混凝土冬季施工措施

1、冬期施工的定義 n我國(guó)現(xiàn)行建筑工程冬期施工規(guī)程（JGJ10487）規(guī)定：當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d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)高于5C時(shí)解除冬期施工。 n北方廣大地區(qū)有較長(zhǎng)的寒冷季節(jié)，由于受到工期的制約，這些地區(qū)混凝土的冬季施工是必不可少的。從多年的施工實(shí)踐及研究的結(jié)果認(rèn)識(shí)到，當(dāng)環(huán)境溫度降至 5再不回升連續(xù) 5天以上時(shí)只要采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ苊庑率┕さ幕炷猎缙谑軆?。使施工后的外露混凝土與冬季氣溫保持較小的溫差，就會(huì)使工程取得和其它季節(jié)一樣的效果。 混凝土冬季施工的一般原理n混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直至獲得最終強(qiáng)度，是由于水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用

2、的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外，主要是隨著溫度的高低而變化的。當(dāng)溫度升高時(shí)，水化作用加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也較快；而當(dāng)溫度降低到0時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ＿@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)存在于混凝土中的水完全變成冰，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)。n水變成冰后，體積約增大9%，同時(shí)產(chǎn)生約2500千克每平方厘米的冰脹應(yīng)力。這個(gè)應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即旱期受凍破壞）而降低強(qiáng)度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會(huì)在骨料和

3、鋼筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)冰凌融化后，又會(huì)在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實(shí)性及耐久性。由此可見(jiàn)，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)水在混凝土中的形態(tài)進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，可以增加其內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。試驗(yàn)研究還表明，混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期愈長(zhǎng)，強(qiáng)度損失愈小。n混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度還會(huì)增長(zhǎng)，不過(guò)增長(zhǎng)的幅度大小不一。對(duì)于預(yù)養(yǎng)期長(zhǎng)，獲得初期強(qiáng)度較高（如達(dá)到R28的35%）的混凝土受凍后，后期強(qiáng)

4、度幾乎沒(méi)有損失。而對(duì)于安全預(yù)養(yǎng)期短，獲得初期強(qiáng)度比較低的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度都有不同程度的損失。由此可見(jiàn)，混凝土凍結(jié)前，要使其在正常溫度下有一段預(yù)養(yǎng)期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強(qiáng)度，一般稱臨界強(qiáng)度，即可達(dá)到預(yù)期效果。對(duì)于臨界強(qiáng)度，各國(guó)規(guī)定取值不等，我國(guó)規(guī)定為不低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的30%，也不得低于35千克每平方厘米。混凝土冬季施工方法及措施n在冬季混凝土施工中，主要解決三個(gè)問(wèn)題：n一是如何確定混凝土最短的養(yǎng)護(hù)齡期，n二是如何防止混凝土早期凍害，n三是如何保證混凝土后期強(qiáng)度和耐久性滿足要求。 n在實(shí)際工程中，要根據(jù)施工時(shí)的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)厚大程度與外露情

5、況），工期緊迫程度，水泥的品種及價(jià)格，早強(qiáng)劑、減少劑、抗凍劑的性能及價(jià)格，保溫材料的性能及價(jià)格，熱源的條件等，來(lái)選擇合理的施工方法。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于同一個(gè)工程，可以有若干個(gè)不同的冬季施工方案。一個(gè)理想的方案，應(yīng)當(dāng)用最短的工期、最低的施工費(fèi)用，來(lái)獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量，也就是工期、費(fèi)用、質(zhì)量最佳化。目前，基本上采用以下4種方法。調(diào)整配合比方法 n主要適用于在0左右的混凝土施工。具體做法：選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期放出強(qiáng)度最高，一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強(qiáng)度，效果較明顯。n盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從

6、而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間。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。n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（摻用水泥用量的2%）和MSF復(fù)合早強(qiáng)試水劑（摻水泥用量的5%）。選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。蓄熱法 n主要適用于氣溫-15且結(jié)構(gòu)較厚大的現(xiàn)澆混凝土工程對(duì)原材料砂石和水進(jìn)行加熱使混凝土在攪拌、運(yùn)輸和澆筑完成后還儲(chǔ)備有相當(dāng)?shù)臒崃恳允顾艧峒涌觳⒓訌?qiáng)對(duì)混凝土的

7、保溫以保持在溫度降至 0以前具有一定的抗凍能力。使用蓄熱法應(yīng)是結(jié)構(gòu)體積厚大外露面積越小通過(guò)表面散熱損失也會(huì)少蓄有熱量則較多。因此要注意內(nèi)部少量降溫且應(yīng)注意保護(hù)外露及角邊以防受凍。此法工藝簡(jiǎn)單費(fèi)用又少而可以有足夠的養(yǎng)護(hù)期限。外加熱法n適用于氣溫在-15 以下環(huán)境施工而構(gòu)件并不厚大的工程。通過(guò)加熱施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的空氣保持混凝土的環(huán)境溫度或者直接對(duì)構(gòu)件加熱使混凝土處在正溫下正常硬化。使用熱源有火爐、蒸氣、暖棚、電及紅外線等工藝。 火爐加熱在較小的工地上應(yīng)用。n方法簡(jiǎn)單但室溫不會(huì)很高且較干燥特別是爐子里明火和聚集煙放出的二氧化碳會(huì)使新澆混凝土表面易碳化影響表面光潔。是一種較原始的方法。 蒸氣加熱是采用蒸

