混凝土冬季施工技术及其在工程中的应用

摘 要：建筑工程中，混凝土的施工质量关系到整个建筑物的整体质量。在我国北方地区，许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。文章从材料的选用、混凝土的拌制、混凝土的运输和浇筑、冬季养护等方面阐述了混凝土的冬季施工要点。以具体的工程实例，介绍了上述方法的应用，效果良好，满足了混凝土冬季施工的要求。

关键词：混凝土 冬季施工 技术措施 工程应用

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0059-02

混凝土是由水泥（胶结材料）、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成混合物经硬化而形成的人造石材。它在各类建筑工程中应用极其广泛，是构成建筑物主体的重要组成部分。随着我国经济的快速发展，建设规模逐渐扩大，混凝土的规模也随之越来越大，与此同时，相关的新材料、新工艺和新技术不断出现。随之而来的问题就是如何提高混凝土结构的安全性、适用性和耐久性。

所谓混凝土的冬季施工是指连续五天气温低于5 ℃或一天气温在摄氏零度以下，则混凝土的施工进入冬季施工期。这样的天气在我国北方大部分地区，甚至南方一些地区也十分常见。由于混凝土工程的事故出现具有一定的隐蔽性和滞后性，若施工工艺不利，将严重影响工程的质量和使用年限。混凝土的强度发展基于水泥的水化反应，冬季施工，水结冰，水化反应停止，而且混凝土中的水分结冰同样会造成混凝土内部产生膨胀，对混凝土的承载力和变形要求都会有巨大的不利影响。因此，混凝土施工时应选用正确可行的施工工艺以及合理选择原材料设备，并严格控制每道施工工序和及时有效地进行检验，方可确保工程的优良质量。

1 混凝土冬季施工要求

1.1 材料的选择

冬季施工的混凝土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，根据混凝土配制强度公式，水泥强度等级不宜低于32.5 MPa，每立方米混凝土中的水泥用量C不应少于300 kg，根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000），水灰比不得大于0.6；砂、石、水的质量必须符合国家标准，骨料中不得含有冰雪、冻块以及容易冻裂的杂物；施工时若气温低于-5 ℃，应加入防冻剂，防冻剂具有防冻、减水、早强组分，能起到降低冰点、减水、提高早期强度的作用，防冻剂应符合《混凝土防冻剂》（JC475-92）的要求。气温不低于-5 ℃时，可采用早强剂或早强减水剂。

1.2 混凝土的拌制

拌制混凝土时，搅拌站应设置暖棚，优先选用大容量的搅拌机，以减少热量的损失。关注天气情况，及时与当地的气象部门取得联系，获取准确的气象资料。当昼夜平均气温在-5 ℃～5 ℃时，应将水加热至不超过60 ℃后搅拌；必要时还可对砂、石进行加热，但温度不应高于40 ℃，且不得加热水泥。混凝土搅拌时，可根据具体情况合理加入防冻剂、早强剂、减水剂等外加剂，提高抗冻性。适当延长拌合时间，一般取常温拌合时间的1.5倍，确保混凝土拌合充分均匀，利于混凝土强度的发展。合理的投料顺序也是确保拌合物均匀的有效条件，一般先投入骨料和水搅拌一定时间后，再投入水泥继续搅拌至规定的时间，这样可以避免水泥出现假凝现象。

1.3 混凝土的运输和浇筑

混凝土拌合后出机、运输至施工现场进行浇筑的整个过程中，由于低温条件，混凝土的热量损失必然存在，由此产生的拌合物温度降低，影响到混凝土的养生和硬化。这就要求混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点，减少装卸次数，同时也应正确选择运输用的容器。混凝土采用泵送浇筑时，输送管道应用保温材料包裹保温，减少混凝土在输送过程的散热降温。混凝土运输罐车运输时，运输灌车外包裹保温材料，并尽量缩短运输时间和距离。混凝土浇筑时，应尽量加快浇筑速度。分层进行混凝土浇筑时，严格控制混凝土浇筑的连续性，以免出现冷缝。已浇筑层在没有被上一层混凝土覆盖前，不应低于计算规定的温度，最低不得低于2 ℃。对地上结构浇筑混凝土时，应在北风的迎风面设置围挡，以防寒风袭击导致砼失水过快，降低浇筑后的温度。

1.4 混凝土的养护。

混凝土浇注后若受冻，则强度和耐久性会大打折扣。因此，要提高混凝土早期抗冻能力，就要合理选择养护方法。常见的冬季混凝土养护方法有以下几种。

（1）蓄热法。

蓄热法是利用原材料加热和水泥水化热的热量，通过适当保温延缓混凝土冷却，使混凝土冷却到0 ℃以前达到预期要求温度的养护方法。这种方法比较简单，不需要外加热源，冬施费用较低廉，故在冬季施工时应优先选用。当日平均气温在-10 ℃，最低温度不低于-15 ℃的期间，混凝土表面系数不大于5或地面以下结构都适宜采用蓄热法施工。

