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1、张建真论混凝土冬期施工技术的工作原理及措施 2011 年 03 月 10 日 用户评分：建筑安全 2010 年 07 期 论混凝土冬期施工技术的工作原理及措施 摘要：冬期施工期是质量事故多发期。在冬期施工中，长时间的持续负低温，大的温差、强风、降雪和反复的冰冻，经常造成建筑施工的质量事故，据资料分析，混凝土工程有三分之二以上的工程质量事故发生在冬期。通过对混凝土冻害及施工原理分析，结合实际施工情况，对混凝土冬期施工质量影响因素进行研究并采取相应措施，以确保工程质量与安全。关键词：混凝土 冬期 冻害 强度 措施 引言 我国幅员辽阔，大部国土位于北方冰冻地区，随着我国经济的快速发展，基础设施和工业
2、化发展一日千里。由于我国气候条件的差异，尤其在北方长达数月的严寒气候。对工程施工带来严峻挑战。在工程建设施工过程中，受自然气候的影响，加之工程建设的进度需要，有时不可避免的要进行冬期施工，若采取的措施不当，会给施工的工程带来不利的影响，极易给工程质量造成隐患或出现质量事故。一、建筑工程冬期施工规程规范规定，“根据当地多年气象资料，当室外日平均气温连续 5 天稳定低于 5即进入冬期施工；当室外日平均气温连续 5 日高于 5时解除冬期施工。”所以混凝土应尽可能在高于 5的气温条件下施工。因为其强度增长主要靠水化作用，水结冰时，水化作用停止，而且水结冰时，体积会膨胀，促使混凝士结构松散破坏，因此，当
3、昼夜平均气温低于-5时，应停止施工。由于我国气候条件的差异，尤其在北方冬季长达数个月的寒冷气候，给施工带来了很多困难，因此，凡进行冬期施工的工程项目，应复核施工图纸，对有不能适应冬期施工要求的问题应及时与设计单位研究解决。在这种环境下施工，我们一定要采取一些特殊的施工防护措施，以保证工程的正常施工。摘要：冬期施工期是质量事故多发期。在冬期施工中，长时间的持续负低温，大的温差、强风、降雪和反复的冰冻，经常造成建筑施工的质量事故，据资料分析，混凝土工程有三分之二以上的工程质量事故发生在冬期。通过对混凝土冻害及施工原理分析，结合实际施工情况，对混凝土冬期施工质量影响因素进行研究并采取相应措施，以确保
4、工程质量与安全。关键词：混凝土 冬期 冻害 强度 措施 引言 我国幅员辽阔，大部国土位于北方冰冻地区，随着我国经济的快速发展，基础设施和工业化发展一日千里。由于我国气候条件的差异，尤其在北方长达数月的严寒气候。对工程施工带来严峻挑战。在工程建设施工过程中，受自然气候的影响，加之工程建设的进度需要，有时不可避免的要进行冬期施工，若采取的措施不当，会给施工的工程带来不利的影响，极易给工程质量造成隐患或出现质量事故。一、建筑工程冬期施工规程规范规定，“根据当地多年气象资料，当室外日平均气温连续 5 天稳定低于 5即进入冬期施工；当室外日平均气温连续 5 日高于 5时解除冬期施工。”所以混凝土应尽可能
5、在高于 5的气温条件下施工。因为其强度增长主要靠水化作用，水结冰时，水化作用停止，而且水结冰时，体积会膨胀，促使混凝士结构松散破坏，因此，当昼夜平均气温低于-5时，应停止施工。由于我国气候条件的差异，尤其在北方冬季长达数个月的寒冷气候，给施工带来了很多困难，因此，凡进行冬期施工的工程项目，应复核施工图纸，对有不能适应冬期施工要求的问题应及时与设计单位研究解决。在这种环境下施工，我们一定要采取一些特殊的施工防护措施，以保证工程的正常施工。二、混凝土冬期施工基本原理和施工方法的选择 冬期施工时，混凝土拌合物的凝结和硬化，是水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外
6、，气温低，水化作用减弱，新浇混凝土强度增长明显地延缓，当气温降至 0以下时，水泥水化作用基本停止，混凝土强度已停止增长。新浇混凝土中的水可分两部分：一是吸附在组成材料颗粒表面和毛细管中的水，这部分水能使水泥颗粒起水化作用，称为“水化水”；二是存在于组成材料颗粒空隙之间的水，称为“游离水”，它只对混凝土浇筑时的和易性起作用，在某种意义上说，混凝土强度的增长取决于在一定温度条件下水化水与水泥的水化作用及游离水的蒸发。因此，混凝土强度增长速度在湿度一定时就取决于温度的变化。特别是气温降至混凝土冰点温度（新浇混凝土冰点温度为-0.3-1.5）以下时，混凝土中游离水开始冻结，气温降至-4时，水化水开始冻
