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摘要:针对冬季施工的特点, 就钢筋混凝土工程因冬季施工不正确而造成的现象及成因进行详细分析, 提出了钢筋混凝土工程冬季施工的主要技术措施。
关键词:钢筋;混凝土;冬季;施工
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
冬季施工的特点
当日平均气温降到5℃或5℃ 以下, 或者最低气温降到0℃或0℃以下时, 用一般施工方法难以达到预期目的。必须采取特殊措施进行施工方可满足要求, 即认为进入冬季施工阶段。它的特点是:
1、冬季施工由于施工条件及环境不利, 是工程质量事故易出现的多发季节。其质量事故出现约占全年事故的2/ 3 以上,尤以钢筋混凝土工程居多。
2、 质量事故出现隐蔽性、滞后性, 不仅给工程带来损失而且影响工程使用寿命。
3、冬季施工的计划性和准备工作时间性强。
二、钢筋混凝土病害现象及成因
1、混凝土的耐久性
材料的耐久性是在使用过程中经受( 抵抗) 各种破坏因素的作用( 破坏力) 而能保持其使用功能的能力。从定义可看出, 影响材料耐久性的因素有: 材料、环境及其相互作用, 三者缺一不可。要想提高混凝土的耐久性, 巧妙的材料设计和结构设计是十分重要和必要的。
2、钢筋混凝土的病害原因
大量研究表明, 钢筋混凝土耐久性的降低除了自然灾害或意外事故外, 主要源于以下几方面或其复合作用: 钢筋锈蚀; 混凝土碳化; 冻融循环; 碱) 骨料反应; 机构磨损。其中钢筋锈蚀是主要的。
（1) 钢筋的腐蚀通常由两种原因造成: 在混凝土拌和时加入的, 如最早使用的速凝剂; 环境中渗入的, 如除冰盐或海水。欧美国家遭受侵蚀而破坏的桥梁很多, 国内较为典型的例子是北京西直门立交桥。
（2) 混凝土的冻融循环主要发生在寒冷地区, 通常表现在以下几个方面: 桥面混凝土由于受除冰盐的影响而遭受温度冲击, 形成累积损伤, 造成混凝土表面剥落; 桥墩在湖水或河水水面附近的部分, 会遭受冻融循环破坏, 发生表面剥落。在冬季施工过程中应重点针对以上各种病害的成因来进行施工, 以保证最后的施工质量能够满足设计要求。
三、钢筋混凝土工程冬季施工主要技术措施
1、原材料、机械设备准备及相应措施
首先确保现场砂子、碎石、水泥、粉煤灰等原材料有足够的数量，且进场的材料必须按照规定报验合格后统一分类堆放( 水泥直接进罐) ，且用防水棚布遮盖好，防止雨雪天造成原材料含水量出现较大的变化和原材料冻结。其次保证拌合站进料暖棚内温度不得低于5 ℃。拌合站在搅拌混凝土前需要对机器进行全面的检修和维护，确保拌合过程中机器不出现故障，为了以防万一，将最容易出现问题的部位加强监控，备好容易出现问题部位的配件，出现问题马上修理或更换，确保拌合站机器正常运作。混凝土运输车、泵送车除要进行保温外也要进行检测维修，确保能够正常运行。准备足振捣棒，使用前要进行仔细检查，同时需要备用一台20 kW 发电机，若停电立即启用发电机带动振捣棒进行振捣。蒸汽养生用的锅炉必须经专门检测部门检测为合格后方可使用，且需要专门人员进行安装和调试。
2、钢筋的冬季施工
由于气温过低使钢筋塑性及韧性降低、脆性增加, 影响钢筋冷脆倾向的因素有: 化学成分的影响; 冷拉的影响; 直徑的影响;焊接的影响; 工艺缺陷的影响。其中负温冷拉、负温焊接是钢筋最主要的施工工艺, 且冷拉钢筋的闪光焊或电弧焊, 应在冷拉前进行。
（1) 钢筋负温冷拉。钢筋在负温下冷拉, 其温度不低于- 20 ℃ 。负温冷拉可采用控制应力和控制冷拉率两种方法, 用作钢筋混凝土结构的预应力筋, 宜采用控制应力的方法。在采用控制应力方法冷拉钢筋时, 其控制应力及最大冷拉率应符合表1 的规定。
（2) 钢筋负温焊接。负温焊接主要有两种焊接方法: 闪光焊、电弧焊, 当温度低于- 5 ℃ 的条件下进行焊接, 当温度低于- 20 ℃时, 不得进行焊接。风力超过4 级时, 应采取挡风措施。
