浙江正方交通建设有限公司 浙江金华 321025
摘要：道路桥梁工程是国家建设中最常见的工程之一，施工地域遍布全国各个地区。根据工期的要求不同，工程施工有可能会在一年四季任何季节进行施工。而不同的季节对工程中混凝土的施工有着不同的问题，需要相关施工人员采取一定的应对措施，避免出现混凝土施工缺陷，影响道路桥梁的整体施工质量。本文本文主要介绍了道路桥梁冬季施工中的一些常见问题，并简要分析其施工应对方法。
关键词：道路桥梁；浇筑；混凝土
Analysis of concrete pouring technology in road and bridge construction in winter
Fu Lisai Chen Kun
Zhejiang Zheng Fang Traffic Construction Co.，LTD，Jinhua Zhejiang 321025
[Abstract] road and bridge engineering is one of the most common projects in national construction，and the construction area is all over the country.According to the different requirements of the construction period，the construction of the project may be carried out in any season of the year in all seasons. In different seasons，there are different problems in the construction of concrete in engineering. It is necessary for relevant construction personnel to take some measures to avoid the defects of concrete construction，and affect the overall construction quality of roads and bridges. This article mainly introduces some common problems in the construction of road and Bridge in winter，and briefly analyzes its construction methods.
1.前言
根据当地多年气温资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，即进入冬季施工;当室外日平均气温连续5d高于5℃时，解除冬季施工。温度的高低对混凝土强度的增长有很大影响。在湿度合适的条件下，温度越高，水泥水化作用就越迅速、完全，强度就越高;当温度较低时，混凝土硬化速度较慢，强度就较低;当温度降至0℃以下时，混凝土中的水会结冰，水泥颗粒不能和冰发生化学反应，水化作用几乎停止，强度也就无法增长。
混凝土在初凝前或刚初凝时遭受冻结，此时水泥来不及水化或水化作用刚刚开始，本身尚无强度，水泥受冻后处于“休眠”状态。恢复正常养护后，其强度可以重新发展直到与未受冻的基本相同，几乎没有强度损失。在冬季施工期间，混凝土工程应采取相应的冬季施工措施。在冬季施工中，应尽量使混凝土不受冻，或受冻时已使其达到临界强度值而可保证混凝土最终强度不受到损失。
2.混凝土冬季施工方法
2.1混凝土材料的选择及要求
配制冬季施工的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。水泥强度等级不应低于42.5级，最小水泥用量不应少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6。使用矿渣硅酸盐水泥时，宜采用蒸汽养护。
拌制混凝土所采用的骨料应清洁，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂物质。在掺用含有钾、钠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。
采用非加热养护法施工所选用的外加剂，宜优先选用含引气剂成分的外加剂，含气量宜控制在2%~4%。在钢筋混凝土中掺用氯盐类防冻剂时，氯盐掺量不得大于水泥重量的l%（按无水状态计算）。掺用氯盐的混凝土应振捣密实，且不宜采用蒸汽养护。掺用防冻剂、引气剂或引气减水剂的混凝土施工，应符合现行国家标准的有关规定。
2.2混凝土材料的加热
冬季施工中要保证混凝土结构在受冻前达到临界强度，这就需要混凝土早期具备较高的温度，以满足强度较快增长的需要。温度升高所需要的热量，一部分来源于水泥的水化热，另外一部分则只有采用加热材料的方法获得。加热材料最有效、最经济的方法是加热水，当加热水不能获得足够的热量时，可加热粗、细骨料，一般采用蒸汽加热。任何情况下不得直接加热水泥，可在使用前把水泥运入暖棚，使其缓慢均匀地升高一定温度。
由于温度较高时会使水泥颗粒表面迅速水化，结成外壳，阻止内部继续水化，形成“假凝”现象，而影响混凝土强度的增长，故规范对原材料的最高加热温度作了限制，见表1所示。
表1 拌和水及骨料加热最高温度
若水、骨料达到规定温度仍不能满足要求时，水可加热到100℃，但水泥不得与80℃以上的水直接接触。
冬季施工中，混凝土拌和物所需要的温度应根据当时的外界气温和混凝土人模温度等因素确定，再通过热工计算来确定原材料所需要的加热温度。
2.3混凝土的搅拌与运输
