混凝土冬季施工常见冻害及预防

丁飞

摘要：随着我国建筑市场的不断发展，为缩短建设周期，增加经济效率，在冬季进行混凝土施工已经成为当前我国建筑市场的普遍现象。由于冬季的气温比较低，混凝土施工很容易出现各种冻害，本文结合笔者多年的工作经验，从混凝土冬季施工常见冻害入手，通过研究混凝土冬季冻害发生的机理，提出预防混凝土冬季施工发生冻害的具体措施。

关键词：混凝土 冬季施工 冻害 预防

随着我国经济的快速发展，建筑业已经成为推动国民经济发展的重要行业，在我国大力构建城镇化的时代背景下，为满足建筑工程的建设周期，提高建筑工程成本的经济效益，需要在冬季进行混凝土施工。由于冬季施工的环境不利于混凝土的凝固，因此在冬季进行混凝土施工时很容易出现各种冻害现象，所以为提高混凝土的施工质量，节约建筑工程的投资成本，我们有必要对混凝土冬季施工的病害和施工要点进行深入的分析，并且针对冬季混凝土施工所出现的各种冻害采取相应的解决措施。

1 混凝土冬季施工常见的冻害

1.1 混凝土表面脱皮 混凝土的形成主要是依靠水泥的水化作用，由于冬季混凝土施工受到低气温的影响，导致混凝土的强度增长速度变慢，而此时如果不采取相应的保温措施，就会造成混凝土的表面因为受到温度的集聚变化而在混凝土的表面形成麻面，进而出现混凝土表面脱皮的现象。同时如果混凝土的搅拌强度没有达到规定的硬度也会出现表面脱皮的现象。

1.2 混凝土裂缝 在冬季进行混凝土施工最容易出现裂缝冻害，根据实践经验：冬季混凝土施工所出现的裂缝主要有表面裂缝、深层裂缝以及贯穿性裂缝。它们的危害性依次变大，尤其是贯穿性裂缝容易导致混凝土整体构造破损，严重影响混凝土建设的质量。导致混凝土出现裂缝的原因是：一是水泥的安定性不合格而导致混凝土出现龟裂。水泥是混凝土的主要构成部分，水泥的质量直接影响混凝土的性能，如果水泥的安定性不高，就会导致其形成的混凝土容易出现龟裂；二是混凝土的内部水化热与混凝土的表面温度形成巨大反差，而产生混凝土表面抗拉应力大于混凝土极限抗拉强度，而导致的裂缝。此种现象是冬季施工的最显著现象，也是最容易出现的现象，因为冬季的气温比较低，受到热胀冷缩的影响比较大；三是混凝土中的各种原料构成比例不合理而导致混凝土出现收缩以及干收缩裂缝。

1.3 混凝土受冻 在冬季进行混凝土施工，尤其气温比较低，混凝土内的水分很容易出现结冰的现象，一旦水分出现结冰现象就会影响混凝土的水泥水化作用，进而导致混凝土内的水分出现凝固而体积变大，最终在混凝土内部形成膨胀裂缝。

2 冬季混凝土冻害形成的机制

2.1 冬季混凝土施工的原理 混凝土在完成搅拌之后能够最终形成足够的强度的根本原因是因为受到水泥水化作业的影响。水泥的水化速度除了与混凝土本身的组成原料配比有关之外，还与混凝土施工的温度有直接关系，比如混凝土施工的环境温度比较高，那么混凝土的水化速度也就非常快，相应的混凝土的强度也就逐渐增加，而当温度低于0°C时，存在混凝土中的水分就会结冰，这时混凝土的水泥水化作业就会减慢，混凝土的强度也就会降低，直至混凝土的强度不再变化，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增长的关键。

2.2 混凝土冬季冻害的形成机理 如前所述，混凝土的强度与混凝土中的水分形态有着直接的关系，一般来说混凝土中的水分主要包括两部分：一是依附在混凝土组成材料中的表面以及毛细管中的水，这些水能够促进水泥颗粒的水化作用；二是存附于组成原料颗粒内部间隙中的水，我们称其为“游离水”，它在混凝土浇筑时发挥着和易性的作用。因此水的形态变化是混凝土冬季施工出现冻害的主要机理。当气温低至混凝土冰点温度时，混凝土中的“游离水”开始出现结冻，当气温低至4°C时，混凝土内的水化水也开始出现结冻，进而导致混凝土的水化作业停止，而一旦混凝土内的水分出现结冻，就会增加混凝土内水分的体积，进而导致出现各种裂缝、强度以及耐久性降低的现象。

