摘要：冬季施工质量不易控制，混凝土的施工质量控制是冬季施工的关键。对冬季施工中混凝土受冻产生的不良影响进行了分析，从混凝土冬季施工质量控制方面进行了研究，论述了混凝土冬季施工质量控制要点。建议根据工程项目实际情况对混凝土施工进行质量控制，从而保证冬季施工的工程质量。
关键词：混凝土；冬季施工；施工质量；控制要点
Freezing effect of concrete and quality control points in winter construction
Zhang ronghua
Wuhan，hubei university of technology，430000
Abstract：The quality of winter construction is not easy to control，and the quality control of concrete construction is the key to winter construction. The adverse effects of frozen concrete in winter construction are analyzed，the quality control of concrete construction in winter is studied，the key points of quality control of concrete construction in winter are discussed. According to the actual situation of the project，the quality control of concrete construction is recommended，so as to ensure the engineering quality in winter construction.
Keywords：concrete；winter construction；construction quality；control points
1 引言
随着建筑行业的不断发展，规模较大工期较长的工程项目越来越多，同时为满足工程技术和施工进度的需要，冬季施工的现象也越来越普遍。冬季施工质量不易控制，其中，混凝土的施工质量控制就是一项十分具有挑战性的工作。作为主要的建筑材料，混凝土的施工质量是保证整个项目施工质量的关键。影响混凝土质量的因素有很多，研究表明，温度是最敏感的因素之一。温度明显变化会给工程施工带来不小麻烦，尤其冬季混凝土施工会遭遇很大困难。在低温或负温下，混凝土的水化过程会受到非常大的影响，极其容易导致混凝土受冻产生裂缝，这样不但有损建筑的外观质量，甚至有可能给整个工程施工留下严重的安全隐患。因此，在冬季施工中，保障混凝土的施工质量是一项非常重要而且必要的工作，必须采取相应措施对混凝土施工进行质量控制，从而保证冬季施工的整体工程质量。
2 混凝土受冻的不良影响
新浇混凝土中的水大致分为两部分，一部分是各种组成材料颗粒空隙之间的自由水，这些水只对混凝土的工作性能起作用，称为“游离水”；另一部分则是吸附在各种组成材料颗粒表面和毛细管中的水，这些水主要用于水泥颗粒的水化作用，称为“水化水”。混凝土的凝结硬化并产生强度是由水化水与水泥颗粒水化作用的结果，而强度增长则取决于在一定温度条件下水化作用的速度。在湿度一定时，温度越高，混凝土的强度增长越快，反之则慢。例如，同一湿度条件下，温度在5℃时的混凝土强度增长速度仅为15℃时的二分之一。
研究表明，温度过低或负温会对混凝土的强度增长及后期强度造成很大影响。当温度在0℃时，游离水将会结冰，水化作用随即停止，混凝土的强度也不再增长。水结冰体积膨胀会导致混凝土内部产生很大的冰胀应力，非常容易使强度很低的混凝土裂开。另外，由于钢筋和混凝土的导热性能不同，钢筋表面会形成一层冰膜，温度升高冰膜融化将削弱两者之间的粘结作用，从而降低混凝土的强度。受冻后的混凝土解冻后，其强度仍能继续增长，但强度值已经不可能达到原设计强度值。混凝土受冻对其后期强度的影响，与混凝土遭受冻结的时间早晚、水灰比等有关。混凝土遭受冻结时间越早，水灰比越大，强度损失越多，反之强度损失越少。研究表明，混凝土浇筑后3h～6h遭受冻结，解冻后其后期抗压强度会损失50%以上；混凝土硬化后2d～3d遭受冻结，其后期抗压强度会损失15%～20%。
