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混凝土冬季施工质量控制我国许多地方有较长的寒冷季节。随着建筑工程的快速发展,由于受工期制约，许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的探索研究认为，当环境温度降到5℃以下时，只要采用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期受冻，使外露混凝土与冬季外界气温保持较小温差，也会取得像在天暖施工时的效果。唐山市规定冬期施工时间：11月15日——来年3月15日。前言一、冬季混凝土工程施工的一般原理混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也较快；而当温度降低到0℃时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相（水）变为固相（水）。这时参与水泥水化作用的水减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。一、冬季混凝土工程施工的一般原理水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土受到不同程度的破坏（即早期受冻破坏）而降低强度。此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成各种各样的空隙，而降低混凝土的密实性及耐久性。由此可见，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。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明，新浇混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。一、冬季混凝土工程施工的一般原理混凝土化冻后（即处在正常温度条件下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。对于预养期长，获得初期强度较高（如达到R28的35%）的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度都有不同程度的损失。由此可见，混凝土冻结前，要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度，一般称临界强度，即可达到预期效果。对于临界强度，各国规定取值不等，我国规定为不低于设计标号的30%，也不得低于35千克每平方厘米。一、冬季混凝土工程施工的一般原理混凝土冻害的危害：1.降低混凝土强度2.造成混凝土裂缝3.混凝土中钢筋的锈蚀4.降低混凝土耐久性能一、冬季混凝土工程施工的一般原理防止混凝土冻害的一般原则：1.减少用水量2.提高早期的强度3.减低水的冰点4.“缓冲”冰对混凝土内部结果的压力5.降低混凝土体积变化一、冬季混凝土工程施工的一般原理混凝土防冻剂的作用机理：1.防冻剂中减水成分：减少混凝土搅拌用水，提高混凝土强度；减水混凝土拌和物中自由水的含量，减低受冻害的几率。2.防冻剂中早强成分：使混凝土早期强度提高，在水结冰前使混凝土超过临界强度，降低冰对混凝土强度的影响。3.防冻剂中引气成分：均匀、稳定而封闭的微小气泡，减轻水到冰的过程引起的体积变化对混凝土造成的压力和体积变化。一、冬季混凝土工程施工的一般原理防冻剂有限使用温度的规定1.防冻剂的有效作用温度2.防冻剂对混凝土结构的实际“有效作用温度”3.对防冻剂适用温度的规定一、冬季混凝土工程施工的一般原理混凝土防冻剂的作用：1.防冻剂迅速提高早期强度。2.防冻剂不能根本改变混凝土在低温下强度增长的规律。3.防冻剂掺量对混凝土强度的影响。2.1冬季混凝土施工方法选择二、冬季混凝土施工方法2.2冬季混凝土施工方法种类2.1冬季混凝土施工方法选择从上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，主要解决三个问题：一是如何确定混凝土最短的养护龄期，二是如何防止混凝土早期冻害，三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。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、减水剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，热源的条件等，来选择合理的施工方法。一般来说，对于同一个工程，可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案，应当用最短的工期、最低的施工费用，来获得最优良的工程质量，也就是工期、费用、质量最佳化。目前，基本上采用以下4种方法。2.2冬季混凝土施工种类2.2.1调整配合比方法主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：①选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度，效果较明显。②尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。③掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。④掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MSF复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。⑤选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。2.2.2蓄热法主要用于气温-10℃左右，结构比较厚大的工程。做法是：对原材料（水、砂、石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温，以保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单，施工费用不多，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。