混凝土搅拌前，应用热水或蒸汽冲洗搅拌机。投料顺序为先投入骨料和已加热的水，再投入水泥，以避免水泥“假凝”。混凝土搅拌时间应比常温下延长50%，以使拌和物的温度均匀。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。施工中应经常检查混凝土拌和物的温度及和易性，若有较大差异，应检查材料加热的温度和骨料含水率是否有误，并及时加以调整二在运输过程中应减少运输时间和距离，使用大容量的运输工具并加以保温，以防止混凝土热量的散失和冻结。
2.4混凝土的浇筑
混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。冬季不得在强冻胀性地基上浇筑混凝土;在弱冻胀性地基上浇筑混凝土时，基土不得遭冻;在非冻胀性地基土上浇筑混凝土时，混凝土在受冻前的抗压强度不得低于临界强度。
对于加热养护的现浇混凝土结构，应注意温度应力的危害。加热养护时应合理安排混凝土的浇筑程序和施工缝的位置，以避免产生较大的温度应力;当加热养护温度超过40℃时，应征得设计单位同意，并采取一系列防范措施，如梁支座可处理成活动支座而允许其自由伸缩，或设置后浇带，分段进行浇筑与加热。
分层浇筑大体积混凝土时，为防止上层混凝土的热量被下层混凝土过多吸收，分层浇筑的时间间隔不宜过长。已浇筑层的混凝土温度在未被上一层混凝土覆盖前，不应低于按热工计算的温度，且不应低于2℃。采用加热养护时，养护前的温度也不得低于2℃。
2.5混凝土冬季的养护方法
混凝土浇筑后应采用适当的方法进行养护，保证混凝土在受冻前至少已达到临界强度，才能避免其强度损失。冬季施工中混凝土养护的方法很多，有蓄热法、蒸汽加热法、电极法等。
（1）蓄热法
蓄热法是利用原材料预热的热量及水泥水化热，通过适当的保温措施，延缓混凝土的冷却，保证混凝土在冻结前达到所要求强度的一种冬季施工方法。该方法适用于室外最低温度不低于-15℃的地面以下工程，或表面系数（指结构冷却的表面积与其全部体积的比值）不大于5m-1的结构。
蓄热法养护具有施工简单、不需外加热源、节能、费用低等特点。因此，在混凝土冬季施工时应优先考虑采用。只有当确定蓄热法不能满足要求时，才考虑选择其他方法。
蓄热法养护的三个基本要素是混凝土的人模温度、围护层的总传热系数和水泥水化热值，应通过热工计算调整以上三个要素，使混凝土冷却到0℃时，强度能达到临界强度的要求。
采用蓄热法时，宜选用强度等级高、水化热大的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，掺用早强型外加剂;适当提高人模温度;同时选用传热系数较小、价廉耐用的保温材料，如草帘、草袋、锯末、谷糠及炉渣等;保温层覆盖后要注意防潮和防止透风，对边、棱角部位要特别加强保温。此外，还可采用其他一些有利蓄热的措施，如地下工程可用未冻结的土壤覆盖;用生石灰与湿锯末均匀拌合覆盖，利用保温材料本身发热来保温;充分利用太阳的热能，白天有日照时，打开保温材料，夜间再覆盖等。
（2）蒸汽加热法
蒸汽加热养护分为湿热养护和干热养护两类。湿热养护是让蒸汽与混凝土直接接触，利用蒸汽的湿热作用来养护混凝土，常用的有棚罩法、蒸汽套法以及内部通汽法;而干热养护则是将蒸汽作为热载体，通过某种形式的散热器，将热量传导给混凝土使其升温，有毛管法和热模法等。
棚罩法（蒸汽室法）
棚罩法是在现场结构物的周围制作能拆卸的蒸汽室，如在地槽上部加盖简易的盖子或在预制构件周围用保温材料（木材、篷布等）做成密闭的蒸汽室，通人蒸汽加热混凝土。棚罩法设施灵活、施工简便、费用较少，但耗气量大，温度不易均匀，适用于加热地槽中的混凝土结构及地面上的小型预制构件。
蒸汽套法
蒸汽套法是在构件模板外再用一层紧密不透气的材料（如木板）做成蒸汽套，蒸汽套与模板间的空隙约为150mm，通人蒸汽加热混凝土。采用蒸汽套法时能适当控制温度，其加热效果取决于保温构造，但设施较复杂、费用较高，可用于现浇柱、梁及肋形楼板等整体结构的加热。
热模法
热模法是在模板外侧配置蒸汽管，管内通蒸汽加热模板，向混凝土进行间接加热。为了减少热量损失，模板外面再设一层保温层。热模法加热均匀、耗用蒸汽少、温度易控制、养护时间短，但设备费用高，适用于墙、柱及框架结构的养护。
（3）电极法
电极法是在混凝土内部或表面每隔100~300 mm的间距设置电极（直径6~12的短钢筋或厚1~2 mm、宽30~60 mm的扁钢），通以低压电流，由于混凝土的电阻作用，使电能变为热能，产生热量对混凝土进行加热。电极的布置应使混凝土温度均匀，通电前应覆盖混凝土的外露表面，以防止热量散失。为保证施工安全，电极与钢筋的最小距离应符合表2的规定，否则应采取适当的绝缘措施，振动混凝土时要避免接触电极及其支架。电极法仅适用于以木模浇筑的结构，且用钢量较大，耗电量也较高，只在特殊条件下采用。
表2 电极与钢筋之间的最小距离
3 结语
道路桥梁工程中冬季混凝土的施工技术措施，直接影响着整个工程的质量。掌握好低温条件下的混凝土浇筑技术，是冬季混凝土施工的技术前提。针对不同的气候温度条件，选择合适的施工措施和方法是施工管理者的合理决策。这样才能保证整个工程安全妥善的进行，道桥工程的质量才能得到保证。
参考文献
[1]顾祥林. 混凝土结构基本原理. 同济大学出版社. 2004-11.
[2]丁克胜. 土木工程施工. 华中科技大学出版社. 2008-2.
[3]李 毅，王 林. 土木工程概论. 华中科技大学出版社. 2008-5.
论文作者:傅丽赛,陈昆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/13
标签：混凝土论文; 蒸汽论文; 温度论文; 强度论文; 水化论文; 冬季论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;