混凝土低温季节施工质量控制

王志波

（河北省南水北调工程建设管理局，石家庄 050021）

北方地区由于气温较低且低温季节历时较长，施工过程中混凝土浇注温度控制及浇注后的表面保护是确保混凝土质量的重要措施。本文根据河北省中南部地区气象特点，结合南水北调滹沱河倒虹吸工程低温季节混凝土施工经验，介绍混凝土冬季施工过程中应注意的几个关键问题。

1 工程施工

1.1 低温季节施工

平均气温连续5d稳定在5 ℃以下或最低气温连续5d稳定在-3 ℃以下时，即进入低温季节施工。

混凝土冬季施工起止日期为11月上旬至次年3月中旬，施工期日平均温度-4 ℃～-8 ℃。但因近年暖冬现象的发生，施工中应加强气温观测，根据实际情况确定合理的低温季节施工工期。

1.2 基本要求

（1）防止混凝土早期受冻，确保混凝土强度和耐久性。

（2）做好混凝土表面保护工作，防止混凝土表面裂缝产生。

（3）及时引排地下水，确保干场作业，避免地下水冻结破坏基础及混凝土。

2 施工控制措施

根据河北省中南部地区所处地理位置的低温季节日平均温度及其他气象条件，混凝土低温季节施工一般采用综合蓄热法，并结合采用防风沙措施。

2.1 混凝土生产

生产的成品混凝土确保满足如下条件：

（1）满足设计要求的强度、抗冻性、抗渗性、耐久性和施工和易性等技术指标；

（2）保证混凝土出机口温度不低于10 ℃，浇注温度不低于5 ℃。

2.1.1 原材料控制

2.1.1.1 拌和用水

采用热水拌和混凝土的施工措施，根据混凝土浇注强度，合理选用水加热系统。当气温相对较高时，将水加热但不超过60 ℃，用于混凝土拌和。当气温较低时，混凝土浇注温度低于5 ℃时，将拌和用水加热至60 ℃～80 ℃，拌和时改变投料顺序，先拌和热水与骨料，然后加水泥和外加剂，避免水泥“假凝”。

2.1.1.2 骨料

在低温季节来临之前，根据低温季节混凝土浇注量，储备好充足的骨料，并做好保温预热工作。混凝土骨料的总储备量按式（1）计算。

式中 W为骨料储备量（m3）；ke为每立方米混凝土骨料用量系数，取1.5；Va为低温季节混凝土总浇注量（m3）；Vb为低温季节月平均混凝土浇注量（m3）。

成品料、仓骨料的堆积高度不低于6m，在低温季节来临之前要做好覆盖保温工作。在混凝土浇注过程中，当日平均气温低于-5 ℃，混凝土浇注温度在采取热水拌和等措施尚不满足要求时，在骨料堆取料口搭设保温棚，并采取热风机加热粗骨料，热风机功率及数量由现场情况确定。在采取上述措施混凝土浇注温度仍不能满足要求时，埋设钢排管在砂子和小石料堆中，采用蒸汽或热水间接加热的措施提高细骨料和小石温度。取料时从料堆固定的取料口取料，严禁冻结骨料进入拌和楼。

2.1.2 混凝土拌和

拌和混凝土前，用热水或蒸汽加热拌和机，并将积水或冰块排除，确保拌和机体处于正温状态。为减少拌和过程中的混凝土温度损失，在拌和机外壳包裹1层保温毡进行保温。根据现场试验适当延长混凝土拌和时间，保证混凝土拌和质量满足浇注要求。

2.1.3 混凝土运输

为减少混凝土运输过程中温度损失，混凝土运输车采取保温措施，如在滚筒外围包1层PE高发泡密度为L45级、耐燃指标为B2级的塑料板。运输混凝土前，将运输车混凝土储料罐体进行预热。运输过程中尽量减少倒运次数，合理控制混凝土拌和强度，尽量缩短运输车在工地的滞留时间。现场皮带布料机搭设保温棚，减少温度损失，防风阻沙。

