混凝土冬季施工措施

混凝土冬季施工質(zhì)量(zhìliàng)措施質(zhì)量保證部二○一六年十二月共二十四頁冬期施工(shīgōng)的定義

我國現(xiàn)行《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ104—87）規(guī)定：當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5°C即進入冬期施工；當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)高于5°C時解除冬期施工。

長龍山地區(qū)有較長的寒冷季節(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。從多年的施工實踐及研究的結(jié)果認(rèn)識到，當(dāng)環(huán)境溫度降至5℃再不回升連續(xù)5天以上時就只要采取適當(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，就會使工程取得和其它季節(jié)一樣(yīyàng)的效果。共二十四頁混凝土冬季(dōngjì)施工的一般原理混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身(běnshēn)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，水化作用加快，強度增長也較快；而當(dāng)溫度降低到0℃時，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＿@時參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強度增長相應(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，水泥水化作用基本停止，此時強度就不再增長。

共二十四頁水變成冰后，體積約增大9%，同時產(chǎn)生約2500千克每平方厘米的冰脹應(yīng)力。這個應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即旱期受凍破壞）而降低強度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產(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度。當(dāng)冰凌融化后，又會在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實性及耐久性。

由此可見，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長的關(guān)鍵。國內(nèi)外許多學(xué)者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究結(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(zuòyòng)。試驗研究還表明，混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期愈長，強度損失愈小。共二十四頁混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續(xù)養(yǎng)護(yǎnghù)，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預(yù)養(yǎng)期長，獲得初期強度較高（如達到R28的35%）的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預(yù)養(yǎng)期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度都有不同程度的損失。由此可見，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度，一般稱臨界強度，即可達到預(yù)期效果。對于臨界強度，各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設(shè)計標(biāo)號的30%，也不得低于35千克每平方厘米。

共二十四頁混凝土冬季施工方法(fāngfǎ)及措施

在冬季混凝土施工中，主要解決三個問題：

一是如何確定混凝土最短的養(yǎng)護齡期，

二是如何防止混凝土早期(zǎoqī)凍害，

三是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。共二十四頁

在實際工程中，要根據(jù)施工時的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)厚大程度與外露情況），工期緊迫程度，水泥的品種及價格，早強劑、減少劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及價格，熱源的條件等，來選擇合理的施工方法(fāngfǎ)。一般來說，對于同一個工程，可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案，應(yīng)當(dāng)用最短的工期、最低的施工費用，來獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量，也就是工期、費用、質(zhì)量最佳化。目前，基本上采用以下4種方法(fāngfǎ)。

共二十四頁一、調(diào)整配合(pèihé)比方法

主要適用于在0℃左右的混凝土施工。具體做法：

①選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結(jié)果表明，應(yīng)使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期放出強度最高，一般3天抗壓強度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強度，效果較明顯。

②盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。

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，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性(shuǐxìng)，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。共二十四頁

④摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時間，提高早期強度。應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和MSF復(fù)合早強試水劑（摻水泥用量的5%）。⑤選擇(xuǎnzé)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。共二十四頁二、蓄熱法

主要適用于氣溫≥-15℃且結(jié)構(gòu)較厚大的現(xiàn)澆混凝土工程對原材料砂石和水進行加熱使混凝土在攪拌、運輸和澆筑完成后就還儲備有相當(dāng)?shù)臒崃恳允顾艧峒涌觳⒓訌妼炷恋谋匾员３衷跍囟?wēndù)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表面散熱損失也會少蓄有熱量則較多。因此要注意內(nèi)部少量降溫且應(yīng)注意保護外露及角邊以防受凍。此法工藝簡單費用又少而可以有足夠的養(yǎng)護期限。共二十四頁三、外加熱法

適用于氣溫在-15℃以下(yǐxià)環(huán)境施工而構(gòu)件并不厚大的工程。通過加熱施工現(xiàn)場周圍的空氣保持混凝土的環(huán)境溫度或者直接對構(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。方法簡單但室溫不會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。

蒸氣加熱是采用蒸氣的溫度和濕度養(yǎng)護混凝土。此法比較簡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。但需要專門鍋爐設(shè)備和場地。熱損失大費用高，工作環(huán)境也差。共二十四頁

暖棚法即在現(xiàn)場搭設(shè)工棚，使構(gòu)件或基礎(chǔ)在棚內(nèi)正常溫度下施工。費用較高，因需建棚和加溫常用于一些重點項目冬季混凝土施工的防護措施。

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?，以提高混凝土溫度。這種方法簡單方便，熱損失較少也容易(róngyì)控制。當(dāng)構(gòu)件較遠(yuǎn)時采用電加熱比蒸氣加熱要方便靈活但耗電量大費用高。共二十四頁四、抗凍外加劑法

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(zuòyòng)能繼續(xù)進行從而改善孔結(jié)構(gòu)達到強度增長不受影響的目的。防凍法分為早強、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，而且是極好的防銹劑，費用低大小工地皆可使用。

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。共二十四頁混凝土的現(xiàn)場(xiànchǎng)拌制

攪拌應(yīng)嚴(yán)格按照(ànzhào)試驗室發(fā)出的配合比通知單進行生產(chǎn)，不得擅自修改配合比。攪拌前先用熱水沖洗攪拌機10min，攪拌時間為常溫攪拌時間的1.5倍。攪拌時投料順序為石→砂→水→水泥和摻合料→外加劑。生產(chǎn)期間，派專職人員負(fù)責(zé)骨料倉的下料，以清除砂石凍塊。

