混凝土冬期施工

牛颖兰（甘肃建筑职业技术学院，甘肃 兰州 730050）

资料显示，我国北方地区冬季寒冷干燥，建设工程的冬期施工面临挑战，且冬期施工工期一般为3个月～6个月，工程所占的比重最高可达30%。而在建筑工程建设项目中，均要求加快建设速度，使工程早日投入使用。如在较长的冬期中停止建设，将会严重制约项目建设速度和资金、设备等的周转效率。因此，研究与发展、推广应用建筑工程冬期施工技术势在必行。在这个季节，也是工程质量问题出现的多发季节。所以，采取必要的施工措施，是确保工程质量，加快施工进度的关键，亦可减少工程建设的消耗，从而获得较好的经济效益和社会效益。

1 冬期施工期限划分的原则［1］

在一般工业与民用建筑工程中，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5天高于5℃即解除冬期施工。

当未进入冬期施工前，突遇寒流侵袭气温骤降至0℃以下时应按冬期施工方案对工程采取应急防护措施。

2 混凝土冬期施工的特点

研究［2］发现，在低温条件下，混凝土凝结时间较长，0～4℃的混凝土凝结时间比15℃时延长3倍；温度降至-0.3℃～0.5℃时，混凝土开始冻结，冻结后水泥水化反应基本停止，在-10℃时，水泥水化完全停止，混凝土强度不再增长。

一旦混凝土孔隙中的水结冰，将会产生大约9%的体积膨胀，对孔壁造成相当大的压应力（可达100MPa左右），使混凝土结构受到不同程度的破坏而降低强度，即发生冻害。此外，混凝土中的水结冰后，还会在骨料和钢筋表面上形成颗粒较大的冰棱，减弱了水泥浆与骨料以及钢筋的粘结力，从而进一步降低混凝土的强度。当气候转暖冰棱融化后，又会在混凝土内部形成较多的孔隙，严重降低了混凝土的密实性和耐久性。实践表明，混凝土冻结时间越早，强度损失越大，耐久性越差。以后即使温度回升，水泥也不能恢复水化并发展强度。所以，对于冬期施工的混凝土，应采取必要的措施，防止混凝土早期被冻坏。

3 混凝土冬期施工的措施

3.1 严格控制原材料的质量

3.1.1 水泥

冬期施工的混凝土配制宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混凝土最小水泥用量不宜低于280kg/m3，水胶比不应大于0.55。所选用的水泥，其技术性质应满足要求。

3.1.2 骨料

粗、细骨料是混凝土的基本组成材料，在混凝土中占总体积的70%～80%。采用级配良好、品质优良的骨料是保证混凝土质量的重要条件之一。因此，应严格控制粗、细骨料的质量。冬期施工的混凝土中所采用的骨料，除质地坚硬，具有良好的颗粒级配，适宜的粗细程度，还应清洁，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂的物质。掺加含有钾、钠离子的防冻剂混凝土，不得采用活性骨料或在骨料中混有此类物质的材料。

3.1.3 水

水质应符合行业标准《混凝土拌合用水》（JGJ63-1998）的规定。

3.1.4 混凝土外加剂

冬期混凝土应优先选择与浇筑时预计环境温度相适应的防冻剂，要求其性能稳定，不引起钢筋的锈蚀，还应避免碱－骨料反应的发生。

3.2 调整混凝土配合比

设计冬期施工的混凝土配合比时，可以采用提高混凝土配制强度、掺加混凝土外加剂等方法，有效地提高混凝土的早期强度，防止混凝土受冻破坏。

如：兰州某公司储用设施改造工程，混凝土设计强度等级为C25，坍落度为35～50mm，采用机械搅拌，机械振捣。原材料：普通硅酸盐水泥42.5级，永登“祁连山”牌；河砂，Mx=2.8；卵石，粒径5～40mm；防冻剂，甘肃省建筑科学研究院生产。上述材料的技术指标及拌合用水均符合要求。施工条件：冬期施工。

该工程的混凝土配合比在设计时，实际采用的强度等级较原设计强度等级提高了一级，即由C25提高为C30。则混凝土的配制强度［3］由

fcu，o ≥ fcu，k +1.645σ

=25+1.645×5.0

=33.2N/mm2

提高至： fcu，o ≥ fcu，k +1.645σ

=30+1.645×5.0

=38.2N/mm2

当拌合用水量不变的情况下，配制强度提高，则计算出来的水灰比减小。而一般情况下（即振捣密实的情况下），水灰比愈小，混凝土的强度就愈高。这也是改善混凝土冬期施工质量的重要措施之一。

