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摘要：本文针对建筑工程冬季混凝土施工的基本要求、相关施工措施、混凝土冬季施工的养护方法、防冻剂的选型进行探讨，更清楚的表述适合不同项目的冬季混凝土养护措施。
关键词：冬季、混凝土、养护、外加剂
引言：《建筑工程冬期施工规程》中规定：根据当地多年气象资料统计，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天稳定高于5℃时解除冬期施工。混凝土冬季施工多存在“谈虎变色“，多种措施叠加，在一定程度上确实保证了混凝土强度，但广义上确造成资源浪费，本文从冬季混凝土施工中的各个方面阐述混凝土养护措施的选型。
一、冬季施工的一般原理
新浇筑混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。混凝土允许受冻临界强度是指新浇注混凝土在受冻前达到某一初始强度值，然后遭到冻结，当恢复正温养护后，混凝土强度仍会继续增长，经28d标养后，其后期强度可达到强度等级的95%以上，这一受冻前的初始强化值叫做混凝土允许受冻临界强度，其混凝土受冻前预养期愈长，后期强度损失愈小。如混凝土受冻前未达到临界强度，将会造成混凝土冻害，降低混凝土强度，造成混凝土裂缝，造成混凝土中钢筋的锈蚀，同时降低混凝土耐久性能。
二、临界强度规定
冬期浇筑的混凝土，其受冻临界强度应符合下列规定：
（1）采用蓄热法等不掺防冻剂施工的普通混凝土，其受冻临界强度不应小于设计混凝土强度等级值的30％
（2）当室外最低气温不低于—15℃时，采用综合蓄热法等掺防冻剂施工的混凝土受冻临界强度不应小于4．0MPa；当室外最低气温不低于—30℃时，采用负温养护法施工的混凝土受冻临界强度不应小于5．0MPa。
三、冬季施工混凝土施工措施
（1）对材料和材料加热的要求
①冬期施工中配制混凝土用的水泥，应优先选用活性高、水化热量大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。水泥的强度不应低于 42.5 等级，水灰比不应大于 0.6。水泥不得直接加热，使用前 1 ～ 2 天运入暖棚存放，暖棚温度宜在 5 ℃ 以上。
②因为水的比热是砂、石集料的 5 倍左右，所以冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法，但加热温度要符合规定的数值。
③冬期施工拌制混凝土的砂、石温度要符合热工计算需要温度。加热的方法可因地制宜，但以蒸汽加热法为好。
⑤原材料不论用何种方法加热，在设计加热设备时，必须先求出每天的最大用料量和要求达到的温度，根据原材料的初温和比热，求出需要的总热量。同时考虑加热过程中热量的损失。
（2）搅拌
混凝土不宜露天搅拌，应尽量搭设暖棚，优先选用大容量的搅拌机，以减少混凝土的热量损失。
（3）运输
混凝土的运输时间和距离应保证混凝土不离析、不丧失塑性。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加以适当保温等。
（4）浇筑和养护
混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冻雪和污垢，尽量加快混凝土的浇筑速度，防止热量散失过多。混凝土拌和物的出机温度不宜低于1 0 ℃，入模温度不得低于 5 ℃。
混凝土经过相关施工工艺处理后，应及时覆盖塑料薄膜并加盖草帘、棉毡等保温养护，以保证混凝土初凝前不受冻。可根据施工工程部位及气温情况选择覆盖材料及层数，并经过热工计算。
（5）测温
及时测温，测温项包括混凝土出罐温度，入模温度，大气温度等。大气温度4次/昼夜，砼养护温度，受冻临界强度前12次/昼夜，受冻临界强度后4次/昼夜。测温点位置按规范要求布设。
测温人员应随时注意混凝土温度的变化，如果发现混凝土的温度过高过低或混凝土内外温差过大（内外温差大于25度），应及时通知有关技术人员，及时采取有效措施，加强保温措施，保证混凝土硬化过程的质量。
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四、混凝土养护方法选型
目前，我国一般选用蓄热法和综合蓄热法施工，从成本及效果都能达到满意的效果。
