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摘要：由于受工期及气候条件的影响，水利工程现浇混凝土常常要在冬季进行施工。而受冬季气温变化的影响，混凝土硬化往往需要采取防冻措施，使混凝土达到必要的硬化条件。本文针对现浇混凝土冬季施工的基本原理及施工方法措施进行了阐述。
关键词：现浇混凝土原理冬季施工方法措施
Abstract: by the time limit due to the influence of and climate conditions, water conservancy project cast-in-situ concrete in winter often construction. And the influence of the temperature changes by winter, concrete sclerosis is usually need to adopt measures to prevent, to achieve the necessary hardened concrete conditions. This article in view of the cast-in-situ concrete construction in winter of the basic principle and construction measures is discussed in this paper.
Keywords: cast-in-situ concrete measures to winter construction principle
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1.进入冬季施工的气温标准
水工混凝土冬季施工规范规定：日平均气温连续5d稳定在5℃以下或最低气温连续5d稳定在-3℃以下时，按低温季节施工。室外日平均气温连续5天稳定在5°C以上时，解除冬季施工。
2.冬季施工的基本原理
混凝土浇筑后之所以能逐渐提高凝结温度，是由本身水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身的材料和配合比有关外，还受温度变化的影响。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也快；而当温度降至 0℃时，存在于混凝土中的游离水有一部分开始结冰，逐渐由液相变为固相，这时水泥水化作用基本停止，强度也不再上升。温度继续下降，当混凝土中的水全部结成冰，由液相变为固相时，体积膨胀约9%，同时产生大约 20kN/m 的侧压力。这个应力值一般大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土受到程度不同的早期破坏而降低强度。此外当水结成冰后会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌，这种冰凌会减弱水泥浆与骨料同钢筋的粘结力，也会影响混凝土的抗压强度。当气温回升冰融化后又会在混凝土内部留下众多的空隙和孔洞，降低混凝土的密实性和耐久性。
总结以上浅析，在水工混凝土冬季施工技术中，由于受温度的影响，导致水分状态和性能发生变化，从而引起混凝土结构性能变化。可见，温度和水成为影响混凝土强度和耐久性最关键的因素。
3.混凝土冬季施工方法及措施
3.1 根据实际情况确定合适的施工方法
从冬季施工基本原理认识到，在冬季混凝土施上中，一般要解决和处理好以下几个问题：一是如何确定混凝上最短最佳的养护龄期；二是如何防止混凝土早期受冻；三是如何使冻后混凝土的后期强度能达到设计的需要。在实际施工中，在根据施工现场气温变化、工程结构部位和数量、工期要求期限、水泥品种、外加剂、保温材料性能和现场条件、供热来源等情况，采取合适的施工方法和组织措施。一般情况下，同样一个工程可以有多种方法和措施来保证工期和质量，但最佳方案必须满足工期短、造价低且质量有保证。
3.2 目前条件下冬季施工采取的施工措施
3.2.1 调整配合比
在气温 0℃左右时施工，应选用普通硅酸盐水泥，其硅酸三钙含量不低于 50%，细度达到4900/cm2细目筛余量< 15% 的水泥。这种水泥水化热反应早，使早期强度提高快，一般三天的强度大约等于普通硅酸盐水泥 7天的强度，效果较明显；尽量降低水灰比，实际上是减少游离水，增加水泥用量，增加幅度在50kgf/m3左右较合适，从而增加水化热量，减短龄期使强度增长快；掺入早强剂和减水剂，提高早期强度，但掺量必须经过试验确定，计量以水泥重为依据，一般不超过水泥用量的 5%，少掺既无效果又浪费，多掺量反而会降低强度，另外增加含气量。混凝土中加入4% ～6% 的含气含量，可以截断渗水通道，使孔隙互相封闭形成连贯毛细孔，从而提高混凝土内密实性和耐久性。
3.2.2加防冻外加剂法