7、结，水化作用停止，冻结后的水体积膨胀约 8%-9%，在混凝土内部形成强大的冰胀应力，将使强度尚低的混凝土内部产生微裂缝，同时降低了水泥与砂石和钢筋间的粘结力，导致结构强度和耐久性降低。新浇混凝土在养护初期遭受冻结，当气温恢复到正温后，即使正温养护到一定的龄期，也不能达到其设计强度，这就是混凝土的早期冻害。研究表明，塑性混凝土终凝前（浇后 3-6h）遭受冻结，开冻后后期强度要损失 50%以上，凝结后 2-3 天遭冻，强度损失15%-20%。实验证明，混凝土遭受冻结的危害程度还与冻结前混凝土的强度、水灰比、水泥标号、种类、养护温度等有关。如果混凝土受冻前已经具备抵抗冻胀应力的强度，则混凝土内部结构
8、就不致受冻结的损害。因此在混凝土冬期施工中，主要需解决两个问题：一是如何防止混凝土早期冻害，二是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。因此保证混凝土早期凝结和硬化的温度是冬期混凝土施工的一般原理。防止混凝土早期冻害的措施有两类：一是早期增强。主要是提高混凝土的早期强度，使之尽早达到混凝土受冻临界强度。具体措施有：与设计协商提高混凝土强度等级，使用早强水泥或超早强水泥，掺早强剂或超早强剂，早期保温蓄热，早期短时加热等；在施工时增加混凝土中的水泥用量提高混凝土的强度等级，虽然抗压强度可以相应增加，但耐久性仍得不到改善。因此从保证混凝土工程全面质量出发，在冬期施工中必须防止混凝土在硬化初期遭受冻害
9、，并尽早获得强度。二是改善混凝土的内部结构。具体做法是增加混凝土的密实度，排除多余的游离水，或掺入减水型引气剂，提高混凝土的抗冻能力。还可掺防冻剂，降低混凝土的冰点温度。目前，混凝土冬期施工采用的方法有调整配合比法、蓄热法、综合蓄热法、电加热法、暖棚法。三、混凝土强度及主要影响因素 混凝土质量的主要指标之一是抗压强度。材料的品种和质量，直接影响混凝土的强度。同等水泥用量的拌合物，水泥标号等级高的，混凝土的强度必然高；骨料的颗粒组成不好，搭配得不密实，含有泥土、杂质等过多，都能降低混凝土的强度。组成材料的配合比，是影响强度的重要因素。比如减少拌合用水和所用水泥的比例，适当增多水泥浆的含量，都能显
10、著提高混凝土的强度，反之则显著降低。在施工中混凝土作业的各个环节，准确称料，适度的拌合和振捣，加强养护等，对混凝土强度的影响也很大。四、混凝土在冬期施工时应采取的措施 1、冬期施工混凝土对原材料的质量控制要求 （1）冬期施工中配制混凝土用的水泥，应优先选用活性高、水化热大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。水泥的标号不应低 425 号，最少水泥用量不应少于 300Kg/m3。（2）拌制混凝土所采用的骨料保证清洁，不得含有冰雪冻结块等其它宜冻裂物质。在掺用含有钾、纳离子的防冻剂混凝土中，不得采用活性骨料或在骨料中混有这类物质的材料。混凝土原材料优先采用加热水的方法，当加热水不能满足要求时，再对骨料进行
11、加热。水、骨料加热的最高温度应符合冬施规范要求。（3）严格控制混凝土的水灰比，水灰比不应大于 0.6。（4）使用超早强剂效果明显，制作同条件试块 3 天试压强度达到 30%，14 天达到 100%。2、混凝土搅拌的控制 混凝土不宜露天搅拌，搅拌站应搭设暖棚，优先选用大容量的搅拌机，以减少混凝土的热量损失。搅拌前，用热水或蒸汽冲洗搅拌机。混凝土的搅拌时间比常温规定时间延长 50%。经加热后的材料投料顺序为：先将水和沙石投入拌和，然后加入水泥。混凝土出机温度不宜低于 10。3、混凝土运输过程温度控制 混凝土的运输过程是热损失的关键阶段，应采取必要的措施减少混凝土的热损失，同时应保证混凝土的和易性。
12、常用的主要措施为减少运输时间和距离；使用大容积的运输工具并采取必要的保温措施。保证混凝土的入模温度不低于 5。4、混凝土浇筑中的质量控制 （1）混凝土在浇筑前，提前对模板进行预热，必须保证模板保持 5，清除钢筋和模板上的冰雪和污垢，尽量加快混凝土的浇筑速度，防止热量散失过多。当采用加热养护时，混凝土养护前的温度不得低于 2。（2）冬期施工混凝土振捣应用机械振捣，振捣时间比常温时有所增加。（3）施工缝的处理：除要满足常规的处理要求外，冬期施工接缝混凝土时，在新混凝土浇筑前对结合面进行加热使结合面有 5以上的温度。（4）混凝土现浇板上的后序工程规定：混凝土初凝后方可进行下道工序的施工，时间由工程项