建筑工程冬季施工规程中对蓄热法和综合蓄热法做如下解释：
当室外最低温度不低于—15℃时，地面以下的工程，或表面系数不大于5m-1的结构，宜采用蓄热法养护。对结构易受冻的部位，应加强保温措施。
当室外最低气温不低于—15℃时，对于表面系数为5m-1～15m-1的结构，宜采用综合蓄热法养护，围护层散热系数宜控制在50kJ／（m3?h?K）～200kJ／（m3?h?K）之间。
综合蓄热法施工的混凝土中应掺入早强剂或早强型复合外加剂，并应具有减水、引气作用。
五、防冻剂的选型
采用综合蓄热法，防冻剂必须从防止冻害的发生及提高混凝土本身的抗冻性两个途径来解决。
防冻剂可以分成两大类型：早强型和防冻型。
我国气候及温度变化规律：长江以北到黄河以南，气温虽然可以降至5℃以下但基本上在0 ℃上，冬季施工只要加早强剂即可以保证质量了。黄河以北，气温会在0 ℃以下数个月，冬季施工需要防冻剂。华北西北地区，最低气温在-10 ℃以上的地区，使用早强型的防冻剂。东北地区内蒙新疆，冬季气温经常在-10 ℃以下，冬季施工的混凝土必须使用防冻性的防冻剂。
（1）早强型防冻剂
最低气温不超过-10℃，日气温一般在0℃上下浮动，在气温最高的白天浇筑，混凝土内部温度就可以保持在0℃以上。不是在最高气温下浇筑，浇筑后用塑料薄膜及草袋等覆盖，混凝土内部温度也会高于气温。这种情况下混凝土会很快达到临界强度3.5MPa而不至于产生冻害。因此在最低温度高于-10℃时只需添加早强型防冻剂即可。目的是更快的达到临界强度。
早强型防冻剂可以不必加入太多的防冻组分，尽量使防冻剂的掺量降低些，不但经济核算，降低掺量对混凝土的耐久性也是很有好处的。
（2）防冻型防冻剂
日平均气温在-15℃以下的地区，混凝土浇筑后即使是入模温度较高，但由于混凝土内外温差较大，混凝土在简单覆盖的情况下还是会很快的降至0℃以下，防冻剂的作用是要保证混凝土在浇筑后能抵御一定限度负温环境。在此低温下混凝土内部仍然保持足够的液相，以使水泥水化作用继续进行，而不致被冻胀破坏。
防冻组分是以降低液相中的冰点为目的的一些纯化学物质。为保持在规定的负温下仍然有足够的液相就必须保持防冻成分有一定掺量。这些物质在防冻剂中占有相当的比例，而这种比例随着所要求的规定温度不同而变化，负温越低掺量越大。
（3）复合型防冻剂
施工中，混凝土不止具有防冻性能，其可添加早强组分、减水组分、引气组分等因此复合型的防冻剂在我国北方地区大量使用。
六、冬期混凝土综合选型
综合上述资料，项目施工中可选用适合项目本身的养护方式。
（1）对于当室外最低温度不低于—15℃时，地面以下的工程，或表面系数不大于5m-1的结构，宜采用蓄热法养护，并不需要添加防冻剂，但混凝土材料（可只加热拌合水）、保温苫盖措施需进行热工计算。
（2）当室外最低气温不低于—15℃时，对于表面系数为5m-1～15m-1的结构，宜采用综合蓄热法养护，围护层散热系数宜控制在50kJ／（m3?h?K）～200kJ／（m3?h?K）之间。
综合蓄热法施工的混凝土中应掺入早强剂或早强型复合外加剂，并应具有减水、引气作用。且混凝土材料（砂、石按计算决定是否加热）、保温苫盖措施需进行热工计算
（3）日平均气温在-15℃以下的地区，在满足上述条件情况下，必须选用防冻型防冻剂，同时混凝土材料（水、砂、石）必须采用加热措施、加强保温苫盖措施并进行热工计算。同时可采用加热措施。
总结：综上所述，冬季施工中养护措施由多种因素组合而成，实际施工中需根据项目自身情况，选择适用于本项目的养护方式，保证混凝土强度的同时，避免冬施措施不必要的浪费。
参考文献
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[2]高印.浅谈混凝土的冬季施工[J].建材与装饰，2018（6）.
[3]张林.冬期混凝土施工管理和防冻剂的应用[J].施工技术，2017（7）.
论文作者:李晓飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期
论文发表时间:2020/2/26
标签：混凝土论文; 防冻剂论文; 蓄热论文; 强度论文; 温度论文; 临界论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2019年21期论文;