论文部分内容阅读
摘要： 受工期制约，我国北方许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。冬季混凝土施工时，应当采用适当的施工方法，避免新浇筑混凝土早期浸冻，保证混凝土凝结过程中的温度和湿度。本文结合工程实例介绍了混凝土冬季施工的常见问题及应对措施。
关键词：混凝土，冬季施工，问题，办法
Abstract: by the time restriction in north China of many engineering construction in winter concrete is inevitable. Winter concrete construction, shall adopt the appropriate construction method, to prevent new casting concrete early leaching frozen, guarantee of concrete sets in the process of temperature and humidity. Based on the engineering case, this paper presents the common problems of the construction of the concrete in winter and the measures we should take.
Keywords: concrete, winter construction, questions, measures
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1引言
《水工混凝土施工规范》规定：寒冷地区3天平均气温稳定在5度以下，或者最低气温在零下3度以下时；温和地区的日平均气温稳定在3度以下时，既属于低温季节，混凝土和钢筋混凝土施工就应采取相应的冬季施工措施。混凝土强度的形成过程就是水化反应进行的过程。试验表明，当温度降至4～5℃时，混凝土的水化反应明显变慢，其强度增长较常温时亦显著变慢。如果温度低于4℃，混凝土中游离水的体积开始膨胀，而此时新浇筑混凝土的强度很低，就会在混凝土内部留下孔隙，影响混凝土的最终强度。当温度降至－4℃以下时，混凝土内部的水结冰，水化反应趋于停止，而水结冰体积膨胀又可能使混凝土胀裂。本文以实际工程为例，介绍了混凝土冬季施工的常见问题及应对措施。
2 工程概况
该地下空间总建筑面积16432m2，为节省净空，主通道采用无梁楼盖结构形式。主体结构标准横断面组成：0.7（侧墙厚度）+5.9（商业空间）+3.5（通道宽度）+8（商业空间）+3.5（通道宽度）+5.9（商业空间）+0.7m（侧墙厚度）=28m。结构顶板厚度70cm，立柱间距8×8m，立柱尺寸60×70cm，侧墙厚度70cm；车行道下顶板厚度70cm，人行道下顶板厚度70cm。主体结构的净高为4.5m。
由于工期紧，工程量大，所以必须在冬季继续施工；同时由于是地下工程，对整个结构的完整性及防水密闭性，都有较高要求。
3混凝土冬季施工的常見问题
1、不是采用蓄热法、不进行热工计算，仅利用水泥自身发热来发展早期强度而遭受冻害。
2、抗冻剂掺量不准造成质量事故，如掺氯盐量过多，造成钢筋锈蚀，掺早强剂过量，促使混凝土假凝使结构报废，掺阻锈剂例亚硝酸钠过量使后期强度降低。
3、外加剂掺量不足的质量问题，一些施工人员对抗冻剂掺量与气温的关系不甚清楚，未经试配按说明书掺用，假如在－20℃的用量，保温措施又未采取，致使在受冻前未达到抗冻临界强度，使后期强度损失过大不能达到设计的强度。
4、模板支撑不妥出现质量问题：地面已受冻，支撑在冻土层上，冻胀加重会引起梁板反拱，如上部浇筑后未过到强度，下雨融化解冻表层土会发生意外事故。
5、越冬措施不当使结构开裂：例底层房间洞口未封闭造成地面冻胀损坏；一些孤立构件未及时回填，冻胀移位造成损失；管理不当对水、砂、石料按规定加温，入模温度低、测温不及时无记录；测温位置、养护温度无要求、骨料中含有的活性物质较多未重视到等。
4 应对措施
结合本工程的实际情况，针对上述混凝土冬季施工过程中常见的问题，提出以下应对措施：
4.1 施工前的准备