13、目部人员及监理人员现场确定。班组人员接到“同意下道工序施工”的通知后方可进行施工。5、混凝土浇筑中的温度控制措施 冬期混凝土施工浇筑过程中的温度控制是冬期混凝土施工的关键，必须从把握浇筑时间、加强模板外侧的保温、混凝土表面覆盖三个主要方面进行控制。6、混凝土浇筑后的温度控制 混凝土浇筑后的 2-3 天内，是混凝土强度发展较快的时段，必须加强混凝土的保温，保证在混凝土的温度降至 0前，其抗压强度不得低于抗冻临界强度。抗冻临界强度规定如下：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计的混凝土强度标准值的 30%；矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计的混凝土强度标准值的 40，但 C10 及 C10
14、 以下的混凝土，不得低于 5.0N/mm2。如施工需要提高混凝土强度等级时，应按提高后的强度等级确定。7、混凝土的拆模 冬期混凝土拆模强度应满足混凝土正常温度下拆模强度的要求，并同时满足抗冻要求的规定。混凝土与环境的温差不得大于 15，当温度差在 10以上，但低于 15，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆盖措施。五、冬期施工混凝土的质量检查 1、混凝土工程的冬期施工，除按常温施工的要求进行质量检查外，尚应检查以下项目：（1）外加剂的质量和掺量；（2）水和骨料的加热温度；（3）混凝土在出机时、浇筑后和硬化过程中的温度；（4）混凝土温度降至 0时的强度（负温混凝土则为温度低于外加剂规定温度时的强度）
15、。2、水、骨料及混凝土出机时的温度，每工作班至少测量 4 次。3、混凝土温度的测量：（1）采用蓄热法养护混凝土时，养护期间每昼夜测量 4 次；（2）负温混凝土，强度达到抗冻临界强度以前，每隔 2h 测量 1 次；以后每昼夜测量 2次；（3）采用加热法养护混凝土时，升、降温期间每 1h 测量 1 次，恒温期间每 2h 测量 1次；（4）采用综合养护的混凝土，每昼夜测量 4 次；（5）室外空气温度及周围环境温度，每昼夜测量 4 次。4、混凝土的温度测量，应按下列规定进行：（1）全部测温孔、点均应编号，绘制布置图，测量结果要写入正式记录；（2）测温孔、点应设在有代表性的结构部位和温度变化大、易冷却部
16、位，测温孔的深度一般为 1015cm，或板、墙厚度的 1/2。（3）测温时，应将温度计与外界气温做妥善隔离，可在孔口四周用保温材料塞住，温度计在测温孔内应留置 3min 以上，方可读数。5、测量读数时，应使视线和温度计的水银柱顶点保持在同一水平高度上，以避免视差。读数时，要迅速准确，勿使头、手或灯头接近温度计下端。找到温度计水银柱顶点后，先读小数，后读大数，记录后再复验一次，以免误读。6、测温人员应同时检查覆盖保温情况，并应了解结构物的浇筑日期、要求温度、养护期限等。若发现混凝土温度有过高或过低现象，应立即通知有关人员，及时采取有效措施。7、在混凝土施工过程中，要在浇筑地点随机取样制作试件，每
17、次取样应同时制作 3 组试件。1 组在 20标准条件下养护至 28d 试压，得强度 f28；1 组与构件在同条件下养护，在混凝土温度降至 0时（负温混凝土为温度降至防冻剂的规定温度以下时）试压，用以检查混凝土是否达到抗冻临界强度；1 组与构件在同条件下养护至 14d，然后转入 20标准条件下继续养护 21d，在总龄期为 35d 时试压，得强度 f14+21。如果 f14+21f28，则可证明混凝土未遭冻害，可以将 f28 作为强度评定的依据。六、结束语 加强对混凝土的保温材料的保护，各施工班组积极配合认真负责，人员到位，避免材料和用工的重复，严格按照冬期施工方案施工，加强混凝土的保温工作，就一定能够确保混凝土的质量。综上所述，我们应从各个方面控制混凝土质量，以确保整个工程质量，以保证企业信誉和发展。保证工程建设质量和进度，实现工程质量和进度的统一。