8、氣的溫度和濕度養(yǎng)護(hù)混凝土。此法比較簡(jiǎn)單且易控制使得溫度均勻，廣泛應(yīng)用在大型預(yù)制構(gòu)件廠，一般小型工地施工不易辦到。n但需要專門鍋爐設(shè)備和場(chǎng)地。熱損失大費(fèi)用高，工作環(huán)境也差。 暖棚法即在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)工棚，使構(gòu)件或基礎(chǔ)在棚內(nèi)正常溫度下施工。費(fèi)用較高，因需建棚和加溫常用于一些重點(diǎn)項(xiàng)目。電加熱法是將鋼筋作為電極，將電熱器貼在混凝上表面，使電能變?yōu)闊崮埽蕴岣呋炷翜囟取＿@種方法簡(jiǎn)單方便，熱損失較少也容易控制。當(dāng)構(gòu)件較遠(yuǎn)時(shí)電加熱比蒸氣加熱要方便靈活但耗電量大費(fèi)用高。抗凍外加劑法n目前生產(chǎn)的防凍劑可應(yīng)用在-10及其以下氣溫中施工。它是采用降低冰點(diǎn)使混凝上中的水在負(fù)溫下仍處于液相狀態(tài)使水化作用能繼續(xù)進(jìn)行從而改善孔

9、結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度增長(zhǎng)不受影響的目的。防凍法分為早強(qiáng)、負(fù)溫防凍和結(jié)構(gòu)法等常用防凍劑是亞硝酸鈉，它不但可以降低冰點(diǎn)，而且是極好的防銹劑，費(fèi)用低大小工地皆可使用。 n上述各種冬季施工方法都有利有弊，其適用范圍都受一定條件的制約。應(yīng)根據(jù)工地現(xiàn)有條件，采用一種或兩種以上施工方法結(jié)合作用?；炷恋默F(xiàn)場(chǎng)拌制n攪拌應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)室發(fā)出的配合比通知單進(jìn)行生產(chǎn)，不得擅自修改配合比。攪拌前先用熱水沖洗攪拌機(jī)10min，攪拌時(shí)間為常溫?cái)嚢钑r(shí)間的1.5倍。攪拌時(shí)投料順序?yàn)槭八嗪蛽胶狭贤饧觿Ｉa(chǎn)期間，派專職人員負(fù)責(zé)骨料倉(cāng)的下料，以清除砂石凍塊。n保證水灰比不大于0.6，從拌合水中扣除由骨料及防凍劑溶液中帶入的水分，嚴(yán)

10、格控制粉煤灰最大取代量。攪拌站要與氣象單位保持密切聯(lián)系，對(duì)預(yù)報(bào)氣溫仔細(xì)分析取保險(xiǎn)值，分別按-5、-10和-15對(duì)防凍劑試驗(yàn)，嚴(yán)格控制其摻量。必須隨時(shí)測(cè)量拌合水的溫度，水溫控制在5010C，砂子溫度控制在2040C，保證水泥不與溫度80C的水直接接觸。保證混凝土的坍落度不超過(guò)200mm ?；炷脸鰴C(jī)（車）溫度n 保證混凝土出攪拌機(jī)（車）溫度不低于10C?；炷恋倪\(yùn)輸 n保證混凝土在運(yùn)輸中，不得有表層凍結(jié)、混凝土離析、水泥砂漿流失、坍落度損失等現(xiàn)象。保證運(yùn)輸中混凝土降溫度速度不得超過(guò)5Ch，保證混凝土的入模溫度不得低于5C。嚴(yán)禁使用有凍結(jié)現(xiàn)象的混凝土。罐車必須裝上保溫套，接料前用熱水濕潤(rùn)后倒凈余水

11、，以減少混凝土的熱損失。 混凝土的現(xiàn)場(chǎng)澆筑 n遇下雪天氣綁扎鋼筋，綁好鋼筋的部分加蓋塑料布，減少積雪清理難度。現(xiàn)澆混凝土前及時(shí)將模板上的冰、雪清理干凈。做好準(zhǔn)備工作，提高混凝土的澆筑速度。在混凝土泵體料斗、塔吊吊斗、混凝土泵管上包裹阻燃草簾被。 n入模溫度的控制：塔吊澆筑時(shí)每車首吊、末吊、中間吊各測(cè)一次；地泵澆筑時(shí)每車測(cè)一次。用小桶在吊斗下、泵管端部接混凝土測(cè)溫。測(cè)定數(shù)據(jù)填入冬期施工入模溫度統(tǒng)計(jì)表，要與車號(hào)對(duì)上。 澆筑時(shí)混凝土的升溫速度不得超過(guò)5Ch，可通過(guò)測(cè)溫查出。 混凝土的養(yǎng)護(hù)n養(yǎng)護(hù)措施十分關(guān)鍵，正確的養(yǎng)護(hù)能避免混凝土產(chǎn)生不必要的溫度收縮裂縫和受凍。在冬施條件下必須采取冬施測(cè)溫，監(jiān)測(cè)混凝土

