浅析现浇混凝土冬季施工技术

崔 育

（广东水电二局股份有限公司，广东 增城 511300）

浅析现浇混凝土冬季施工技术

崔 育

（广东水电二局股份有限公司，广东 增城 511300）

由于受工期制约等诸多因素的影响，混凝土凝结硬化须有一定的温度条件，天气寒冷会使混凝土冻结，而无法使混凝土凝结。所以在冬季施工中，要采取有效措施，促使混凝土正常凝结硬化，确保质量。文章结合安江水电站工程对冬季混凝土施工措施进行了分析。

现浇混凝土；冬季施工；措施

1 工程概况

安江水电站工程位于沅水干流中游、湖南省洪江市境内的安江镇，是湖南省境内沅水干流梯级开发的第四级，其上游为洪江水电站，下游为铜湾水电站。工程坝址位于安江镇上游约8.5 km，枢纽工程属Ⅱ等大（2）型工程，是一座以发电为主，兼有航运、旅游等综合利用效益的水利水电工程。库正常蓄水位165 m，相应库容为0.77亿m3。溢流坝布置在左、右汊河床中，共布置泄洪闸18孔，其中左汊6孔，右汊12孔，单孔净宽均为20 m，闸墩厚3.5 m，堰顶高程均为152 m，每孔设20 m×13 m的钢质弧形闸门。

2 混凝土冬季施工现状

2.1 水文气象

据气象站资料统计，坝区多年平均气温 17.0 ℃，7、8两月高温期，最高气温可达 40.9 ℃，最低气温－13 ℃；多年平均风速1.7 m/s，多为NE风向，多年平均降水量1 352.8 mm，最大年降雨量1 769 mm，最小年降雨量1 138.4 mm，历年最大月、日降水量分别为544.1 mm和234.2 mm。

2.2 存在的问题

冬季施工条件和环境对混凝土浇筑极为不利，加上准备工作时间短、技术要求复杂，是质量事故的多发季节。质量事故的出现具有隐蔽性、滞后性，而且处理难度大，影响工程的使用寿命。冬季施工存在的问题较多，探讨冬季施工措施对减少或避免质量事故的发生非常必要。

3 混凝土冬季施工原理及方法

3.1 冬季施工条件

当工区昼夜平均温度（最高和最低温度的平均值或当地时间2、8、14、20时室外气温观测结果的平均值）连续5 d＜5 ℃和最低气温<－1 ℃时为冬季施工。浇筑混凝土按冬季施工要求进行。

3.2 冬季施工原理

冬季混凝土施工，水形态的变化是抑制混凝土强度增长的关键因素。由于水泥的水化作用，混凝土浇筑后逐渐凝结、硬化，直至达到设计强度。水化作用速度与混凝土原材料和配合比有关，主要随温度的高低而变化。温度升高，水化作用加快，强度增长也快。温度降低到 0 ℃时，混凝土中部分水开始结冰，逐渐由液相变为固相，参与水化作用的水减少，水化作用减慢，强度增长相应较慢；温度继续下降，混凝土中的水完全结冰，水化作用基本停止，混凝土强度不再增长。水变成冰后，体积增大9 %，当混凝土毛细孔含水率超过91.7 %时，结冰会产生2 500 kg/cm2的冰胀应力，大于水泥内部形成的初期强度值，使混凝土受到不同程度的破坏，导致其强度降低。水变成冰后，骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料、钢筋的黏结力，影响混凝土的抗压强度。冰凌融化后，会在混凝土内部形成空隙，降低混凝土的密实性及耐久性。

新浇混凝土冻结前有一段预养期，对加速水泥的水化作用极为重要。可增加混凝土内部液相，减少固相。混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。预养期长、获得初期强度较高的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。预养期短、获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度有不同程度的损失。

3.3 冬季施工方法

冬季混凝土施工主要是确定混凝土最短的养护龄期、防止混凝土早期冻害、保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。施工过程中，根据施工时的气温情况、工程结构、工期、水泥品种、外加剂、保温措施、热源条件等选择合理的施工方法，用最短的工期、最低的施工费用来获得最优良的工程质量。归纳起来，主要有暖棚蓄热法、模板外层保温法、掺加防冻剂法等。

4 冬季施工技术

4.1 材料

普通混凝土所用粗、细骨料和水符合国家现行标准，拌和水温度一般≤60 ℃，水泥不加热。拌制混凝土优先采用加热水的方法，当加热水不能满足要求时，再对骨料进行加热。骨料使用前宜运入暖棚内存放，不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。水泥采用普通硅酸盐或硅酸盐水泥，存放在保暖性较好的工棚内，水泥强度等级≥P.O42.5。砂中含泥量≤3%，泥块含量≤l%。石子中的含泥量≤1%，泥块含量≤0.5%。水泥用量≥300 kg/m3，水灰比＜0.6。严格按照混凝土配合比称量，水、水泥、外加剂误差＜±2%，骨料＜±3%。钢筋搬运减少碰撞、挤压，减少表面机械损伤。钢筋在负温条件下应在室内焊接，如在室外焊接其环境温度≥－20 ℃，风力超过3级时采取挡风措施；焊后未冷却的接头，严禁碰到冰雪。采取闪光对焊时，钢筋端面比较平整时采用预热闪光焊。端面不平整时，采用闪光——预热——闪光焊。