3、混凝土的冬季施工
混凝土冬季施工的实质是指在自然负温气候条件下采取风干、防干、保温防冻等措施, 尽量创造正确的养护条件, 使混凝土得以凝结硬化。
（1) 混凝土的冻害。有三个重要条件: 温度、水、混凝土内部结构的孔隙状况, 三者缺一不可。混凝土是一种多孔材料, 在寒冷地区使用的混凝土, 当其内部含有一定水分时, 由于冬季受到负温度袭击, 混凝土内部水分冻结成冰、体积膨胀、破坏了混凝土的内部结构, 使混凝土的一些物理、力学性能受到一定程度的损害, 即所谓的混凝土冻害。
（2) 混凝土冬季施工特点：当温度低于5℃时, 与常温相比混凝土强度的增长明显延缓, 这期间混凝土强度对温度相当敏感； 当温度低于0 ℃ 时,特别是温度下降到混凝土冰点温度以下时, 混凝土中水就开始结冰、体积膨胀约9 %, 混凝土有遭受冻害的可能, 因此, 应采用特殊措施, 保证混凝土不受冻害, 使混凝土尽快达到受冻前的临界强度或拆模强度；冬季是混凝土工程质量事故的多发季节。而且有明显的滞后性, 即冬季浇筑的混凝土多在春融期间发生问题； 冬季施工技术复杂、费用高。因此, 对混凝土的冻期施工尤应仔细慎重。
（3) 混凝土的使用：混凝土的拌和在使用前应存放在棚内预热, 这对混凝土达到规定的温度是有利的。冬季施工混凝土原料一般需要加热。加热的温度见表2。
对拌合水加热的要求是:水温准确、供应及时、保证用水温度先后一致, 以免拌合物前后的温度有过大差异, 从而造成混凝土坍落度不一致, 以致影响混凝土的施工质量。当自然气温较低, 只加热拌合水尚无法满足拌合物出机温度的要求时, 对骨料也须加热。搅拌时应注意投料顺序、和易性等因素。且搅拌时间应取常温搅拌时间的1. 5 倍。混凝土出机温度不宜低于10℃；混凝土的运输：其一, 在运输过程中, 要注意防止混凝土热量散失、表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。其二, 混凝 土的运输是热损失的关键阶段。混凝土浇筑时入模温度除与拌合物的出机温度有关外, 主要取决于运输过程中的蓄热程度。其三, 运输速度要快、运输距离要短、倒运次数少、保温效果好、尽量缩短运输时间；混凝土的浇筑：其一, 浇筑柱子时, 一个施工段内每排柱子应按由外向内对称顺序浇筑。不要由一端向另一端推进, 以防柱子模板逐渐受推倾斜。其二, 梁和板一般同时浇筑, 从一开始向另一端推进, 只有当梁高大于1 m 时才允许单独浇筑梁。此时的施工缝应留在板下2 m~ 3 m 处, 梁底与梁侧面要注意捣实, 振捣器不要直接接触钢筋或预埋件。其三, 大体积钢筋混凝土结构, 整体性要求较高,往往不允许留施工缝, 要求一次性连续浇筑完毕；混凝土的养护混凝土的冬季养护方法的选择, 应考虑的因素有: 自然气温、结构类型、结构特点、原材料、工程限制、能源情况和经济指标等。根据热源条件和所用材料, 混凝土的养护方法有以下几类:其一, 混凝土养护期间不加热方法, 如蓄热法; 其二, 混凝土养护期间加热的方法, 如电极加热法; 其三, 综合方法, 如低蓄热法。通过以上的施工方法, 能够使钢筋混凝土结构物达到设计要求的强度、稳定性、耐久性等指标, 保证了工程质量。此外, 通过加入适量的矿物或化学外加剂, 可以更好地防止钢筋混凝土结构物的局部开裂、剥落等现象, 提高了混凝土的性能。在混凝土拌和时加入引气剂, 可以有效地防止钢筋混凝土的冻融循环被破坏; 掺加适量的矿物掺合料, 可以防止混凝土的碱) 骨料反应破坏。
结论
随着我国建设事业的不断发展, 北方地区冬季施工也不断增加, 工程的施工工艺不断发展、完善, 通过广泛地采用新材料、新技术、新工艺和一些新的研究成果, 能够更好地使这些施工的方法得到改进。
【参考文献】
[1] 牛君,钱林.钢筋混凝土结构裂缝成因及其控制[J]. 科技风. 2010(19)
[2] 王伟,王桂芹.冬季桥梁混凝土施工方法[J]. 黑龙江交通科技. 2006(10)
