1、天津地區冬季混凝土施工方法簡介（袁建新 張倩 盧登峰） 時間： 2011-01-07 16:37:00 來源：海河水利2009年10月 放大縮小打印 摘要：闡述了混凝土的冬季施工原理，并列舉了天津地區寒冷季節的混凝土施工方法和養護措施。關鍵詞：天津地區；農村冬季；混凝土；施工；方法中圖分類號：TV521 文獻標識碼：C 文章編號：10047328（2009）05006802天津地區，受工期制約，冬季進行混凝土施工是不可避免的。當日平均氣溫連續5 d 穩定在5 以下或最低氣溫連續5 d 穩定在-3 時，施工中應按冬季低溫施工混凝土的有關規定執行。采用適當的施工方法，避免新澆混凝土早期受

2、凍，使外露混凝土與冬季氣溫保持較小溫差，也會取得在天暖施工時的效果。1 混凝土冬季施工的一般原理混凝土拌和物澆筑后之所以能逐漸凝結和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的結果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關外，主要是隨著溫度的高低而變化的。當溫度升高時，水化作用加快，強度增長也較快；而當溫度降低到0時，存在于混凝土中的水有一部分開始結冰，逐漸由液相（水）變為固相（水）。這時，參與水泥水化作用的水減少了，因此水化作用減緩，強度增長相應較慢。溫度繼續下降，當存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變為固相時，水泥水化作用基本停止，此時強度就不再增長。水變成冰后，

3、體積約增大9%，同時產生約2 500 kg/cm2 的冰脹應力。這個應力值常常大于水泥石的初期強度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即早期受凍破壞）而降低強度。此外，當水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力，從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后，又會在混凝土內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，水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵。國內外許多學者對水在混凝土中的形態進行大量的試驗研究結果表明，新澆混凝土在凍結前有一段預養期，可以增加其內部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。試驗研究還表明，混凝土受凍前

4、預養期愈長，強度損失愈小。混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續養護，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。預養期長、獲得初期強度較高的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而安全預養期短、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，混凝土凍結前，要使其在正常溫度下有一段預養期，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，即可達到預期效果。對于臨界強度，不同地區取值不同。大體積混凝土不應低于7.0 MPa（或成熟度不低于1 800 ·h）；非大體積混凝土和鋼筋混凝土不應低于設計強度的85%。2 混凝土冬季施工方法的選擇從上述分

5、析可以知道，在冬季混凝土施工中，主要解決3 個問題：一是如何確定混凝土最短的養護齡期，二是如何防止混凝土早期凍害，三是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。在實際工程中，要根據施工時的氣溫情況，工程結構狀況（工程量、體積結構厚大程度與外露情況即表面系數），工期緊迫程度，水泥的品種及價格，早強劑、減水劑、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。一般來說，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，應當用最短的工期、最低的施工費用來獲得最優良的工程質量，也就是工期、費用、質量最佳化。工程設計中，基本采用以下4 種方法。2.1 調整配合比方法主要適

6、用于氣溫在0 左右的混凝土施工。具體做法如下：（1）選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結果表明，應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期強度最高，一般3 d 抗壓強度大約相當于普通硅酸鹽水泥7 d 的強度，效果較明顯。（2）盡量降低水灰比，不大于0.6。水灰比小，相對水泥用量多，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（微小封閉的穩定氣泡），既可提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性；又可緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。（4）摻加早強外加劑，必要時加入防凍劑（根據氣溫情況確

7、定）。縮短混凝土的凝結時間或降低混凝土的冰點，可以提高早期強度。但對使用堿活性骨料的混凝土，應控制混凝土的總含堿量。（5）選擇顆粒強度高、抗凍性好和孔隙率較小的集料，使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。2.2 蓄熱法主要用于氣溫-10 左右下的結構比較厚大的工程，采取措施提高混凝土的澆筑溫度，同時對混凝土表面進行保護。做法是：對原材料（水、砂、石）進行加熱，使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后，還儲備有相當的熱量，以使水泥水化放熱較快，并加強對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0 以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此方法，工藝簡單，施工費用低，但要注意混凝土外部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長

8、養護齡期。2.3 外部加熱法主要用于氣溫-10 以上，而構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣將熱量傳給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。（1）火爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡單，但澆筑倉面溫度不高，比較干燥，且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化，影響質量。（2）蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此方法，容易控制，加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設備，費用較高。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。此方法，多用于預制混凝土構件生產中。（3）電加熱。將鋼筋作為電極或將電熱器貼近混凝土表面，把電能變為熱能，以提高混凝土的溫度。此方法，簡單方便，熱損失

9、較少，易控制，不足之處是電能消耗量大。（4）紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發生器，對混凝土進行密封輻射加熱。2.4 摻加抗凍外加劑法在-10 以上的氣溫中，對混凝土拌和物摻加一種能降低水的冰點的化學劑，使混凝土在負溫下仍處于液相狀態，水化作用能繼續進行，從而使混凝土強度繼續增長。目前，常用有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑。一般多用于素混凝土施工中。對含堿活性骨料的混凝土，應控制混凝土的總含堿量，并符合相關規定。上述4 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。根據工程實際情況，常采用一種或兩種以上施工方法。模板和保溫層，應在混凝土冷卻到5 后方可拆除

10、。當混凝土與外界溫差大于2025 時，拆模后的混凝土表面應臨時覆蓋，使其緩慢冷卻。未冷卻的混凝土有較高的脆性，所以結構在冷卻前不得遭受沖擊荷載或動力荷載的作用。3 混凝土的養護（1）冬季澆筑的混凝土，由正溫轉入負溫養護前，混凝土的抗壓強度不應低于設計強度的40%，對于C10 以下的混凝土不得小于5 MPa。（2）采用的保溫材料（草袋、麻袋等），應保持干燥。（3）在模板外部保溫時，除基礎可隨澆筑隨保溫外，其他結構必須在設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，上部再覆蓋草袋、麻袋等保溫材料。保溫材料的鋪設厚度為：一般情況下0 以上鋪1 層；0 以下鋪2 層或