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【摘 要】混凝土公路工程在冬季施工遭遇着外部环境的严重影响，施工队伍必须加强积极主动地对这些影响进行应对的意识，着力做好对于施工技术措施的选用，对混凝土施工进行有效的质量控制。本文对混凝土公路冬季施工质量控制进行研究。
【关键词】混凝土公路；冬季施工；质量控制
混凝土工程的工程质量事故大部分发生在冬季，由于气温经常是负温，导致混凝土在凝结和硬化的过程中强度降低，所以在施工过程中要针对当地的条件特点，采用相应的措施，以保证混凝土的强度，确保工程质量。
一、混凝土冬季受冻的一般原因
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士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。
水变成冰后，体积约增长约9%，同时产生约2500kg/cm2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（即旱期受冻破坏）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，减弱水泥浆与骨科和钢筋的粘结力.从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，叉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。
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。對于预养期长，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，使混凝士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：冬季施工期间，用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，在抗压强度达到设计强度的40%及5Mpa前不得受冻；用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，在抗压强度达到设计强度的50%前，不得受冻；未采取抗冻措施的浆砌砌体，在砂浆抗压强度达到70%前不得受冻。
二、混凝土公路冬季施工质量控制
1、气候条件分析
施工队伍负责人员要针对该公路工程所处的地区，进行分段的气候分析，并切实地做好对于不同路段冬季气候状况的调查研究，以具体的气候调研结果作为基础对施工工作进行安排。
2、机械设备
混凝土运输罐必须用棉被包裹；同时加注使用-35号柴油。施工机械加强冬季保养，对加水、加油润滑部件勤检查，勤更换，防止冻裂设备。上料用装载机每天工作完后应将水箱下水室、发动机、机油冷却器及变矩器油冷却器里的冷却水放出，以免冻裂；贮气筒内有水汽，经常排放，防止冻结，致使刹车失灵。如果已加防冻液，可不放出。同时应定时检查防冻液浓度，禁止使用未经处理的水作为发动机的冷却液。混凝土拌和机在工作前将各部位空运行一次，将物料储存输送设备调整到最佳工作状态。
还要检查配料斗里是否有积水和四壁余料，如有则清理干净，同时对水泵、水箱、水管的积水进行排除，以免在严寒季节冻坏。混凝土搅拌站及附属配料仓必须包裹，采用设备四周搭设钢管架，外加苫布和稻草帘子两层覆盖，钢管架距拌和机的最短距离不少于1.5米。出料口处设卷帘门，高度应保证混凝土罐车正常出入。
3、原材料质量控制
混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，而原材料的品种和质量直接影响混凝土的强度。同等水泥用量的拌和物，水泥强度等级高的，混凝土的强度也随之提高；而骨料的颗粒组成不好，搭配不密实，或含过多有泥土、杂质等，都会降低混凝土的强度。所以水泥应优先选用活性高、水化热大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。拌制混凝土所采用的骨料应洁净，不得混有泥土、冰雪、冻块及其它容易冻裂杂质。铲车喂料前必须将骨料中的冻结骨料碾碎或剔除。
4、混凝土拌合质量控制
在施工现场的人员、机械、小型材料器具、暖棚等准备完毕，拌合站的骨料和水均满足上述要求后开始进行混凝土搅拌，搅拌时要按以下原则进行：拌合斗内先放入砂子、碎石和加热后的水进行搅拌，待搅拌均匀后再放入水泥继续搅拌，避免水泥与热水接触而发生水化热发生过快，影响后期使用品质。经试验掺入一定量的混凝土防冻剂。当外加剂为粉剂时，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。当外加剂为液体，使用前按要求配置成规定溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液再配置成施工溶液。各溶液分别放置于有明显标志的容器内，不得混淆。经试验掺用引气剂。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。每斗的搅拌时间要保证在3分钟以上，操作人员每斗都目测观察混凝土拌合的均匀情况，确认可以后在放料至混凝土运输车。水泥采用早强硅酸盐水泥，使早期强度升高，一般早强硅酸盐水泥的3天抗压强度为普通硅酸盐水泥的7倍。混凝土的坍落度适当降低，减少水化热时间，使混凝土强度早期到达。避免因水化热时间过长，导致构件体积内水冻结。水冻结后体积会增大9%，水化热停止，强度不再增加。在温度升高时水融化后在混凝土内部形成空隙而影响混凝土的各项性能指标。 5、冬期混凝土养护方法及其注意事项