[3] 刘晓霞.冬季混凝土施工及质量检查常遇问题浅析[J]. 甘肃科技. 2006(05)
关键词:钢筋;混凝土;冬季;施工
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
冬季施工的特点
当日平均气温降到5℃或5℃ 以下, 或者最低气温降到0℃或0℃以下时, 用一般施工方法难以达到预期目的。必须采取特殊措施进行施工方可满足要求, 即认为进入冬季施工阶段。它的特点是:
1、冬季施工由于施工条件及环境不利, 是工程质量事故易出现的多发季节。其质量事故出现约占全年事故的2/ 3 以上,尤以钢筋混凝土工程居多。
2、 质量事故出现隐蔽性、滞后性, 不仅给工程带来损失而且影响工程使用寿命。
3、冬季施工的计划性和准备工作时间性强。
二、钢筋混凝土病害现象及成因
1、混凝土的耐久性
材料的耐久性是在使用过程中经受( 抵抗) 各种破坏因素的作用( 破坏力) 而能保持其使用功能的能力。从定义可看出, 影响材料耐久性的因素有: 材料、环境及其相互作用, 三者缺一不可。要想提高混凝土的耐久性, 巧妙的材料设计和结构设计是十分重要和必要的。
2、钢筋混凝土的病害原因
大量研究表明, 钢筋混凝土耐久性的降低除了自然灾害或意外事故外, 主要源于以下几方面或其复合作用: 钢筋锈蚀; 混凝土碳化; 冻融循环; 碱) 骨料反应; 机构磨损。其中钢筋锈蚀是主要的。
（1) 钢筋的腐蚀通常由两种原因造成: 在混凝土拌和时加入的, 如最早使用的速凝剂; 环境中渗入的, 如除冰盐或海水。欧美国家遭受侵蚀而破坏的桥梁很多, 国内较为典型的例子是北京西直门立交桥。
（2) 混凝土的冻融循环主要发生在寒冷地区, 通常表现在以下几个方面: 桥面混凝土由于受除冰盐的影响而遭受温度冲击, 形成累积损伤, 造成混凝土表面剥落; 桥墩在湖水或河水水面附近的部分, 会遭受冻融循环破坏, 发生表面剥落。在冬季施工过程中应重点针对以上各种病害的成因来进行施工, 以保证最后的施工质量能够满足设计要求。
三、钢筋混凝土工程冬季施工主要技术措施
1、原材料、机械设备准备及相应措施
首先确保现场砂子、碎石、水泥、粉煤灰等原材料有足够的数量，且进场的材料必须按照规定报验合格后统一分类堆放( 水泥直接进罐) ，且用防水棚布遮盖好，防止雨雪天造成原材料含水量出现较大的变化和原材料冻结。其次保证拌合站进料暖棚内温度不得低于5 ℃。拌合站在搅拌混凝土前需要对机器进行全面的检修和维护，确保拌合过程中机器不出现故障，为了以防万一，将最容易出现问题的部位加强监控，备好容易出现问题部位的配件，出现问题马上修理或更换，确保拌合站机器正常运作。混凝土运输车、泵送车除要进行保温外也要进行检测维修，确保能够正常运行。准备足振捣棒，使用前要进行仔细检查，同时需要备用一台20 kW 发电机，若停电立即启用发电机带动振捣棒进行振捣。蒸汽养生用的锅炉必须经专门检测部门检测为合格后方可使用，且需要专门人员进行安装和调试。
2、钢筋的冬季施工
由于气温过低使钢筋塑性及韧性降低、脆性增加, 影响钢筋冷脆倾向的因素有: 化学成分的影响; 冷拉的影响; 直徑的影响;焊接的影响; 工艺缺陷的影响。其中负温冷拉、负温焊接是钢筋最主要的施工工艺, 且冷拉钢筋的闪光焊或电弧焊, 应在冷拉前进行。
（1) 钢筋负温冷拉。钢筋在负温下冷拉, 其温度不低于- 20 ℃ 。负温冷拉可采用控制应力和控制冷拉率两种方法, 用作钢筋混凝土结构的预应力筋, 宜采用控制应力的方法。在采用控制应力方法冷拉钢筋时, 其控制应力及最大冷拉率应符合表1 的规定。
（2) 钢筋负温焊接。负温焊接主要有两种焊接方法: 闪光焊、电弧焊, 当温度低于- 5 ℃ 的条件下进行焊接, 当温度低于- 20 ℃时, 不得进行焊接。风力超过4 级时, 应采取挡风措施。
3、混凝土的冬季施工
混凝土冬季施工的实质是指在自然负温气候条件下采取风干、防干、保温防冻等措施, 尽量创造正确的养护条件, 使混凝土得以凝结硬化。