1、当工地昼夜平均气温（每天6、14、21时所测室外温度的平均值）低于+5℃或最低气温低于-3℃时，砼工程按冬季施工办理。
2、开工前与当地气象部门签订服务合同，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，以利于安排施工，做好预防准备工作。
3、根据本工程施工的具体情况，确定冬季施工需要采取防护的具体工程项目或工作内容，制定相应的冬季施工防护措施，并在物资和机械做好储备和保养工作。
4、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。
5、在进入冬季前施工现场提前作好防寒保暖工作，对人行道路、脚手架上跳板和作业场所采取防滑措施。
4.2 冬季施工的砼配制、拌合、运输：
1、为减少、防止混凝土冻害，选用较小的水灰比和较低的坍落度，以减少拌合用水量，此时可适当提高水泥标号。当混凝土掺用防冻剂（外加剂）时，其试配强度较设计强度提高一个等级。在钢筋混凝土中禁止掺用氯盐类防冻剂，以防止氯盐锈蚀钢筋。
2、拌合设备进行防寒处理，设置在温度不低于10℃暖棚内。拌制砼前及停止拌制后用热水洗刷拌合机滚筒。拌制砼时，砂石骨料的温度保持在0℃以上，拌合用水温度不低于5℃。必要时，先将拌合用水加热。当加热水不能满足拌合温度时，可再将骨料均匀加热。
3、水及骨料按热工计算和实际试拌，确定满足混凝土浇注需要的加热温度。
4、水的加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时，水可加热至80℃。以上，此时要先投入骨料和已加热的水进行搅拌均匀，再加水泥，以免水泥与热水直接接触。
5、当加热水不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不应高于60℃。片石混凝土掺用的片石可预热。
6、水泥不得直接加热，可以在使用前转运入暖棚内预热。
7、砼的运输过程快装快卸，不得中途转运或受阻，运送中覆盖保温防寒。当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，应进行重新调整拌和料堤的加热温度。
8、混凝土拌合时间较常温施工延长50%左右，对于掺有外加剂的混凝土拌制时间应取常温拌制时间的1.5倍。砼卸出拌合机时的最高允许温度为40℃，低温早强砼的拌合温度不高于30℃。
9、骨料不得带有冰雪和冻块以及易冻裂的物质，严格控制混凝土的配合比和坍落度，由骨料带入的水分以及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。
10、拌制掺用外加剂的混凝土时，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。
11、冬季施工运输混凝土拌和物时，尽量减少混凝土拌和物热量损失措施：
1）正确选择拌和机摆放位置，尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间。
2）正确选择运输容器的形式、大小和保温材料。对长距离的运输，采用混凝土输送车，容量根据混凝土施工用量和浇注时间选择。距离较小时可采用敞开式运输车，但必须进行加盖隔热材料。
3）尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土工作。
4.3冬季施工的砼浇注
1、混凝土浇注前，清除干净模板和钢筋上的冰雪和污垢，当环境气温低于-10℃时，采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。
2、砼的灌注温度，在任何情况下均不低于5℃，细薄截面砼结构的灌注温度不宜低于10℃，砼分层连续灌注，中途不间断，每层灌注厚度不大于20cm，并采用机械捣固。
4.4冬季施工的砼养护
混凝土养护采用暖棚法和掺加防冻剂法养护。
1、暖棚法养护：
1）在构筑物周围用钢管搭设大棚，用采胶布包裹密封，大棚搭设必须牢固、不透风，上覆盖草带。
2）采用燃煤取暖炉加热，必须将炉的排气管引出棚外，将烟气排到棚外。以防止煤气中毒和防止氧化碳浓度过高加速混凝土的碳化。