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)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，對預(yù)報氣溫仔細(xì)分析取保險值，分別按-5℃、-10℃和-15℃對防凍劑試驗，嚴(yán)格控制其摻量。必須隨時測量拌合水的溫度，水溫控制在50±10°C，砂子溫度控制在20～40°C，保證水泥不與溫度≥80°C的水直接接觸。保證混凝土的坍落度不超過200mm。共二十四頁混凝土出機（車）溫度(wēndù)

保證(bǎozhèng)混凝土出攪拌機（車）溫度不低于10°C。

混凝土的運輸

保證混凝土在運輸中，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。保證運輸中混凝土降溫度速度不得超過5°C／h，保證混凝土的入模溫度不得低于5°C。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，接料前用熱水濕潤后倒凈余水，以減少混凝土的熱損失。共二十四頁

入模溫度的控制：澆筑時每車測一次溫度；用小桶在吊斗下、泵管端部接混凝土測溫。測定數(shù)據(jù)填入冬期施工(shīgōng)入模溫度統(tǒng)計表，要與車號對上。

澆筑時混凝土的升溫速度不得超過5°C／h，可通過測溫查出。共二十四頁混凝土的養(yǎng)護(yǎnghù)

養(yǎng)護措施十分關(guān)鍵，正確的養(yǎng)護能避免混凝土產(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溫，監(jiān)測混凝土表面和內(nèi)部溫差不超過25°C。

混凝土養(yǎng)護可以采取多種措施，如蓄熱法養(yǎng)護和綜合(zōnghé)蓄熱法養(yǎng)護等方法?？刹捎盟芰媳∧ぜ由w保溫草簾養(yǎng)護，防止受凍并控制混凝土表面和內(nèi)部溫差。綜合(zōnghé)蓄熱法即采用少量防凍劑與蓄熱保溫相結(jié)合的方法。共二十四頁

養(yǎng)護時注意事項：測量放線必須(bìxū)掀開保溫材料（5°C以上）時，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、周圈封好。拆模后混凝土采用刷養(yǎng)護液養(yǎng)護?；炷脸跗陴B(yǎng)護溫度，不得低于-15°C，不能滿足該溫度條件時，必須(bìxū)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15°C時，在混凝土表面，必須(bìxū)繼續(xù)覆蓋草簾被；在邊角等薄弱部位，必須(bìxū)加蓋草簾被并密封嚴(yán)實。共二十四頁混凝土拆模

工程現(xiàn)澆混凝土的拆模應(yīng)由同條件養(yǎng)護試塊強度檢驗滿足拆模條件的原則確定拆模時間。當(dāng)混凝土未達到受凍臨界強度均不得拆除保溫加熱設(shè)備?；炷晾鋮s到5°C，且超過臨界強度并滿足常溫混凝土拆模要求時方可拆模?；炷翜囟韧ㄟ^溫度計來測定；可通過3d同條件試驗(shìyàn)與4MPa比較來確定混凝土是否超過臨界強度（4MPa）。共二十四頁防凍劑的認(rèn)識(rènshi)誤區(qū)

鑒于目前施工隊伍的素質(zhì)參差不齊，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行蓄熱養(yǎng)護了。

顯然，這是對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程冬期施工認(rèn)識的一個(yīɡè)誤區(qū)。大量試驗研究表明，新拌混凝土在未達到抗凍臨界強度之前受凍，由于冰晶破壞了水泥石開始形成的結(jié)構(gòu)，混凝土強度就會受到無法恢復(fù)的損失。共二十四頁混凝土澆筑(jiāozhù)后的溫度控制

混凝土澆筑后的2d～3d內(nèi)，是混凝土強度發(fā)展較快的時段，必須加強混凝土的保溫，保證在混凝土的溫度降至0℃前，其抗壓強度不得低于抗凍臨界強度?？箖雠R界強度規(guī)定如下：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(shèjì)的混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值的30%；礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(shèjì)的混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值的40%，但C10及C10以下的混凝土，不得低于5.0N/mm2。

共二十四頁質(zhì)量(zhìliàng)控制措施

重點控制好原材料的加熱溫度，澆注砂漿和砼所用砂、石料和水，要及時清掃覆蓋于其上的冰雪。在施工過程中，要確定原材料的加熱溫度，做好加熱措施。

要求砂漿及砼攪拌時間宜較常溫施工時延長50％，做到隨拌、隨運、隨時澆筑，未澆筑前要不停的進行攪拌，砼運輸車應(yīng)采用棉布覆裹罐體，同時控制好噴砼溫度，一般不應(yīng)低于5℃。

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)號不宜低于42.5，每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg，水灰比不應(yīng)大于設(shè)計配合比或0.5，選用較低的坍落度，并加入早強劑、防凍劑。

砼強度未達到抗壓強度的40％前，不得使其受凍。水泥砂漿強度未達到設(shè)計強度的70％前，不得受凍。

在噴砼施工之前，若周圍溫度在-10℃以下，則要選擇暖棚法把網(wǎng)片鋼筋加熱到正常(zhèngcháng)溫度，同時要把鋼筋上的雜質(zhì)清理干凈，保證噴砼時溫度在5℃以上方可進行施工。

要求及時進行養(yǎng)護，采取棉被、麻袋、草簾等覆蓋保溫