12、表面和內(nèi)部溫差不超過(guò)25C。 n混凝土養(yǎng)護(hù)可以采取多種措施，如蓄熱法養(yǎng)護(hù)和綜合蓄熱法養(yǎng)護(hù)等方法?？刹捎盟芰媳∧ぜ由w保溫草簾養(yǎng)護(hù)，防止受凍并控制混凝土表面和內(nèi)部溫差。 n 綜合蓄熱法即采用少量防凍劑與蓄熱保溫相結(jié)合，以下為供參考的綜合蓄熱法具體實(shí)施的辦法。n 墻體混凝土養(yǎng)護(hù)：在模板背楞間用50mm厚聚苯板填塞，模板支設(shè)完成后用鐵絲將阻燃草簾被固定在外側(cè)，轉(zhuǎn)角地方必須保證有搭接。n柱混凝土養(yǎng)護(hù)：鋼柱模板混凝土養(yǎng)護(hù)同墻體，視測(cè)溫情況加掛草簾被。n頂板、梁混凝土養(yǎng)護(hù)：頂板、梁混凝土下部保溫為在下層緊貼建筑物周圈（整層高度）通過(guò)在腳手架上附加橫桿滿掛彩條布，樓梯口滿鋪跳板上綁草簾被。在新澆筑的混凝土表面

13、先覆蓋塑料布，再覆蓋二層草簾被。對(duì)于邊角等薄弱部位或迎風(fēng)面，應(yīng)加蓋草簾被并做好搭接 。n養(yǎng)護(hù)時(shí)注意事項(xiàng)：測(cè)量放線必須掀開保溫材料（5C以上）時(shí)，放完線要立即覆蓋；在新澆筑混凝土表面先鋪一層黑色塑料薄膜，再嚴(yán)密加蓋阻燃草簾被。對(duì)墻、柱上口保溫最薄弱部位先覆蓋一層塑料布，再加蓋兩層小塊草簾被壓緊填實(shí)、周圈封好。拆模后混凝土采用刷養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù)?；炷脸跗陴B(yǎng)護(hù)溫度，不得低于-15C，不能滿足該溫度條件時(shí)，必須立即增加覆蓋草簾被保溫。拆模后混凝土表面溫度與外界溫差不大于15C時(shí)，在混凝土表面，必須繼續(xù)覆蓋草簾被；在邊角等薄弱部位，必須加蓋草簾被并密封嚴(yán)實(shí)。 混凝土拆模n工程現(xiàn)澆構(gòu)件的拆模應(yīng)由同條件養(yǎng)護(hù)試塊

14、強(qiáng)度檢驗(yàn)滿足拆模條件的原則確定拆模時(shí)間。當(dāng)混凝土未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度均不得拆除保溫加熱設(shè)備。混凝土冷卻到5C，且超過(guò)臨界強(qiáng)度并滿足常溫混凝土拆模要求時(shí)方可拆模。混凝土溫度通過(guò)溫度計(jì)來(lái)測(cè)定；可通過(guò)3d同條件試驗(yàn)與4MPa比較來(lái)確定混凝土是否超過(guò)臨界強(qiáng)度（4MPa）。 n當(dāng)墻體混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.0MPa時(shí)，墻體模板輕輕脫離混凝土，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)到拆模。工地負(fù)責(zé)人根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫混凝土拆模申請(qǐng)，報(bào)施工負(fù)責(zé)人和相關(guān)人員批準(zhǔn)，重點(diǎn)部位或有特殊要求的結(jié)構(gòu)拆模要特加批準(zhǔn)。如無(wú)法通過(guò)同條件養(yǎng)護(hù)試塊確定拆模時(shí)間應(yīng)報(bào)知公司總工、工程部，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)確定拆模時(shí)間。冬施時(shí)由于拆模時(shí)間的限制，為更好的組織流水施工，應(yīng)適當(dāng)增加

15、模板投入量。 防凍劑的認(rèn)識(shí)誤區(qū)n鑒于目前建筑市場(chǎng)上施工隊(duì)伍的素質(zhì)不齊，有部分施工技術(shù)人員認(rèn)為，既然混凝土防凍劑（JC475-2004）規(guī)定了“規(guī)定溫度”為-5、-10、-15的防凍劑，則只要在該負(fù)溫條件下在新拌混凝土中摻用了該規(guī)定溫度的防凍劑，施工混凝土就可以不進(jìn)行蓄熱養(yǎng)護(hù)了。n顯然，這是對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程冬期施工認(rèn)識(shí)的一個(gè)誤區(qū)。大量試驗(yàn)研究表明，新拌混凝土在未達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度之前受凍，由于冰晶破壞了水泥石開始形成的結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度就會(huì)受到無(wú)法恢復(fù)的損失。混凝土澆筑后的溫度控制 n混凝土澆筑后的2d3d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0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)定如下：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