3）暖棚内底部温度不低于5℃，当低于5℃时应采取增加煤炉的办法。混凝土养护期间，安排专人对煤炉进行检查，填加燃煤，保持棚内温度。
4）暖棚内应有一定的湿度（由实验室测定），当湿度不够时，要向混凝土面及模板洒水或覆盖润湿堤草袋。
2、混凝土掺加防冻剂的养护：
1）混凝土外露表面采用采胶布加草袋进行覆盖，在负温情况下不得浇水养护。
2）混凝土养护初期的温度，不得低于防冻剂规定的温度，当达不到规定的温度时，且混凝土强度小于3.5Mpa时要采取保温措施，使混凝土温度不低于防冻剂规定的温度。
4.5混凝土拆模
1、冬季混凝土拆模强度应满足以下要求： 满足混凝土正常温度下拆模强度的要求，并同时满足抗冻要求的规定。
2、 混凝土与环境的温差不得大于15℃，当温度差在10℃以上，但低于15℃，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆盖措施，如覆盖草袋及彩胶布。
3、采用暖棚法养护的混凝土，当养护完毕后得环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下后，方可拆除模板。
4.6冬季施工混凝土质量检查
1、冬季混凝土质量检查除满足一般混凝土要求外还要满足下列要求。
2、在砼拌制和灌注期间，测定水和粗细骨料装入搅拌机时的温度、砼的拌制温度、灌注温度和环境温度。每一工作班至少检测4次。用低温早强砼或用蓄热法养护砼时，在灌注后3天内随时进行检测。
3、冬季施工砼除按规定制作标准养护的试件外，还根据建筑物养护、拆模和承受荷载的需要，制作施工检查试件，借以查明强度的发展情况。施工检查试件的养护应与建筑物相同。
5结论
冬季混凝土施工能否实施的关键就是蓄热保温问题，以上各個工序的应对措施基本上围绕此问题展开。本文首先总结了混凝土冬季施工的常见问题，然后结合工程实例的实施过程，提出了解决办法与措施。工程实际效果表明，采取以上方法进行混凝土冬季施工，能够达到保证冬季混凝土施工质量、减少混凝土冬季施工费用等效果，对同类工程的顺利进行具有一定的参考价值。
参考文献：
［1］现行建筑施工规范大全［M］.北京：中国建筑工业出版社。
［2］郭正兴、李金根主编《建筑施工》，东南大学出版社
［3］《建筑施工手册》第四版，中国建筑工业出版社
［4］《水工混凝土施工规范》DL/T 5144-2001，中国电力出版社
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：混凝土，冬季施工，问题，办法
Abstract: by the time restriction in north China of many engineering construction in winter concrete is inevitable. Winter concrete construction, shall adopt the appropriate construction method, to prevent new casting concrete early leaching frozen, guarantee of concrete sets in the process of temperature and humidity. Based on the engineering case, this paper presents the common problems of the construction of the concrete in winter and the measures we should take.
Keywords: concrete, winter construction, questions, measures
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1引言
《水工混凝土施工规范》规定：寒冷地区3天平均气温稳定在5度以下，或者最低气温在零下3度以下时；温和地区的日平均气温稳定在3度以下时，既属于低温季节，混凝土和钢筋混凝土施工就应采取相应的冬季施工措施。混凝土强度的形成过程就是水化反应进行的过程。试验表明，当温度降至4～5℃时，混凝土的水化反应明显变慢，其强度增长较常温时亦显著变慢。如果温度低于4℃，混凝土中游离水的体积开始膨胀，而此时新浇筑混凝土的强度很低，就会在混凝土内部留下孔隙，影响混凝土的最终强度。当温度降至－4℃以下时，混凝土内部的水结冰，水化反应趋于停止，而水结冰体积膨胀又可能使混凝土胀裂。本文以实际工程为例，介绍了混凝土冬季施工的常见问题及应对措施。
