摘要：伴随我国经济文化的不断发展，我国建筑行业竞争也逐渐激烈。在建筑行业施工中，是离不开混凝土施工技术的，大多数时候对混凝土施工的一般技术还是比较熟悉的，那些具有特别要求的技术措施除外，其差异性一般不大。在我国很多的地区，冬季寒冷的时间较长一些，因此在进行冬季混凝土施工的时间也较长一些，因此也就对混凝土施工技术有了一些特别的要求。本文简要的分析了冬季混凝土施工技术，以供参考。
关键词：冬季；混凝土；施工技术
1 冬季混凝土施工概述及特点
1.1 冬季混凝土施工概述
根据有关混凝土施工的规定，冬季混凝土施工时，参照当地多年的气候和温度资料，室外平均日温差在5℃以下5℃，随着混凝土工程进入冬季施工期间，其实质是指气候条件的自然负温度，利用干燥，防风，防霜和保温等方法创造有利于常温养护的条件，使混凝土能够硬化，使我们的许多部位建设将受到低温的影响，特别是在东北，新疆和西藏，受寒冷天气影响一般在半年以上。有必要使用冬季混凝土施工。可以加快整个建设项目的建设进度，缩短建设周期，使项目尽快发挥有效投资，促进中国建筑经济的发展。
1.2 冬季混凝土施工特点
由于温度和环境不是很好，在混凝土施工时，施工条件要更加严格，要求更高，容易出现安全质量事故，冬季施工时混凝土施工的规划和工作时间有很多问题到春季才会立即暴露出来，这样处理工程事故就会有很大困难，有时候不仅可以修复，而且可能会更新施工，冬季施工的质量就有滞后和隐藏项目的特点造成损失，也影响其使用寿命。
1.3混凝土冬季施工的一般原理
浇水后，混凝土混合物能够逐渐凝固和硬化，直至达到最终的强度，这是水泥水化的结果。水泥的水化速度除了混凝土本身的成分与材料的比例以外，主要随温度的变化而变化。当温度升高时，水合作用加速，强度迅速增加。当温度下降到0℃时，混凝土中，部分水开始冻结，并逐渐从液相（水）变成固相水。此时，水泥水化过程中涉水量减少，因此水化缓慢，强度增加相应缓慢。温度继续下降，当混凝土中的水完全变成完全冰的时候，由液态变为固态，水泥水化基本停止，强度不再增长。
水变成冰后，体积增加约9％，同时产生每平方厘米约2500千克的冰胀应力。这种应力值往往大于水泥的初始强度，在混凝土内部形成不同程度的损伤（即受冷冻伤害）并降低强度。另外，当水变冰时，骨料和钢筋表面产生大量的冰粒，弱化了水泥与骨料和钢筋的结合，从而影响混凝土的抗压强度。当冰融化时，会在混凝土内形成各种空隙，降低混凝土的致密性和耐久性。
因此，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度的关键因素。国内外许多学者对混凝土中的水的形态进行了大量的实验研究。结果表明，新拌混凝土在冻结前具有预冻期，可以增加混凝土的内部液相，减少固相，加速水泥的水化。实验研究还表明，在寒冷前的具体预冷期，强度的损失较小。
混凝土冻结后（即在常温条件下）继续养护，强度会一直增加，但增长幅度不一。在预固化时间较长的情况下，初始强度较高的混凝土（例如高达35％的R28）会被冻结，后期强度损失很小或没有损失。但在短期安全防范期间，初期强度低的混凝土冻结，后期强度有不同程度的损失。
因此，在冻结混凝土之前，有必要使其在常温下有一段预养期，以加速混凝土的水化作用，使得混凝土不会受到最低程度的冻害，通常称为临界强度，以便达到预期的效果。对于临界强度，各个国家的取值规定各不相同，我们的规定不得低于设计标签的30％，也不低于35千克每平方厘米。
2混凝土冬季施工中的关键施工技术
2.1混凝土冬季施工材料的选取
冬季施工混凝土施工，首先，就是要合理选用原材料，否则难以达到预期的混凝土施工效果。结合工程实践，应优先选用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐快硬水泥应作为首选水泥，强度级别不低于32.5MPa，用量不低于300kg / m3，水灰比为不应该大于0.6；沙子，砾石，水泥，水，外加剂质量符合国家标准，骨料不得含有冰，雪，冻块。同时，还应对原料进行隔热和热处理。在冬季施工期间，原材料通过进行保温与加热，使混凝土放入模具后，混凝土保持正温度一段时间，通过水化热被释放，使其能够在冻僵之前达到临界力量。试验表明，冬季混凝土强度增长可分为冻结前增加和冻结后增加（参考混凝土构件冻结面）两个阶段。因此，为了有效保证混凝土的整体强度在负温度下增加，建筑自重载荷的增长速度要高于建筑物自重载荷的增长速度。同时，混凝土必须在受冻前具有一定的抗冻强度，也就是受冻临界强度。只要混凝土在冻结前达到受冻临界强度，冻结时混凝土的强度就不会受到太大的影响。达到正常温度后，强度增加仍可达到设计强度等级。因此，在使用普通硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥制剂时，也应考虑混凝土材料，设计强度下的受冻临界强度应为标准值的30％矿渣水泥的制备应为40％的设计强度；掺防冻混凝土，当室外温度不低于-15℃时不得低于4MPa，当室外温度不低于-30℃时不得低于5MPa