2.2.3抗冻外加剂在-10℃以上的气温中，对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂，使混凝土在负温下仍处于液相状态，水化作用能继续进行，从而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。2.2.4外部加热法主要用于气温-10℃以下，而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传给混凝土，或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。①火炉加热。一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。②蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制，加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备，费用较高。且热损失较大，劳动条件亦不理想。③电加热。将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度。此法简单方便，热损失较少，易控制，不足之处是电能消耗量大。④红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封幅射加热。2.2.3.4施工缝处理：混凝土的强度不小于1.2Mpa，才能浇筑下层混凝土；在继续浇混凝土之前，应将界面处的混凝土表面凿毛，剔除浮动石子，并用清水冲洗干净后，再浇一遍高标号水泥砂浆，然后继续浇筑混凝土且振捣密实，使新老混凝土紧密结合。2.2.3.5混凝土的泌水处理：斜面分层法浇筑混凝土采用泵送时，在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆将顺坡向集中在坡面下，应在侧模适宜部位留设排水孔，使大量泌水顺利排出。采取全面分层法时，每层浇筑，都须将泌水逐渐往前赶，在模板处开设排水孔使泌水排出或将泌水排至施工缝处，设水泵将水抽走，至整个层次浇筑完。3.1冬季施工混凝土组成材料的要求三、冬季混凝土施工技术措施3.2冬季混凝土搅拌及运输的要求3.3冬季混凝土浇筑及养护的要求3.4冬季混凝土施工测温的要求3.5混凝土质量控制实施对策3.1冬季施工混凝土组成材料的要求骨料：骨料中不得有冰块、雪团和有机物，应清洁、级配良好、质地坚硬；水：采用可饮用的自来水；外加剂：选用防冻剂，防冻剂的作用机理是在规定的负温下显著降低混凝土的液相冰点,使混凝土在液态不结冰,保证水泥的水化作用,在一定的时间内获得预期的强度，防冻剂应通过技术鉴定，符合质量标准，并经试验室试验掌握其性能；水泥：选择活性高、水化热大的普通硅酸盐水泥。3.2冬季混凝土搅拌及运输的要求混凝土的搅拌：砼搅拌选用加热水的方法，80℃以上的热水不得与水泥直接接触，先将热水与骨料拌和而后再掺入水泥搅拌混凝土，以避免水泥假凝，砼搅拌的时间不得少于3分钟。另外,必要时对搅拌机周围进行防护并通暖保温。混凝土的运输：采用混凝土罐车选择最短路径运输混凝土，对混凝土罐车包裹岩棉被进行保温，来延缓砼热量损失。3.3冬季混凝土浇筑及养护的要求混凝土的浇筑：浇筑砼前予先查询天气情况，遇恶劣天气应调整浇筑砼的时间，避免在有寒流或大风、大雪天浇筑混凝土。尽量选择在白天正温天气施工。浇筑砼前做好各项准备工作，人员齐备、材料充足、机具运转良好，施工现场道路、场地安全畅通、电源完备、保温材料量足质好，砼浇筑采用机械振捣，振捣要细致而快速。混凝土的养护：混凝土浇筑完后马上用塑料布覆盖保持水份，同时在塑料布外侧覆盖保温被进行保温，保温被的覆盖应整齐、严密，使砼温度不至下降过快，避免砼冻害的发生。适当延长混凝土养护的时间，以不少于15天为宜。加做两组混凝土同条件试块放在现场环境中，以便随时得到同条件下混凝土的抗压强度。3.4冬季混凝土测温的要求混凝土的测温工作:在砼中埋设测温导线设专人进行测温，包括大气温度、混凝土的出罐、入模温度、混凝土内部温度，如有异常及时采取措施。要求砼出罐温度不低于10℃，入模温度不低于5℃。测温次数控制：砼浇筑完及时测一次温度做为第一次测温，以后每2小时测一次，连测三天，三天后改为每4小时测一次（早8：00、晚8：00、夜2：00）至砼温度0℃为终结。测温要求（1）在测时，按测点编号顺序进行，如埋设测温孔，温度计插入测温孔后，堵塞住孔口，留置在孔内3-5分钟后进行读数；（2）混凝土出罐、浇注及入模温度每一工作班不应少于4次；（3）当采用蓄热法养护时，其间每6小时测量一次；（4）掺用防冻剂混凝土，在强度未达到4.0Mpa以前，每2小时测1次，以后每6小时测一次；（5）冬期施工有室外大气测记录表；（6）采用成熟度法预估混凝土强度。混凝土外观质量差混凝土强度低人为破坏现象水灰比，混凝土搅拌坍落度大施工经验不足操作人员技术水平低操作人员质量意识低振捣方法不正确大模板未采取保温措施浇筑完毕的混凝土未及时进行保温措施混凝土内外温差大混凝土入模温度太低影响混凝土质量因素关联图拆模过早人员培训不到位脱模剂涂刷不到位混凝土振捣间距，分层浇筑混凝土厚度过大模板质量差混凝土测温工作不到位混凝土养护措施不到位水泥，外加剂，骨料等原材料进场把关不严保温材料不到位运输距离远，保温措施不到位未严格按照配合比施工气温太低混凝土搅拌养护温度无法保证实施（一）加强冬季混凝土施工养护措施墙体钢制大模板背面粘填8cm厚聚苯板用于墙体砼保温。模板上口在混凝土浇注完毕后，由于密布竖向钢筋，采用阻燃草帘被封堵严密保温。水平结构梁、顶板混凝土浇筑完毕及时覆盖，上盖两层防火草帘保温，二次压面时局部掀开保温材料，并随压面随覆盖。在浇注混凝土前将外围结构用彩条布封闭，顶板混凝土浇注完毕养护期间在顶板下部每50㎡设置1个燃煤炉。拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。3.5混凝土质量控制实施对策实施（二）严格落实冬季施工测温工作1.测温工作由专人负责，并对其进行测温培训，培训合格后方可上岗。2.测温工作严格按照方案要求进行，测温时间和测温值应详细记录，整理归档。3.项目部质检人员和栋号技术负责人每天要检查测温记录。每层、每段停止测温后，由技术经理审阅签字后交总工审阅，及时归档，以备检查。发现问题及时汇报，以采取必要的措施。4.测温人员应随时与搅拌站、保温人员保持联系，如发现混凝土温度或保温不当引起温度急剧变化或降温过快等情况，应立即向项目技术负责人汇报进行处理。实施（三）严格控制混