2 工程概况
该地下空间总建筑面积16432m2，为节省净空，主通道采用无梁楼盖结构形式。主体结构标准横断面组成：0.7（侧墙厚度）+5.9（商业空间）+3.5（通道宽度）+8（商业空间）+3.5（通道宽度）+5.9（商业空间）+0.7m（侧墙厚度）=28m。结构顶板厚度70cm，立柱间距8×8m，立柱尺寸60×70cm，侧墙厚度70cm；车行道下顶板厚度70cm，人行道下顶板厚度70cm。主体结构的净高为4.5m。
由于工期紧，工程量大，所以必须在冬季继续施工；同时由于是地下工程，对整个结构的完整性及防水密闭性，都有较高要求。
3混凝土冬季施工的常見问题
1、不是采用蓄热法、不进行热工计算，仅利用水泥自身发热来发展早期强度而遭受冻害。
2、抗冻剂掺量不准造成质量事故，如掺氯盐量过多，造成钢筋锈蚀，掺早强剂过量，促使混凝土假凝使结构报废，掺阻锈剂例亚硝酸钠过量使后期强度降低。
3、外加剂掺量不足的质量问题，一些施工人员对抗冻剂掺量与气温的关系不甚清楚，未经试配按说明书掺用，假如在－20℃的用量，保温措施又未采取，致使在受冻前未达到抗冻临界强度，使后期强度损失过大不能达到设计的强度。
4、模板支撑不妥出现质量问题：地面已受冻，支撑在冻土层上，冻胀加重会引起梁板反拱，如上部浇筑后未过到强度，下雨融化解冻表层土会发生意外事故。
5、越冬措施不当使结构开裂：例底层房间洞口未封闭造成地面冻胀损坏；一些孤立构件未及时回填，冻胀移位造成损失；管理不当对水、砂、石料按规定加温，入模温度低、测温不及时无记录；测温位置、养护温度无要求、骨料中含有的活性物质较多未重视到等。
4 应对措施
结合本工程的实际情况，针对上述混凝土冬季施工过程中常见的问题，提出以下应对措施：
4.1 施工前的准备
1、当工地昼夜平均气温（每天6、14、21时所测室外温度的平均值）低于+5℃或最低气温低于-3℃时，砼工程按冬季施工办理。
2、开工前与当地气象部门签订服务合同，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，以利于安排施工，做好预防准备工作。
3、根据本工程施工的具体情况，确定冬季施工需要采取防护的具体工程项目或工作内容，制定相应的冬季施工防护措施，并在物资和机械做好储备和保养工作。
4、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。
5、在进入冬季前施工现场提前作好防寒保暖工作，对人行道路、脚手架上跳板和作业场所采取防滑措施。
4.2 冬季施工的砼配制、拌合、运输：
1、为减少、防止混凝土冻害，选用较小的水灰比和较低的坍落度，以减少拌合用水量，此时可适当提高水泥标号。当混凝土掺用防冻剂（外加剂）时，其试配强度较设计强度提高一个等级。在钢筋混凝土中禁止掺用氯盐类防冻剂，以防止氯盐锈蚀钢筋。
2、拌合设备进行防寒处理，设置在温度不低于10℃暖棚内。拌制砼前及停止拌制后用热水洗刷拌合机滚筒。拌制砼时，砂石骨料的温度保持在0℃以上，拌合用水温度不低于5℃。必要时，先将拌合用水加热。当加热水不能满足拌合温度时，可再将骨料均匀加热。
3、水及骨料按热工计算和实际试拌，确定满足混凝土浇注需要的加热温度。
4、水的加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时，水可加热至80℃。以上，此时要先投入骨料和已加热的水进行搅拌均匀，再加水泥，以免水泥与热水直接接触。
5、当加热水不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不应高于60℃。片石混凝土掺用的片石可预热。
6、水泥不得直接加热，可以在使用前转运入暖棚内预热。
7、砼的运输过程快装快卸，不得中途转运或受阻，运送中覆盖保温防寒。当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，应进行重新调整拌和料堤的加热温度。