目前生产的防冻剂可应用在-10℃及其以下气温中施工。它是采用降低冰点，使混凝上中的水在负温下仍处于液相状态，使水化作用能继续进行，从而改善孔结构，达到强度增长不受影响的目的。防冻法分为早强、负温防冻和结构法等，常用防冻剂是亚硝酸钠，它不但可以降低冰点，而且是极好的防锈剂，费用低，大小工地皆可使用。
3.2.3蓄热法
主要适用于气温≥-15℃且结构较厚大的现浇混凝土工程對原材料砂石和水进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇筑完成后．还储备有相当的热量，以使水化放热加快，并加强对混凝土的保温，以保持在温度降至 0℃以前具有一定的抗冻能力。使用蓄热法应是结构体积厚大，外露面积越小，通过表面散热损失也会少，蓄有热量则较多。因此要注意内部少量降温，且应注意保护外露及角边以防受冻。此法工艺简单，费用又少而可以有足够的养护期限。
3.2.4外加热法
适用于气温在-15℃ 以下环境施工，而构件并不厚大的工程。通过加热施工现场周围的空气，保持混凝土的环境温度，或者直接对构件加热，使混凝土处在正温下正常硬化。使用热源有火炉、蒸气、暖棚、电及红外线等工艺。
火炉加热在较小的工地上应用。方法简单但室温不会很高且较干燥，特别是炉子里明火和聚集烟放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面易碳化，影响表面光洁，是一种较原始的方法。
蒸气加热是采用蒸气的温度和湿度养护混凝土。此法比较简单且易控制使得温度均匀，广泛应用在大型预制构件厂，一般小型工地施工不易办到。但需要专门锅炉设备和场地。热损失大，费用高，工作环境也差。
暖棚法即在现场搭设工棚，使构件或基础在棚内正常温度下施工。费用较高，因需建棚和加温，常用于一些重点项目。
电加热法是将钢筋作为电极，将电热器贴在混凝上表面，使电能变为热能，以提高混凝土温度。这种方法简单方便，热损失较少也容易控制。当构件较远时．电加热比蒸气加热要方便灵活，但耗电量大费用高。
3.2.5 综合法
同时采用任意的两种以上保温及防冻措施进行施工。应根据结构类型等特点，施工队伍素质和当地能源状况来确定方案，有以蓄热为主辅以早期防冻的蓄热综合法，有以加热为主辅以防冻，也有以防冻为主辅以蓄热等。
4. 结束语
上述几种冬季施工措施都有一定的不足之处，其适用范围都受一定条件环境的制约，因此要 据具体情况具体分析采取不问的冬季施工措施，保证冬季施工质量并降低费用，使砼工程量有所提高，质量事故有所下降。
参考文献：
【1】程勤功 浅谈冬季混凝土施工技术【j】 建筑，2010,13:88-89
【2】董志开 浅析玛纳斯河水利工程冬季混凝土施工的防冻处理措施【j】 科技信息，2010,023:395-396
【3】中国建筑科学研究院、混凝土研究所 混凝土实用手册【M】北京：中国水利水电出版社，1986
关键词：现浇混凝土原理冬季施工方法措施
Abstract: by the time limit due to the influence of and climate conditions, water conservancy project cast-in-situ concrete in winter often construction. And the influence of the temperature changes by winter, concrete sclerosis is usually need to adopt measures to prevent, to achieve the necessary hardened concrete conditions. This article in view of the cast-in-situ concrete construction in winter of the basic principle and construction measures is discussed in this paper.
Keywords: cast-in-situ concrete measures to winter construction principle
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1.进入冬季施工的气温标准
水工混凝土冬季施工规范规定：日平均气温连续5d稳定在5℃以下或最低气温连续5d稳定在-3℃以下时，按低温季节施工。室外日平均气温连续5天稳定在5°C以上时，解除冬季施工。
2.冬季施工的基本原理
混凝土浇筑后之所以能逐渐提高凝结温度，是由本身水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身的材料和配合比有关外，还受温度变化的影响。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也快；而当温度降至 0℃时，存在于混凝土中的游离水有一部分开始结冰，逐渐由液相变为固相，这时水泥水化作用基本停止，强度也不再上升。温度继续下降，当混凝土中的水全部结成冰，由液相变为固相时，体积膨胀约9%，同时产生大约 20kN/m 的侧压力。这个应力值一般大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土受到程度不同的早期破坏而降低强度。此外当水结成冰后会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌，这种冰凌会减弱水泥浆与骨料同钢筋的粘结力，也会影响混凝土的抗压强度。当气温回升冰融化后又会在混凝土内部留下众多的空隙和孔洞，降低混凝土的密实性和耐久性。