3.3 选择与工程相适宜的施工方法

此次施工过程中，本着既经济、合理，又能保证混凝土强度和耐久性的原则，通过以下几点措施，确保了混凝土冬期施工的质量。

3.3.1 原材料预热

冬期施工的混凝土，可对拌合用水预热，按此方法仍不能满足要求时，亦可对粗、细骨料进行预热。水和骨料的加热温度应根据热工计算确定，但同时还要满足《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-2011）的规定。当采用42.5级的普通硅酸盐水泥时，水的温度不得超过60℃；骨料的温度不得超过40℃。但不得对水泥预热，应提前放置在保温棚中，使其处于正温环境下。只有这样，在拌合过程中，才有利于促进水泥的正常水化，保证混凝土强度的持续发展，避免混凝土早期遭受冻害。

3.3.2 掺加防冻剂，采取负温养护法

该工程在施工过程中，采用负温养护法，即在混凝土中掺入防冻剂，使其在负温条件下能够不断硬化，并能在混凝土温度降到防冻剂规定温度前达到受冻临界温度的施工方法。

此次所选用的防冻剂可用于－10℃的环境中，根据该防冻剂的性能并经多次试验，确定了防冻剂的最佳掺量，其掺量为水泥质量4%。掺入防冻剂后，大幅度地降低了拌合水的冰点，有效防止在塑性状态和早期混凝土内部水分结冰膨胀、冻伤混凝土。使混凝土中的水在负温条件下仍处于液相状态，水泥的水化反应能继续进行，从而使混凝土强度不断增长。

3.3.3 严格控制搅拌过程并保证入模温度

在冬期施工时，应适当延长搅拌时间，以保证拌合物的均匀性。且对搅拌机预先用热水冲洗，但搅拌机里不得留有存水，否则会增大混凝土拌合物的水灰比而降低其强度。除此之外，为了防止出现短距离运输及浇筑过程中造成混凝土热量的大量散失、表层冻结、混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化等现象，对小推车外壁进行必要的保温处理，并及时运到浇筑地点。混凝土浇筑前，还应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，确保混凝土入模温度不低于5℃。该工程在施工过程中，测得实际入模温度高于5℃，满足了施工要求。

3.3.4 采取必要的保温措施

本工程采取负温养护法，从理论角度讲，混凝土浇筑完毕后可不进行保温蓄热，只进行简单的维护即可。但为了确保混凝土的质量，混凝土中掺加防冻剂的同时，仍采取了一些必要保温措施。混凝土浇筑后，除了表面采用塑料薄膜进行覆盖保护外，上面再铺一层干燥状态的棉毡保温，加强养护。另外还要对模板的外侧用干燥的保温材料覆盖，防止混凝土早期受冻，以保证工程质量。

3.3.5 养护期间加强测温

测温主要是用以监测混凝土内部温度变化情况和计算混凝土的成熟温度，从而为施工单位控制混凝土质量提供依据。采用负温养护法时，应加强养护期间的测温工作。在混凝土达到受冻临界强度之前应每隔2h测量一次，混凝土达到受冻临界强度后，可停止测温。

3.3.6 严格控制拆模时间

除了采取上述措施外，为了保证混凝土冬期施工的质量，还应严格控制混凝土的拆模时间。拆模时，模板和保温层在混凝土达到要求强度并冷却到5℃方可拆除，且混凝土表面与环境温差大于20℃时，拆模后混凝土表面应及时覆盖，使其缓慢冷却。

该工程在施工时，为了确保混凝土的质量，承重模板拆模时严格按照同条件养护的试块强度进行，同时还考虑了所承受的上部施工荷载的要求。其次，对混凝土侧模的拆除时间作了适当的延长，对拆模后的混凝土立即用塑料薄膜和棉毡覆盖，使混凝土强度得以正常发展。

4 结语

冬期混凝土施工是工程施工的难点之一，且对后续工程质量影响很大，是保证整个工程质量的关键。为了保证混凝土冬期施工的质量，在总结以往经验的基础上，严格按照行业标准《建设工程冬期施工规程》JGJ/T104的规定，并根据工程的实际情况，制定相应的施工方案，以确保冬期施工混凝土的质量。

［1］JGJ/T104－2011.建筑工程冬期施工规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.

［2］冯浩，朱清江.混凝土外加剂工程手册［M］.中国建筑工业出版社，1999，（241－242）.

［3］JGJ55—2011 普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.