2.2原材料加热、保温
（1）碎石骨料温度保持在0℃以上。当加热水不能满足混合温度时，可再次加热骨料。
（2）水的加热温度不应高于80℃。当骨料不加热时，水可以加热到80°C。此时，必须首先将骨料和加热的水搅拌加上水泥，以避免与水泥和热水直接接触。
（3）当加热水达不到要求时，骨料均匀加热，加热温度不超过60℃。
（4）水泥不能直接加热，可以在使用前运入温室预热。
2.3混凝土拌合及运输
（1）混凝土搅拌站应尽可能靠近施工现场，减少物料运输过程中的热量损失。同时，应正确选择运输用容器（包括形状，尺寸和绝缘措施）。
（2）混凝土浇筑前，应除去橡胶和橡胶上的冰和垃圾，特别是新旧混凝土（梁，柱）的交接处的冰雪及垃圾。
（3）使用商品混凝土时，浇筑前应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能，并制定适当的防冻保温措施。
（4）分层混凝土，浇筑层未覆盖一层混凝土之前，不得低于计算温度，也应低于2℃。
（5）对于重点工程或上部结构连续施工的工程，应采取有效措施，确保预期的实力。
（6）在预应力混凝土构件在隧道和接缝处灌浆之前，必须用浇灌的水泥浆，砂浆或混凝土预热和浇注混凝土。浇注后，混凝土保护强度不低于15兆帕。
（7）现场保留具有相同养护条件的混凝土砌块，作为拆模的依据。
2.4混凝土浇筑
墩身施工采用混凝土输送泵浇注。在施工前，根据墩的尺寸计算钢模板的外围面积，并用脚手架包围墩，用养护罩将模板连同脚手架一起罩住，脚手架和模板之间的距离要求不影响施工操作。混凝土施工要在温度高的时进行，在拌合站和施工现场配有足够的温度计做温度测量记录，随时调节混合温度，保证混凝土出口温度。在浇筑混凝土之前，要清除干净模板以及钢筋上的冰块和污垢。当环境温度低于-10℃时，需要将热钢筋将直径大于25mm的钢筋加热到正温度，混凝土灌注温度，无论如何不低于5℃，连续灌注混凝土分层，中途不间断，灌注厚度不超过20cm，并采用机械捣固。
2.5混凝土拆模
冬季混凝土标本的拆除时间应与测试结果相同才能确定。根据与结构养护标本相同的条件证明，混凝土强度在脱模前为70％以上上方可拆模。拆模时，混凝土表面温度与自然温度的差值不得超过10℃，已经拆模的混凝土应覆盖黑心棉或毛毯进行养护。采用温室温室混凝土养护方法，当环境温度仍低于0℃时，混凝土应冷却至5℃以下，才能取出模板。
2.6混凝土养护
（1）混凝土从冬季浇注到常温前，混凝土的抗压强度应不低于设计强度的40％，C10下混凝土的抗压强度应不低于5Mpa。
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（2）保温材料（草袋，麻袋）应保持干燥。
（3）在模板的外部保温层中，除了地基以外，结构物可以用保温材料浇筑，其他结构物在浇筑混凝土之前必须用保温材料铺设。钢模面可先将棉花，麻布等绝热材料捆扎，然后浇筑混凝土。
（4）绝缘材料不应直接覆盖在刚刚浇注的混凝土层上，可覆盖塑料薄膜，上盖草袋，麻袋等绝缘材料。铺设保温材料厚度：一般铺层以上0℃以上；0℃以下店铺二楼或三层；大体积混凝土浇注和二次表面压实后立即保温，保温厚度，材料应按计算确定。
（5）混凝土拆除后还应及时盖好保温材料，以防止混凝土表面温度突然下降和裂缝。
3混凝土冬季施工中的安全和防火
（1）冬季施工，采取防滑措施。
（2）施工现场和临时工棚严禁使用明火加热。应制定具体的消防安全防范措施，落实到人。
（3）电气设备的开关盒应有防护罩，电源线要架空架设，电线布应全面检查，务必保持良好的保温效果。
（4）脚手架和脚手架在积冰和积雪之前应进行清洁。有坡度的跳板应钉防滑条和铺草包，检查脚手架是否松动或下沉，以便及时处理。
（5）打夯机，磨石子机等震动机械，以及经常移动的机具导线不应拖在地线上，不要浸在水中，应架空绝缘良好。
（6）现场临时用水管道应埋在土壤中或用草袋等隔热材料包裹，并擦干净。水箱，下班前应该下班。
（7）草包，草帘等隔热材料不得堆放在敞开的地方，以免造成潮湿隔热效果的损失。
（8）易燃，易爆，有毒物质的存放位置应当由人员妥善保管，妥善安置。明火行动应实行动态消防许可审批制度，并配置必要的安全消防用品。
4混凝土冬季施工方法
4.1 调整配合比法
选择合适的水泥是提高混凝土防冻能力的重要手段。测试结果表明，应使用早型硅酸盐水泥。水泥水化热较大，早期强度高，一般情况下，3天的抗压强度相当于普通硅酸盐水泥7天的强度，效果更为明显。试着降低水灰比，选择较低的坍落度。水泥强度等级不得低于32.5，水泥用量不得低于300kg / m3。增加水分卡路里，缩短达到年龄的时间。加合物引气剂。在保持混凝土相同的情况下，加入引气剂后产生气泡，相应增加水泥浆的体积，提高混合料的流动性，提高其内聚力和保水性，缓冲混凝土水冻结产生的水压增加了混凝土的抗冻性。加入早强剂，缩短混凝土凝固时间，提高早期强度。