混凝土冬期施工养护方法有蓄热法、加热法、两类。冬期施工养护方法应根据工期要求、混凝土结构特点、施工气温、现场施工条件及技术经济效果等五个方面进行科学、合理地选择养护方法。一般优先采用蓄热法，当气温较低、结构表面系数较大，蓄热法不能满足要求时，根据具体情况，可选用蒸汽法，暖棚法、电加热法。
（1）蓄热法及注意事项
蓄热法是指化学外加剂的混凝土浇筑完毕后，利用原材料预热的热量及水化热，通过适当的保温，保证混凝土能在冻结以前达到所要求强度的一种方法。当室外最低温度不低于-15℃时，地面以下的工程或表面系数M不大于5m-1的结构，应优先采用蓄热法养护。
蓄热法应根据环境条件及外加剂的品种性能，经过热工计算在能确保结构物不受冻害的条件下采用。蓄热法要求混凝土浇筑完毕后，开始养护时混凝土的温度不低于10℃。應采用减水剂降低水灰比或采用早强剂、早强防冻剂，以加速混凝土的硬化和降低混凝土的冻结温度。混凝土浇筑后应在裸露混凝土表面用塑料布等防水材料覆盖并进行保温。对易受冻部位，应特别加强保温。应保持保温材料干燥，严禁向混凝土及覆盖物洒水。建议C60以上高强混凝土在-10℃以上施工时，可不加防冻剂，只采用蓄热保温措施即可。
（2）加热法及注意事项
加热法是指通过外加热源，提高混凝土养护温度的方法。常用的加热法有蒸汽加热法，暖棚法和电加热法。理论上适用于所用条件，使用时应注意比较技术经济效果，合理选用。梁体等预制构件宜采用暖棚法和蒸汽法。加热法除应按JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》中，14.2.4条的规定执行外，同时需注意以下事项。采用蒸汽养护法时宜使用低压饱和蒸汽，混凝土不宜掺用引气剂或引气型减水剂。采用电加热法时，应注意保持混凝土表面潮湿，防止混凝土干燥开裂。淋水时要注意安全。采用暖棚法时，应保持暖棚内气温不低于5℃，且保持一定湿度。
结束语：混凝土冬季施工对物资材料消耗多，作业效率低，对施工工艺控制要求高，只有对每个施工环节都要严格控制，才能取得成功否则将会造成不可挽回的损失，不仅浪费资源而且对施工进度带来滞后的结果。
参考文献：
[1]孙国栋.浅议现浇混凝土冬季施工与夏季施工技术之对比[J].城市建设理论研究（电子版），2011（15）
[2]做克拉·阿布力米提.冬季混凝土施工技术[J].商品与质量·建筑与发展，2010（07）
[3]张继东，朱宏兵.浅析公路工程冬季混凝土的施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2011（22）
【关键词】混凝土公路；冬季施工；质量控制
混凝土工程的工程质量事故大部分发生在冬季，由于气温经常是负温，导致混凝土在凝结和硬化的过程中强度降低，所以在施工过程中要针对当地的条件特点，采用相应的措施，以保证混凝土的强度，确保工程质量。
一、混凝土冬季受冻的一般原因
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士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。
水变成冰后，体积约增长约9%，同时产生约2500kg/cm2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（即旱期受冻破坏）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，减弱水泥浆与骨科和钢筋的粘结力.从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，叉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。
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。對于预养期长，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，使混凝士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：冬季施工期间，用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，在抗压强度达到设计强度的40%及5Mpa前不得受冻；用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，在抗压强度达到设计强度的50%前，不得受冻；未采取抗冻措施的浆砌砌体，在砂浆抗压强度达到70%前不得受冻。
二、混凝土公路冬季施工质量控制
1、气候条件分析
施工队伍负责人员要针对该公路工程所处的地区，进行分段的气候分析，并切实地做好对于不同路段冬季气候状况的调查研究，以具体的气候调研结果作为基础对施工工作进行安排。
2、机械设备