2.2 混凝土浇注与保温

混凝土浇注前采取加热措施对老混凝土面及模板、钢筋进行升温，确保仓面的温度为正温，以防止施工缝早期受冻。加热采取蒸汽或热风枪结合电加热设施的方式，以仓面的边角部位达到正温为标准。混凝土浇注开仓时间安排在上午10点至下午3点，避免夜间和早晨开仓。保温设施高出混凝土收仓面1～2m，收仓后，仓面立即进行保温，保证仓面的混凝土不受冻。另外，对外露钢铁件，在距新浇混凝土面1m范围内进行妥善保温，防止钢铁件导热使周边混凝土受冻。

为保证混凝土拆模前不受冻，在模板外侧增设保温层。保温材料的选择遵循耐燃、耐久、不易受潮、轻质、污染小、保温效果好的原则。如采用聚苯乙烯泡沫塑料板或聚氨酯泡沫塑料板，外罩黑色厚塑料布防风。边角部位应加大保温层厚度为其他部位厚度的2倍，保温层搭接长度不小于30cm，新老混凝土结合部位保温范围超过施工缝或结构缝1m。保温材料厚度计算见式（2）：

式中 δ为保温板厚度（m）；λ为保温材料导热系数（W/m·℃）；k为修正系数，根据保温密封情况定，取1～1.2；β效为等效放热系数（W/m2·℃）。

滹沱河倒虹吸工程混凝土表面保护措施，如图1。

图1 滹沱河倒虹吸工程混凝土表面保护措施

2.3 混凝土拆模与混凝土表面保护

2.3.1 基本要求

（1）对大体积非承重模板，拆模时混凝土强度必须大于允许受冻临界强度1800 ℃·h，或不低于7.0MPa。

（2）对于承重部位及小体积混凝土模板，拆模时混凝土强度必须大于设计强度的85%。混凝土强度以现场同期养护试块强度为准。

（3）拆模和养护保证内外温差小于20 ℃，且2～3d内混凝土表面温降小于6 ℃。

（4）夜间、风大及预期气温骤降的时间内不拆模。

2.3.2 混凝土表面保护

拆模后按照拆模前混凝土保温方案进行混凝土表面保护。为保证混凝土表面湿润，边拆模边涂刷混凝土养护剂，随后立即增覆1层塑料薄膜，外盖混凝土拆模前同材质、同厚度保温材料。混凝土表面保护时间持续到次年3月初，拆除混凝土表面保护设施的时间尚应视气温情况具体确定。

3 混凝土浇注质量监控

低温季节混凝土浇注完成后应加强现场各项技术指标的观测控制，并加以分析，随时指导施工。混凝土温度测量遵循如下要求：

（1）根据不同工程部位合理布置测孔或测点，并编号；

（2）混凝土浇注开始至达到允许受冻临界强度前，每6h测量1次内、外温度；

（3）水、外加剂、骨料的温度每1h测量1次；

（4）混凝土出机口温度、运输过程中的温度损失和混凝土浇注温度每2h测量1次；

（5）大体积混凝土浇注后3d内增加观测频次，每3h观测1次；

（6）当气温骤降时，视情况增加观测频次；

（7）外界温度、湿度、风速等气象要素每6h观测1次。

［1］李东升.混凝土冬季施工［M］.北京:中国水利水电出版社，2001.

［2］张超然.水利水电工程施工手册（第3卷）［M］.北京:中国电力出版社，2005.

［3］DL/T5144—2001,水工混凝土施工规范［S］.

［4］龚召熊.水工混凝土温控与防裂［M］.北京:水利水电出版社，1999.

［5］詹剑霞,曾明.聚苯板保温材料在三峡工程中的研究与应用［EB/OL］.http://www.civilcn.com/shuili/lunwen/slsg/1318995932153632.html,2011-10-19.