选择硬度高，裂缝少的骨料，使其热膨胀系数与周围砂浆相近。集料不得与积雪和冻块混在一起，易开裂的材料，严格控制混凝土拌合和坍塌。混合水中的水分和混合水中的水分应该从混合水中扣除。当掺入混凝土时，当掺合料为粉末时，按要求的内容物直接撒在水泥和水泥上同时投入。当混合物是液体时，所需的溶液在使用前根据需要进行配置，然后根据要求使用。
4.2 综合蓄热施工方法
综合蓄热施工方法是在蓄热保温的基础上，充分利用混凝土初始热量和水泥在水化过程中释放的热量，辅以化学外加剂或早强水泥等综合措施，创造混凝土加速硬化的条件，使得混凝土从初始温度到冰点之前，尽快达到抗冻临界强度的施工方法。现在常用的综合蓄热法有蓄热加外加剂，蓄热加早强水泥，蓄热加短时加热等数种措施。综合蓄热法比简单的技术方法效果更好。
4.3 外部加热法
主要用于气温在-10℃以上，且构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传给混凝土或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。
火炉加热。一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制，加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备，费用较高，且热损失较大，劳动条件亦不理想。电加热。将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度。此法简单方便，热损失较少、易控制，不足之处是电能消耗量大。红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封幅射加热。
4.4抗冻外加剂
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，使混凝土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氯化钠复合抗冻剂。
5混凝土冬季施工保温控制措施
5.1冬季保温控制
冬季施工温度低，施工环境恶劣，易造成建筑物表面裂缝。从统计的温度统计来看，长期的负温度，不仅是因为表面温度引起的裂缝，而且还会使混凝土浇注块通体超冷，形成裂缝，以及严重的深层裂缝。冷却和保温是建筑中相互加强的温度控制的两个方面，由于缺少必要的冷却，导致混凝土内部的最高温度急剧上升，造成较大的温差或高温差，也可能导致整个开裂。对于大体积混凝土施工中的裂缝，发现在施工初期发生了很大一部分表面裂缝，后期严重的裂缝从表层向深层延伸，往往也是由于早期裂缝的发育而形成的。在冬季施工中，混凝土温度应力的主要影响因素取决于外界温度的变化。从温度应力的角度来看，如果你做保温，应该符合下列要求：
（1）首先要降低混凝土表面温度的梯度和混凝土内外的温差。
（2）为防止新拌混凝土和旧混凝土过热，应尽量使混凝土施工时的最低温度不低于运行时的稳定温度。
5.2早期保温措施
为防止后期恶化，应加强混凝土保温措施。施工温度直接影响水泥凝结硬化的速度，因此充分水化可以提高混凝土的水泥比，使混凝土强度更高。在冬季施工中，要尽早做好部件保温措施，尽量减少低温对混凝土初期的影响，使混凝土早期强度提高。考虑到施工成本，可对混凝土保温进行以下措施：
（1）开水加热法。在箱顶采取棚棚并铺布，以确保温度和湿度降低挥发性，然后将箱梁的两端用布封住，然后熬水保持箱内温度，控制在约18℃，形成蒸汽的开水可以保持箱内湿度。同时屋顶盖，节约用水，确保混凝土的温度和湿度。
（2）加强混凝土保温层周围锚板的保温。因为锚板周围的混凝土承受的拉应力最大，所以除了要控制混凝土的形状和质量外，还要盖上麻袋，降低结霜的风险，从而保证锚板附近的混凝土冻结。
（3）保温。从保温，冬季施工混凝土浇筑的效果来看，只要温度达不到极低的温度，混凝土浇筑保温的顶部即可。因为除了水本身具有一定的耐热性外，还可以使用潜热释放的水。这样，在浇注新的第二层混凝土之前必须要求，水不能全部结冰，或者容易冻结混凝土表面。
结束语
冬季施工中项目施工通常都是无法避免的，所以在施工的过程中，需要做好混凝土的保温和浇筑等工作，避免有施工操作的工作影响施工质量，造成不必要的麻烦，加强冬季混凝土施工技术，就要严格控制施工过程和优化科学施工管理，最终提高冬季混凝土施工质量。
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论文作者:陈兆伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/9
标签：混凝土论文; 强度论文; 温度论文; 冬季论文; 水泥论文; 水化论文; 骨料论文; 《基层建设》2017年第36期论文;