（2）蒸汽养护法。

对于混凝土蒸汽养护法，适于表面系数较大、养护时间要求很短的混凝土浇块。当气温降低，在防冻技术上有困难时，可以利用蒸汽养护新浇筑的混凝土。它既能加热，又可供给一定的水分，使混凝土不致因蒸发过量而干燥脱水。此法是一种快速湿热养护方法，但需要一套较复杂的工艺流程。

（3）暖棚法。

暖棚法是将被养护的构件或结构至于棚中，内部安设散热器、热风机或火炉等设备，作为热源加热空气，使混凝土获得正常的养护条件。

2 工程实例

2.1 工程概况

北方某城市某广场商厦建筑面积43000 m，钢筋混凝土框架结构，A区地上六层，B、C区地上各三层，楼板厚110 mm，柱子截面400 mm×400 mm～600 mm×600 mm，混凝土强度等级C25与C30。2009年5月破土动工，11月下旬进入冬季施工，用40 d时间完成建筑面积约20000 m，混凝土约5000 m3的冬季施工工程量。

施工期间收集了当地2008年的气象资料，如表1所示，进入冬季施工现场测温：11月下旬平均气温-4 ℃，日最低气温-10 ℃，12月平均气温-7 ℃，日最低气温-15 ℃，期间12月初下小雪一次，实测结果与给出的气温资料基本一致。

2.2 冬季施工技术措施

根据当地的气象资料以及以往的施工经验，采取以下的施工技术措施。

（1）A、B、C三区板式楼梯的混凝土由原设计的C25提高到C30，做到全部结构混凝土强度等级一致。

（2）采用硫铝酸盐快硬水泥及水泥生产厂家配套的ZB-2型防冻剂，河砂、碎石提前运入施工现场专用场地。

（3）混凝土采用现场搅拌泵送浇筑，混凝土泵的输送管道用岩棉包裹保温。A区采用木模板，B、C区采用组合式钢模板，采用综合蓄热法施工养护。

（4）搅拌站工棚采取围挡保温，水加热至40 ℃～50 ℃，水泥、砂、石子没有预加热，只是一般保温，处于0 ℃～-3 ℃的负温下，混凝土搅拌后的入模温度控制在2 ℃～5 ℃。

（5）原材料投料前用热水冲洗搅拌机预热，清除骨料中的冰雪及冻块，搅拌时间比常温下延长，不少于3 min，浇筑混凝土时清除模板上的冰雪。

（6）实验室根据3 d自热条件养护与冰箱负温条件（-15 ℃、-20 ℃），给出了施工配合比。施工中根据气温变化予以调整11月下旬平均气温-4 ℃，每立方米混凝土水泥用量360 kg，外加剂5.4 kg（水泥重量1.5%），12月份平均气温-7 ℃，水泥用量增加为380 kg，外加剂7.6 kg（水泥重量2%）。

（7）浇筑混凝土时，在楼层北侧与东西两侧用篷布围挡，防止寒风袭击，避免降温失水过快。

（8）混凝土浇筑抹平后，随即铺塑料薄膜保水保温，终凝后再铺草袋子保温。

（9）邀请水0ihZURjlC0nbwgAetZpl0w==泥供应厂方派驻工地代表，为施工编制“硫铝酸盐水泥冬施技术要求”进行技术咨询指导。

2.3 结果分析

（1）硫铝酸盐水泥属于快硬早强水泥，3 d可确定强度。冬季施工前实验室按试配的配合比制作150 mm×150 mm×150 mm的3 d标准养护立方体试块，与施工时留置的同规格的立方体3 d标准养护试块经测定强度均达到或超过设计强度标准值。

（2）施工中对强度进行了跟踪监测，12月份混凝土浇筑后，7～8 d的同条件养护试块与用回弹仪实测构件，其强度均能达到设计强度60%左右。

（3）2000年3月下旬复工前（平均气温4 ℃），对A、B、C各区混凝土进行全面回弹测定，均达到设计强度。

3 结语

混凝土在冬季施工时，极易产生系统通病，在施工过程中，从材料的选用、混合料的拌制、运输浇筑至养护，每一道环节都必须引起足够的重视，严格控制施工质量，严格执行相关的技术规范及标准，从而确保混凝土工程的整体质量。本文中的工程施工完成后，经质量监督部门的检查验收，混凝土工程的各项指标均为优良。施工效果良好，说明本工程冬季施工时所采取的措施是可行的，满足了冬季混凝土施工的要求。

参考文献

[1]徐有邻，程志军.混凝土结构工程施工质量验收规范应用指南[M].北京：中国建筑工业出版，2006，72.

[2]吴水根，李辉.建筑工程质量验收[M].上海：同济大学出版社，2007：239～247.