3 混凝土冬季施工冻害的防止对策

基于建筑技术的不断完善，冬季进行混凝土施工的现象越来越普遍，由于混凝土冬季施工容易出现各种冻害，因此为提高建筑工程的质量，提高混凝土的强度与耐用性，需要加强对混凝土冬季施工的管理，防止其出现各种病害。

3.1 做好冬季混凝土施工的前期准备工作 首先，在进行混凝土施工前一定要认真分析施工的环境，尤其是关注施工前后几天的天气和气温变化情况，及时根据相应的气候变化采取相应的保温措施。比如在工程施工即将进入冬季之前，要先做好各种防御措施，尽可能将各种不利因素消除在萌芽状态；其次，施工单位要组织冬季混凝土施工设计编制。施工单位要专门针对冬季施工编制相应的施工方案，根据具体的施工任务选择相应的施工设备、材料以及人员，并且科学地按照施工流程规范施工工序，合理安排各种施工材料的存放地点等。最后，施工单位编制的冬季混凝土施工方案要报建设单位、监理单位审批之后才可以实施。

3.2 加强混凝土冬季施工的技术与管理工作 一是在混凝土冬季施工之前一定要在基坑的主风向采用搭设挡风墙，当然挡风墙的搭设一定要注意挡风墙与基坑之间的距离，给混凝土浇筑施工留出足够的距离；二是混凝土的组成材料一定要注重经过加温处理，一般需要将混凝土的稳定控制在35°C以内，并且保证砂砾中不得含有直径大于1cm的冻块，并且要使用热水加热的方法进行混凝土的搅拌，如果使用热水仍然不能达到混凝土施工所要求的稳定，就要考虑对砂石进行加热，以此实现混凝土施工所要求的温度。具体而言，冬季施工对混凝土原材料的加热温度应该给予控制，具体标准见表1；三是严格规范混凝土的搅拌、运输以及浇筑工艺技术。在混凝土进行搅拌时要先投入砂石和水拌合，然后再投入水泥拌合，不得将水泥与热水直接搅拌，以免产生假凝。搅拌时间比常温季节延长50%，严禁将带有冻团和冰雪的砂石装入搅拌机内。商品混凝土搅拌站对混凝土搅拌运输冬施要求按照规范规定来控制。同时也要对混凝土的运输机械进行保温处理，以此减少因为运输机出现热量损失，而导致混凝土的温度降低。施工单位也要科学地规划混凝土运输路线，尽可能减低混凝土运输的距离，实现快运快浇筑的目的。

表1 原材料温度控制表

■

3.3 做好混凝土的养护 如前所述，冬季混凝土施工需要采取科学的养护手段，如果采取科学的养护手段可以增强混凝土的强度，因此在冬季施工需要根据不同的气候变化、温度高度等采取不同的养护措施。目前对于冬季混凝土施工的养护主要分为以下三个方面：一是正温养护。正温养护就是虽然施工的气温低于0℃，但是通过一定的手段可以保证混凝土在浇筑之后保持一段时间的正温，以此满足混凝土对抗早期冻害的能力。混凝土正温养护工艺的基本做法是：对混凝土的原料进行加热处理、保证各种混凝土设备的保温、对混凝土浇筑所使用的模板等进行保温处理；二是负温养护。负温养护主要是对混凝土强度要求不高的施工建筑而言的，负温保养比较适用于温度不低于0℃的气候条件下。负温养护主要是在混凝土浇筑时对原材料进行加热，以便实现混凝土浇筑时达到其规定的要求，负温养护最大的特点就是养护工序比较简单，能够有效地防止混凝土的早期冰冻；三是综合养护。综合养护是平时冬季混凝土施工中经常使用的一种养护方式，综合养护不仅能够降低能耗、提高混凝土的硬度时间，而且还可以降低防冻剂的添加，为施工单位节省大量的成本。综合养护的主要做法是：在混凝土中添加少量的防冻剂，并且采取各种加热措施，实现混凝土在完成浇筑以后其温度达到10℃以上。通常综合养护工艺适用于自浇筑起6个小时内气温不低于10℃的天气情况下。

4 结束语

总之混凝土冬季施工受到冻害的影响比较大，因此加强混凝土冻害的防治工作是当前混凝土冬季施工的重点与难点，作为施工人员一定要充分意识到混凝土冬季施工的重要性，精心规划施工程序，提高对混凝土冬季施工的管理。

参考文献：

[1]白海林，马跃.试论混凝土冬季施工常见冻害与防治[J].科技向导，2013（02）.

[2]宋海涛，马春艳，于蕴萍.冬季混凝土施工预防冻害方法[J].黑龙江水利科技，2011（02）.

[3]赵文霞，张英.论冬季建筑工程施工技术及质量管理[J].科技信息，2010（09）.