（1) 混凝土的冻害。有三个重要条件: 温度、水、混凝土内部结构的孔隙状况, 三者缺一不可。混凝土是一种多孔材料, 在寒冷地区使用的混凝土, 当其内部含有一定水分时, 由于冬季受到负温度袭击, 混凝土内部水分冻结成冰、体积膨胀、破坏了混凝土的内部结构, 使混凝土的一些物理、力学性能受到一定程度的损害, 即所谓的混凝土冻害。
（2) 混凝土冬季施工特点：当温度低于5℃时, 与常温相比混凝土强度的增长明显延缓, 这期间混凝土强度对温度相当敏感； 当温度低于0 ℃ 时,特别是温度下降到混凝土冰点温度以下时, 混凝土中水就开始结冰、体积膨胀约9 %, 混凝土有遭受冻害的可能, 因此, 应采用特殊措施, 保证混凝土不受冻害, 使混凝土尽快达到受冻前的临界强度或拆模强度；冬季是混凝土工程质量事故的多发季节。而且有明显的滞后性, 即冬季浇筑的混凝土多在春融期间发生问题； 冬季施工技术复杂、费用高。因此, 对混凝土的冻期施工尤应仔细慎重。
（3) 混凝土的使用：混凝土的拌和在使用前应存放在棚内预热, 这对混凝土达到规定的温度是有利的。冬季施工混凝土原料一般需要加热。加热的温度见表2。
对拌合水加热的要求是:水温准确、供应及时、保证用水温度先后一致, 以免拌合物前后的温度有过大差异, 从而造成混凝土坍落度不一致, 以致影响混凝土的施工质量。当自然气温较低, 只加热拌合水尚无法满足拌合物出机温度的要求时, 对骨料也须加热。搅拌时应注意投料顺序、和易性等因素。且搅拌时间应取常温搅拌时间的1. 5 倍。混凝土出机温度不宜低于10℃；混凝土的运输：其一, 在运输过程中, 要注意防止混凝土热量散失、表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。其二, 混凝 土的运输是热损失的关键阶段。混凝土浇筑时入模温度除与拌合物的出机温度有关外, 主要取决于运输过程中的蓄热程度。其三, 运输速度要快、运输距离要短、倒运次数少、保温效果好、尽量缩短运输时间；混凝土的浇筑：其一, 浇筑柱子时, 一个施工段内每排柱子应按由外向内对称顺序浇筑。不要由一端向另一端推进, 以防柱子模板逐渐受推倾斜。其二, 梁和板一般同时浇筑, 从一开始向另一端推进, 只有当梁高大于1 m 时才允许单独浇筑梁。此时的施工缝应留在板下2 m~ 3 m 处, 梁底与梁侧面要注意捣实, 振捣器不要直接接触钢筋或预埋件。其三, 大体积钢筋混凝土结构, 整体性要求较高,往往不允许留施工缝, 要求一次性连续浇筑完毕；混凝土的养护混凝土的冬季养护方法的选择, 应考虑的因素有: 自然气温、结构类型、结构特点、原材料、工程限制、能源情况和经济指标等。根据热源条件和所用材料, 混凝土的养护方法有以下几类:其一, 混凝土养护期间不加热方法, 如蓄热法; 其二, 混凝土养护期间加热的方法, 如电极加热法; 其三, 综合方法, 如低蓄热法。通过以上的施工方法, 能够使钢筋混凝土结构物达到设计要求的强度、稳定性、耐久性等指标, 保证了工程质量。此外, 通过加入适量的矿物或化学外加剂, 可以更好地防止钢筋混凝土结构物的局部开裂、剥落等现象, 提高了混凝土的性能。在混凝土拌和时加入引气剂, 可以有效地防止钢筋混凝土的冻融循环被破坏; 掺加适量的矿物掺合料, 可以防止混凝土的碱) 骨料反应破坏。
结论
随着我国建设事业的不断发展, 北方地区冬季施工也不断增加, 工程的施工工艺不断发展、完善, 通过广泛地采用新材料、新技术、新工艺和一些新的研究成果, 能够更好地使这些施工的方法得到改进。
【参考文献】
[1] 牛君,钱林.钢筋混凝土结构裂缝成因及其控制[J]. 科技风. 2010(19)
[2] 王伟,王桂芹.冬季桥梁混凝土施工方法[J]. 黑龙江交通科技. 2006(10)
[3] 刘晓霞.冬季混凝土施工及质量检查常遇问题浅析[J]. 甘肃科技. 2006(05)