(xiàn)場(chǎng)確定。班組人 員接到 “同意下道工序施工 ”的通知后方可進(jìn)行施工。 5、混凝土澆筑中的溫度控制措施 冬期混凝土施工澆筑過(guò)程中的溫度控制是冬期混凝土施工的關(guān)鍵，必須從把握澆筑時(shí)間、 加強(qiáng)模板外側(cè)的保溫、混凝土表面覆蓋三個(gè)主要方面進(jìn)行控制。6、混凝土澆筑后的溫度控 制 混凝土澆筑后的 2-3 天內(nèi)，是混凝土強(qiáng)度發(fā)展較快的時(shí)段，必須加強(qiáng)混凝土的保 溫，保證在混凝土的溫度降至0C前，其抗壓強(qiáng)度不得低于抗凍臨界強(qiáng)度?？箖雠R界強(qiáng)度 規(guī)定

14、如下：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的 30% ;礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40%，但C10及C10 以下的混凝土，不得低于 5.0N/mm2 。 如施工需要提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)按提高后的強(qiáng)度等級(jí)確定。7、混凝土的拆模冬 期混凝土拆模強(qiáng)度應(yīng)滿足混凝土正常溫度下拆模強(qiáng)度的要求，并同時(shí)滿足抗凍要求的規(guī) 定?；炷僚c環(huán)境的溫差不得大于15C，當(dāng)溫度差在10C以上，但低于15C，拆除模板 后立即在混凝土表面采取覆蓋措施。五、冬期施工混凝土的質(zhì)量檢查 1、混凝土工程 的冬期施工，除按常溫施工的要求進(jìn)行質(zhì)量檢查外，尚應(yīng)檢查以下工程：（1）外

15、加劑 的質(zhì)量和摻量;（ 2）水和骨料的加熱溫度;（ 3）混凝土在出機(jī)時(shí)、澆筑后和硬 化過(guò)程中的溫度；（4 ）混凝土溫度降至 0C時(shí)的強(qiáng)度（負(fù)溫混凝土則為溫度低于外加 劑規(guī)定溫度時(shí)的強(qiáng)度）。 2、水、骨料及混凝土出機(jī)時(shí)的溫度，每工作班至少測(cè)量4次。 3、混凝土溫度的測(cè)量：（1）采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，養(yǎng)護(hù)期間每晝夜測(cè)量4次； （2）負(fù)溫混凝土，強(qiáng)度達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度以前，每隔2h 測(cè)量 1 次；以后每晝夜測(cè)量 2 次；（3）采用加熱法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，升、降溫期間每1h測(cè)量1次，恒溫期間每2h測(cè) 量1次；（4）采用綜合養(yǎng)護(hù)的混凝土，每晝夜測(cè)量4次；（5）室外空氣溫度及 周?chē)h(huán)境溫度，每晝夜測(cè)量 4次。

16、 4、混凝土的溫度測(cè)量，應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行：（1） 全部測(cè)溫孔、點(diǎn)均應(yīng)編號(hào)，繪制布置圖，測(cè)量結(jié)果要寫(xiě)入正式記錄；（ 2）測(cè)溫孔、點(diǎn) 應(yīng)設(shè)在有代表性的結(jié)構(gòu)部位和溫度變化大、易冷卻部位，測(cè)溫孔的深度一般為1015cm, 或板、墻厚度的 1/2。（ 3）測(cè)溫時(shí)，應(yīng)將溫度計(jì)與外界氣溫做妥善隔離，可在孔口四 周用保溫材料塞住，溫度計(jì)在測(cè)溫孔內(nèi)應(yīng)留置 3min 以上，方可讀數(shù)。 5、測(cè)量讀數(shù)時(shí)，應(yīng)使視線和溫度計(jì)的水銀柱頂點(diǎn)保持在同一水平高度上，以避免視差。讀 數(shù)時(shí)，要迅速準(zhǔn)確，勿使頭、手或燈頭接近溫度計(jì)下端。找到溫度計(jì)水銀柱頂點(diǎn)后，先讀 小數(shù)，后讀大數(shù)，記錄后再?gòu)?fù)驗(yàn)一次，以免誤讀。 6、測(cè)溫人員應(yīng)同時(shí)檢查覆蓋保溫情況， 并應(yīng)了解結(jié)構(gòu)物的澆筑日期、要求溫度、養(yǎng)護(hù)期限等。若發(fā)現(xiàn)混凝土溫度有過(guò)高或過(guò)低現(xiàn) 象，應(yīng)立即通知有關(guān)人員，及時(shí)采取有效措施。7、在混凝土施工過(guò)程中，要在澆筑地點(diǎn)隨 機(jī)取樣制作試件，每次取樣應(yīng)同時(shí)制作3組試件。1組在20C標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至 28d試 壓，得強(qiáng)度f(wàn)28 ; 1組與構(gòu)件在同條件下養(yǎng)護(hù)，在混凝土溫度降至0 C時(shí)（負(fù)溫混凝土為溫 度降至防凍劑的規(guī)定溫度以下時(shí)）試壓，用以檢查混凝土是否達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度；1