总结以上浅析，在水工混凝土冬季施工技术中，由于受温度的影响，导致水分状态和性能发生变化，从而引起混凝土结构性能变化。可见，温度和水成为影响混凝土强度和耐久性最关键的因素。
3.混凝土冬季施工方法及措施
3.1 根据实际情况确定合适的施工方法
从冬季施工基本原理认识到，在冬季混凝土施上中，一般要解决和处理好以下几个问题：一是如何确定混凝上最短最佳的养护龄期；二是如何防止混凝土早期受冻；三是如何使冻后混凝土的后期强度能达到设计的需要。在实际施工中，在根据施工现场气温变化、工程结构部位和数量、工期要求期限、水泥品种、外加剂、保温材料性能和现场条件、供热来源等情况，采取合适的施工方法和组织措施。一般情况下，同样一个工程可以有多种方法和措施来保证工期和质量，但最佳方案必须满足工期短、造价低且质量有保证。
3.2 目前条件下冬季施工采取的施工措施
3.2.1 调整配合比
在气温 0℃左右时施工，应选用普通硅酸盐水泥，其硅酸三钙含量不低于 50%，细度达到4900/cm2细目筛余量< 15% 的水泥。这种水泥水化热反应早，使早期强度提高快，一般三天的强度大约等于普通硅酸盐水泥 7天的强度，效果较明显；尽量降低水灰比，实际上是减少游离水，增加水泥用量，增加幅度在50kgf/m3左右较合适，从而增加水化热量，减短龄期使强度增长快；掺入早强剂和减水剂，提高早期强度，但掺量必须经过试验确定，计量以水泥重为依据，一般不超过水泥用量的 5%，少掺既无效果又浪费，多掺量反而会降低强度，另外增加含气量。混凝土中加入4% ～6% 的含气含量，可以截断渗水通道，使孔隙互相封闭形成连贯毛细孔，从而提高混凝土内密实性和耐久性。
3.2.2加防冻外加剂法
目前生产的防冻剂可应用在-10℃及其以下气温中施工。它是采用降低冰点，使混凝上中的水在负温下仍处于液相状态，使水化作用能继续进行，从而改善孔结构，达到强度增长不受影响的目的。防冻法分为早强、负温防冻和结构法等，常用防冻剂是亚硝酸钠，它不但可以降低冰点，而且是极好的防锈剂，费用低，大小工地皆可使用。
3.2.3蓄热法
主要适用于气温≥-15℃且结构较厚大的现浇混凝土工程對原材料砂石和水进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇筑完成后．还储备有相当的热量，以使水化放热加快，并加强对混凝土的保温，以保持在温度降至 0℃以前具有一定的抗冻能力。使用蓄热法应是结构体积厚大，外露面积越小，通过表面散热损失也会少，蓄有热量则较多。因此要注意内部少量降温，且应注意保护外露及角边以防受冻。此法工艺简单，费用又少而可以有足够的养护期限。
3.2.4外加热法
适用于气温在-15℃ 以下环境施工，而构件并不厚大的工程。通过加热施工现场周围的空气，保持混凝土的环境温度，或者直接对构件加热，使混凝土处在正温下正常硬化。使用热源有火炉、蒸气、暖棚、电及红外线等工艺。
火炉加热在较小的工地上应用。方法简单但室温不会很高且较干燥，特别是炉子里明火和聚集烟放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面易碳化，影响表面光洁，是一种较原始的方法。
蒸气加热是采用蒸气的温度和湿度养护混凝土。此法比较简单且易控制使得温度均匀，广泛应用在大型预制构件厂，一般小型工地施工不易办到。但需要专门锅炉设备和场地。热损失大，费用高，工作环境也差。
暖棚法即在现场搭设工棚，使构件或基础在棚内正常温度下施工。费用较高，因需建棚和加温，常用于一些重点项目。
电加热法是将钢筋作为电极，将电热器贴在混凝上表面，使电能变为热能，以提高混凝土温度。这种方法简单方便，热损失较少也容易控制。当构件较远时．电加热比蒸气加热要方便灵活，但耗电量大费用高。
3.2.5 综合法
同时采用任意的两种以上保温及防冻措施进行施工。应根据结构类型等特点，施工队伍素质和当地能源状况来确定方案，有以蓄热为主辅以早期防冻的蓄热综合法，有以加热为主辅以防冻，也有以防冻为主辅以蓄热等。
4. 结束语
上述几种冬季施工措施都有一定的不足之处，其适用范围都受一定条件环境的制约，因此要 据具体情况具体分析采取不问的冬季施工措施，保证冬季施工质量并降低费用，使砼工程量有所提高，质量事故有所下降。
参考文献：
【1】程勤功 浅谈冬季混凝土施工技术【j】 建筑，2010,13:88-89
【2】董志开 浅析玛纳斯河水利工程冬季混凝土施工的防冻处理措施【j】 科技信息，2010,023:395-396
【3】中国建筑科学研究院、混凝土研究所 混凝土实用手册【M】北京：中国水利水电出版社，1986