混凝土运输罐必须用棉被包裹；同时加注使用-35号柴油。施工机械加强冬季保养，对加水、加油润滑部件勤检查，勤更换，防止冻裂设备。上料用装载机每天工作完后应将水箱下水室、发动机、机油冷却器及变矩器油冷却器里的冷却水放出，以免冻裂；贮气筒内有水汽，经常排放，防止冻结，致使刹车失灵。如果已加防冻液，可不放出。同时应定时检查防冻液浓度，禁止使用未经处理的水作为发动机的冷却液。混凝土拌和机在工作前将各部位空运行一次，将物料储存输送设备调整到最佳工作状态。
还要检查配料斗里是否有积水和四壁余料，如有则清理干净，同时对水泵、水箱、水管的积水进行排除，以免在严寒季节冻坏。混凝土搅拌站及附属配料仓必须包裹，采用设备四周搭设钢管架，外加苫布和稻草帘子两层覆盖，钢管架距拌和机的最短距离不少于1.5米。出料口处设卷帘门，高度应保证混凝土罐车正常出入。
3、原材料质量控制
混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，而原材料的品种和质量直接影响混凝土的强度。同等水泥用量的拌和物，水泥强度等级高的，混凝土的强度也随之提高；而骨料的颗粒组成不好，搭配不密实，或含过多有泥土、杂质等，都会降低混凝土的强度。所以水泥应优先选用活性高、水化热大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。拌制混凝土所采用的骨料应洁净，不得混有泥土、冰雪、冻块及其它容易冻裂杂质。铲车喂料前必须将骨料中的冻结骨料碾碎或剔除。
4、混凝土拌合质量控制
在施工现场的人员、机械、小型材料器具、暖棚等准备完毕，拌合站的骨料和水均满足上述要求后开始进行混凝土搅拌，搅拌时要按以下原则进行：拌合斗内先放入砂子、碎石和加热后的水进行搅拌，待搅拌均匀后再放入水泥继续搅拌，避免水泥与热水接触而发生水化热发生过快，影响后期使用品质。经试验掺入一定量的混凝土防冻剂。当外加剂为粉剂时，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。当外加剂为液体，使用前按要求配置成规定溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液再配置成施工溶液。各溶液分别放置于有明显标志的容器内，不得混淆。经试验掺用引气剂。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。每斗的搅拌时间要保证在3分钟以上，操作人员每斗都目测观察混凝土拌合的均匀情况，确认可以后在放料至混凝土运输车。水泥采用早强硅酸盐水泥，使早期强度升高，一般早强硅酸盐水泥的3天抗压强度为普通硅酸盐水泥的7倍。混凝土的坍落度适当降低，减少水化热时间，使混凝土强度早期到达。避免因水化热时间过长，导致构件体积内水冻结。水冻结后体积会增大9%，水化热停止，强度不再增加。在温度升高时水融化后在混凝土内部形成空隙而影响混凝土的各项性能指标。 5、冬期混凝土养护方法及其注意事项
混凝土冬期施工养护方法有蓄热法、加热法、两类。冬期施工养护方法应根据工期要求、混凝土结构特点、施工气温、现场施工条件及技术经济效果等五个方面进行科学、合理地选择养护方法。一般优先采用蓄热法，当气温较低、结构表面系数较大，蓄热法不能满足要求时，根据具体情况，可选用蒸汽法，暖棚法、电加热法。
（1）蓄热法及注意事项
蓄热法是指化学外加剂的混凝土浇筑完毕后，利用原材料预热的热量及水化热，通过适当的保温，保证混凝土能在冻结以前达到所要求强度的一种方法。当室外最低温度不低于-15℃时，地面以下的工程或表面系数M不大于5m-1的结构，应优先采用蓄热法养护。
蓄热法应根据环境条件及外加剂的品种性能，经过热工计算在能确保结构物不受冻害的条件下采用。蓄热法要求混凝土浇筑完毕后，开始养护时混凝土的温度不低于10℃。應采用减水剂降低水灰比或采用早强剂、早强防冻剂，以加速混凝土的硬化和降低混凝土的冻结温度。混凝土浇筑后应在裸露混凝土表面用塑料布等防水材料覆盖并进行保温。对易受冻部位，应特别加强保温。应保持保温材料干燥，严禁向混凝土及覆盖物洒水。建议C60以上高强混凝土在-10℃以上施工时，可不加防冻剂，只采用蓄热保温措施即可。
（2）加热法及注意事项
加热法是指通过外加热源，提高混凝土养护温度的方法。常用的加热法有蒸汽加热法，暖棚法和电加热法。理论上适用于所用条件，使用时应注意比较技术经济效果，合理选用。梁体等预制构件宜采用暖棚法和蒸汽法。加热法除应按JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》中，14.2.4条的规定执行外，同时需注意以下事项。采用蒸汽养护法时宜使用低压饱和蒸汽，混凝土不宜掺用引气剂或引气型减水剂。采用电加热法时，应注意保持混凝土表面潮湿，防止混凝土干燥开裂。淋水时要注意安全。采用暖棚法时，应保持暖棚内气温不低于5℃，且保持一定湿度。
结束语：混凝土冬季施工对物资材料消耗多，作业效率低，对施工工艺控制要求高，只有对每个施工环节都要严格控制，才能取得成功否则将会造成不可挽回的损失，不仅浪费资源而且对施工进度带来滞后的结果。
参考文献：
[1]孙国栋.浅议现浇混凝土冬季施工与夏季施工技术之对比[J].城市建设理论研究（电子版），2011（15）
[2]做克拉·阿布力米提.冬季混凝土施工技术[J].商品与质量·建筑与发展，2010（07）
[3]张继东，朱宏兵.浅析公路工程冬季混凝土的施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2011（22）