4.2 混凝土拌制

选用适合冬季施工的混凝土配合比，根据施工方法、环境条件适当调整配合比，将骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分从拌和水中扣除。外加剂选择注意对混凝土后期强度、钢筋锈蚀及环境的影响，其掺量根据产品说明或施工温度通过试验确定。当外加剂为粉剂时，按要求掺量直接撒在水泥上面与水泥同时投入；当外加剂为液相时，使用前按要求配制成规定溶液。

合理确定投料顺序，一般先投入骨料和粉状外加剂，干拌均匀再加热水，搅拌一定时间，水温降至 40 ℃时投入水泥，拌和均匀，注意避免水泥遇热出现假凝。冬季混凝土搅拌时间比常温施工延长50 %，对掺有外加剂的混凝土搅拌时间取常温搅拌时间的1.5倍，最短拌制时间90 s。混凝土拌和物出料温度≥10 ℃细薄截面混凝土结构的灌注温度≥10 ℃。分层浇筑厚大整体式结构混凝土时，已浇筑混凝土温度在未被上一层混凝土覆盖前≥2 ℃。

4.3 混凝土浇筑

模板及钢筋上无冰雪和污垢，基面清理干净。当环境温度<－10 ℃时，采用暖棚法将直径25 mm以上的钢筋加热至正常温度。凿除新旧混凝土施工缝处水泥砂浆、松动石子、松软混凝土，用水冲洗干净，无积水。采用机械振捣，分层连续浇筑，分层厚度t＞20 cm。混凝土运输要快装快卸，中途不转运或受阻，运送中覆盖保温。防止混凝土热量散失、表层冻结、离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等。当拌制混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，重新调整拌和料的加热温度。正确选择拌和站的摆放位置，选择最佳运输路线，缩短运输距离。采用混凝土运输车时，根据施工用量和浇筑时间选择容量，合理组织装、运、卸，减少混凝土装卸次数。浇筑前，对结合面进行加热，使结合面有5 ℃以上的温度，对施工缝1.5 m范围内的混凝土和长度1 m范围内的外露钢筋进行防寒保温，再铺一层厚15 cm与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆，浇筑新层混凝土后重点捣实。振捣紧插慢拔，保证混凝土的均匀性、密实性和结构的整体性。浇筑完成后，及时加热养护，使混凝土结合面保持正常温度，直至新浇混凝土获得规定的抗冻强度。

4.4 拆模

根据温度变化，及时掌握混凝土的拆模时间。浇筑温度0～4 ℃的混凝土凝结时间比15 ℃时延长3倍。温度到0.3～0.5℃时，混凝土开始冻结，冻结后水化反应基本停止；在－10 ℃时，水泥水化反应完全停止，混凝土强度不再增长。采用暖棚法养护的混凝土。当养护完毕后环境温度在0 ℃以下时，应待混凝土冷却至5 ℃以下时拆模。当冬季混凝土拆模强度满足正常温度下，且混凝土拆模强度同时满足抗冻规定的正常温度下，混凝土拆模强度即侧模达到2.5 MPa以上时，混凝土表面及棱角不因拆模而受伤。结构跨度>2.0 m盖板，强度达到设计强度的100 %；≤2.0 m的盖板，强度达到设计强度的75 %方可拆模。当混凝土与环境的温差在 10～15 ℃时，拆除模板后立即在混凝土表面覆盖毡布、草袋及彩条布。

4.5 混凝土养护

正确的养护可以避免混凝土产生温度，收缩裂缝和受冻。冬季混凝土施工优先采用暖棚蓄热法养护，在裸露混凝土表面用塑料布等防水材料覆盖并进行保温，在负温情况下不浇水养护。保温材料采用一布一膜（无纺布300 g，塑膜0.3 mm面朝上），或两层塑膜一层毡布。混凝土对边、棱角部位的保温厚度，必须增大到面部的2～3倍。混凝土养护初期的温度，不低于防冻剂规定的温度。混凝土强度未达到设计强度的30%不受冻，在充水冻融条件下混凝土受冻时，不低于设计强度的75%。

5 冬季施工现场管理

混凝土施工前，根据实际情况编写详细的冬季施工方案，严格按照审批后的方案配备人员、机械、材料、工具，搞好技术交底和施工操作。配备专职质检员进行检查，对测温、计量等工作现场统一安排部署，责任到人，严格控制外加剂的掺量，重点监控混凝土的坍落度。做好混凝土施工前的各项准备工作，确保冬季施工措施落到实处。

6 结束语

总之，在实际工程中，要根据施工时的气温情况、工程结构状况（工程量、结构厚大程度与外露情况）、工期紧迫程度、水泥的品种及价格、早强剂、减少剂、抗冻剂的性能及价格、保温材料的性能及价格，以及其热源的条件等来选择合理的施工方法。

1 刘晓鹏.新疆高寒地区混凝土冬季施工技术措施［J］.水利建设与管理，2009（07）

2 王连生.混凝土冬季施工方法探析［J］.科技情报开发与经济，2009（13）

The Analysis of Concrete Construction Technology in Winter

Cui Yu

Due to many factors’ influence including schedule constraints, etc.concrete setting hardening should have a certain temperature conditions.The cold weather will make concrete freeze, and can not make concrete setting.Therefore, in the winter construction, effective measures should be taken to promote the concrete in normal setting and hardening to ensure the quality.Combined with Anjiang Hydropower Project, the article analyzes the construction measures of concrete in winter.

concrete; winter construction; measure

TU742

A

1000－8136（2011）06－0054－02