混凝土经过养护达到一定强度（能足够抵抗冰胀应力的强度）后遭受冻结，其后期抗压强度损失就会减少甚至不会减少。相关规范中，一般把遭受冻结其后期抗压强度损失在5%以内的预养强度值定义为“混凝土的受冻临界强度”。研究表明，受冻临界强度与所用水泥品种、混凝土强度等级有关。例如，普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥配制的混凝土，受冻临界强度为设计混凝土强度标准值的30%；而矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，受冻临界强度则为设计的混凝土强度标准值的40%。
由上面所述可知，冬季施工中如果没有混凝土施工进行有效的质量控制，混凝土就非常容易受冻进而对施工质量产生严重的不良影响。所以，相关规范规定当室外温度连续5天低于5℃时，混凝土工程施工即进入冬季施工，就应采取必要的施工措施来保障混凝土的施工质量。
3 混凝土冬季施工质量控制要点
3.1 配合比的控制
按照混凝土冬季施工规范，改善混凝土的配合比，增加水泥用量和降低水灰比使之满足施工要求。配合比确定后，必须严格执行。
3.2 材料的质量控制
水泥、砂石等主要原材料，按规定需要进行材料复试的必须复试检验，防止质量不合格的材料在工程中使用。在冬季施工中，应优先选用强度等级不低于32.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，最小水泥用量不得低于300kg/m3，水灰比不应大于0.5；粗细骨料应级配良好，不能含有任何易冻易腐蚀的物质；搅拌用水必须化验检测，合格后才能投入使用。
3.3 混凝土的搅拌
根据工程实际情况，合理选择搅拌机的机型和容积，搅拌机容量严禁超载。粗细骨料必须清洁，不得含有冰屑、冰块及其他易冻易腐蚀的物质。施工时，必须充分搅拌使各种材料温度一致，从而形成质量均匀、成型密实的混凝土。其中，搅拌时间不能少于表1所示的最短时间。
表1 普通混凝土的最短搅拌时间（s）
冬季施工中，加热原材料是快速提高混凝土早期强度的有效方法。具体实施过程中，应优先采用加热水的方法，必须严格控制水温，最高不能大于80℃。当仅对水加热仍不能满足温度要求时，则选择依次对砂、石加热加热，加热温度应根据热工计算确定。当水泥强度等级小于42MPa时，水温不能大于80℃，骨料温度不能大于60℃；当水泥强度等级不小于42MPa时，水温不能大于60℃，骨料温度则不能大于40℃。必须注意的是，不能对水泥加热，应将其放入暖棚妥善保管。施工过程中，应定时进行温度测量，确保温度满足施工要求。另外，为了进一步提高拌合物的温度，也可采用热拌混凝土的方法。
3.4 混凝土的运输和浇筑
冬季施工中，运输和浇筑混凝土所用的容器应具有相应的保温措施。运输混凝土时，宜选用大容量的容器，尽量减少转运次数。混凝土的出机温度不应低于10℃，入模温度则不能低于5℃。在浇筑混凝土前，应清除钢筋上和模板内的冰雪及杂物，尽量做到随到随浇。
3.5 混凝土的养护
混凝土的养护是保证混凝土施工质量的重要措施，常用的养护方法有蓄热法、加热法和掺外加剂法，应根据工程实际情况尽量采用简单、经济、适用的养护方法。混凝土浇筑完成后，应及时用塑料薄膜及保温材料覆盖，防止热量散失。冬季施工常在混凝土中掺外加剂，应合理选择种类、确定掺量，并应按规定对外加剂进行质量检验。另外，必须对混凝土的温度变化进行严格监控，随时掌握混凝土的内部温度，及时防护保证混凝土不受冻。尤其是大体积混凝土，更要及时掌握它的内外部温度，避免因养护不佳而产生裂缝。
4 结语
在低温或负温下，混凝土的水化过程会受到非常大的影响，极其容易导致混凝土受冻产生裂缝，这样不但有损建筑的外观质量，甚至有可能给整个工程施工留下严重的安全隐患。因此，在冬季施工过程中，必须掌握冬季混凝土施工的质量控制要点，采取相应的质量控制措施，从而保证冬季施工的整体工程质量。
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论文作者:张荣华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/8
标签：混凝土论文; 强度论文; 冬季论文; 温度论文; 质量控制论文; 水化论文; 受冻论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;