山东营特建设项目管理有限公司 250031
摘要：混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果，在混凝上路面作业中，可以从混凝土的原材料选择、配合比、浇筑和养生四个环节着重考虑。
关键词：冬季混凝土路面；防冻措施
我国的北方地区冬季寒冷，气温较低，商品混凝土在冬季施工主要面临低温的困难。商品混凝土的强度是由水泥和水之间的水化反应，进而生成胶体复合物粘结钢筋和砂石。水化反应最基本的要求是有水和合适的温度，并且水化的速率随着温度下降而下降，当水低于0℃时，水开始膨胀，对商品混凝土结构会造成一定的损害，当温度继续下降时，商品混凝土中的水分开始了液相向固相的转变，可以参与水泥水化作用的水分相对变少，水泥中的水化作用降低，水泥的强度增长程度也相应降低，如果温度继续向低温方向发展，则会使商品混凝土中的水分完全转化为冰，水化作用趋于停止，水泥的强度也就不会增加。同时为了进一步提高商品混凝土的抗冻能力，要在原材料上采取相应的措施。首先应该选择抗冻能力较强的水泥类型，资料表明早强硅酸盐水泥的抗冻效果较好。这种水泥的水化热较高，并且初期的强度高，超过一般水泥的抗冻能力。其次在商品混凝土的混合过程中，要降低水灰比，以便增加水化热，进而缩短商品混凝土强度的增长时间。
要提高混凝土的抗冻能力，尤其应特别强调施工和养生阶段的质量控制。
混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝士本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也较快，而当温度降低到0℃时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相（水）变为固相（水）。这时参与水泥水化作用的水减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于混凝士中的水完全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。由此可见，在冬季混凝士施工中，水的形态变化是影响混凝士强度增长的关键。
一般来说，对于同一个工程，可以有若千个不同的冬季施工方案。一个理想的方案，应当用最短的工期、最低的施工费用，来获得最优良的工程质量，也就是工期、费用、质量最佳化。目前，基本上采用以下3种方法。
一种是调整配合比方法。主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：（1）选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥7天的强度，效果较明显。（2）尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。（3）掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加人引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝士内水结冰所产生的水压力，提高混凝士的抗冻性。（4）掺加早强外加剂，缩短混凝士的凝结时间，是高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MS-F复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。（5）选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
二种是蓄热法。主要用于气温-10℃左右，结构比较厚大的工程。做法是：对原材料（水、砂、石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和洗灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝士的保温，以保证在温度降到O℃以前使新浇混凝士具有足够的抗冻能力。此法工艺简单，施工费用不多，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。
三种是抗冻外加剂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在-10℃以上的气温中，对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂，使混凝上在负温下仍处于液相状态，水化作用能继续进行，从而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氧化的复合抗冻剂。
以上三种冬季施工方法都有利有弊，其适用范围都受一定条件的制约。应根据工地现有条件、采用一种或两种以上施工方法结合运用。
我们在金雀山一路和临西八路混凝上路面作业中，从混凝土的原材料选择、配合比、浇筑和养生四个环节着重考虑了以下因素：
1 混凝士原材料的选择
1.1选用抗冻性高的水泥
我国各种水泥抗冻性高低次序如下：硅酸盐水泥>普遍硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土施工中，应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
1.2外加剂的掺入
掺入提高抗冻性效果显著的外加剂，如加气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、防水剂、发泡剂等。
2 混凝土的配合比
配合比、水灰比，最优砂率及含气量对混凝土的抗冻性都有影响。其中影响最大的就是水灰比。因为水化反应所需水分只占水泥重量的25一30%，但为了满足施工和易性的要求，常常将水量加大到50-70%，甚至更大。用水量大大超过水泥水化反应的实际水量，而且是游离态存在于混凝土中，游离水越多，孔隙就越多，密实度就越小，因而就会降低混凝士的抗冻能力，甚至结冰，使混凝土抹面工作难以进行。冬季进行混凝土施工时，一定要掌握好砂率，控制好水灰比，一般不宜超过0.6。
3 混凝士的浇筑
混凝土搅拌得均匀透彻，有利于增进混凝士强度和提高抗冻性。因此尽量采用机械搅拌，如若用人工搅拌，一定要搅拌到混凝士混合物的颜色均匀一致。在浇捣时避免过振与漏振，不允许产生分层离析泌水现象，如果出现泌水，应设法排除，以免破坏混凝士的整体结构，影响混凝土的强度、抗冻等性能。在混凝土拌和前将水或粒料加热。通常是仅将水加热，因为加热水设备简单，同时水的热容量比粒料容量大，般1lkg水升高1℃时所吸收的热量要比11kg粒料升高1℃所吸收的热量多4倍。拌制混凝土时，把水加热65～85℃。或者把水和石砂料一齐加热到60～70℃，要保证混凝士在拌和时的温度不超过40℃，摊铺后的温度不低于10～20℃。因而，混凝土的运输距离不宜太远。防止在运输过程中降温过快。应事先将前台各种机具准备好。混凝土入模后抓紧时间振捣、整平、抹面。
4 混凝土的养生
我省的气温，主要对新浇筑的混凝土表面的冻害作用明显。由于冬季气温较低，水泥的水化反应迟缓，致使浇捣作业过后很长时间（一般5小时之后）才能进行最后一道抹面工作。一般早上开机浇筑混凝士，这样下午浇筑的混凝土一般到晚上零点之后才能完成抹面工作。12月份，我省的气温白天一般在0℃之上，晚上一般在0℃之下，甚至达-10℃之下。如此低的温度，已过冰点（0℃），晚上混凝土表面往往结冰，不能抹面压纹，甚至把抹面压纹的混凝土也结冰，待第二天气温回升冰融化后，混凝土表面由于冰的膨胀作用而疏松，凝固后不密实，达不到混凝土表面所要求的致密性。对于此种情况，我们重点突出了混凝土的养生工作，避免混凝土表面结冰，比如，改变常规做法，晚间浇筑混凝土：抓紧时间进行初抹面两遍；压砂整平后盖上保温层，待白天气温升高到0℃之上时再进行最后一道抹面和压纹。
参考文献：
道路工程施工实用技术手册 作者：李继业、刘廷忠、高勇
论文作者:杨辉
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/1
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