8、混凝土拌合时间较常温施工延长50%左右，对于掺有外加剂的混凝土拌制时间应取常温拌制时间的1.5倍。砼卸出拌合机时的最高允许温度为40℃，低温早强砼的拌合温度不高于30℃。
9、骨料不得带有冰雪和冻块以及易冻裂的物质，严格控制混凝土的配合比和坍落度，由骨料带入的水分以及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。
10、拌制掺用外加剂的混凝土时，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。
11、冬季施工运输混凝土拌和物时，尽量减少混凝土拌和物热量损失措施：
1）正确选择拌和机摆放位置，尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间。
2）正确选择运输容器的形式、大小和保温材料。对长距离的运输，采用混凝土输送车，容量根据混凝土施工用量和浇注时间选择。距离较小时可采用敞开式运输车，但必须进行加盖隔热材料。
3）尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土工作。
4.3冬季施工的砼浇注
1、混凝土浇注前，清除干净模板和钢筋上的冰雪和污垢，当环境气温低于-10℃时，采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。
2、砼的灌注温度，在任何情况下均不低于5℃，细薄截面砼结构的灌注温度不宜低于10℃，砼分层连续灌注，中途不间断，每层灌注厚度不大于20cm，并采用机械捣固。
4.4冬季施工的砼养护
混凝土养护采用暖棚法和掺加防冻剂法养护。
1、暖棚法养护：
1）在构筑物周围用钢管搭设大棚，用采胶布包裹密封，大棚搭设必须牢固、不透风，上覆盖草带。
2）采用燃煤取暖炉加热，必须将炉的排气管引出棚外，将烟气排到棚外。以防止煤气中毒和防止氧化碳浓度过高加速混凝土的碳化。
3）暖棚内底部温度不低于5℃，当低于5℃时应采取增加煤炉的办法。混凝土养护期间，安排专人对煤炉进行检查，填加燃煤，保持棚内温度。
4）暖棚内应有一定的湿度（由实验室测定），当湿度不够时，要向混凝土面及模板洒水或覆盖润湿堤草袋。
2、混凝土掺加防冻剂的养护：
1）混凝土外露表面采用采胶布加草袋进行覆盖，在负温情况下不得浇水养护。
2）混凝土养护初期的温度，不得低于防冻剂规定的温度，当达不到规定的温度时，且混凝土强度小于3.5Mpa时要采取保温措施，使混凝土温度不低于防冻剂规定的温度。
4.5混凝土拆模
1、冬季混凝土拆模强度应满足以下要求： 满足混凝土正常温度下拆模强度的要求，并同时满足抗冻要求的规定。
2、 混凝土与环境的温差不得大于15℃，当温度差在10℃以上，但低于15℃，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆盖措施，如覆盖草袋及彩胶布。
3、采用暖棚法养护的混凝土，当养护完毕后得环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下后，方可拆除模板。
4.6冬季施工混凝土质量检查
1、冬季混凝土质量检查除满足一般混凝土要求外还要满足下列要求。
2、在砼拌制和灌注期间，测定水和粗细骨料装入搅拌机时的温度、砼的拌制温度、灌注温度和环境温度。每一工作班至少检测4次。用低温早强砼或用蓄热法养护砼时，在灌注后3天内随时进行检测。
3、冬季施工砼除按规定制作标准养护的试件外，还根据建筑物养护、拆模和承受荷载的需要，制作施工检查试件，借以查明强度的发展情况。施工检查试件的养护应与建筑物相同。
5结论
冬季混凝土施工能否实施的关键就是蓄热保温问题，以上各個工序的应对措施基本上围绕此问题展开。本文首先总结了混凝土冬季施工的常见问题，然后结合工程实例的实施过程，提出了解决办法与措施。工程实际效果表明，采取以上方法进行混凝土冬季施工，能够达到保证冬季混凝土施工质量、减少混凝土冬季施工费用等效果，对同类工程的顺利进行具有一定的参考价值。
参考文献：
［1］现行建筑施工规范大全［M］.北京：中国建筑工业出版社。
［2］郭正兴、李金根主编《建筑施工》，东南大学出版社
［3］《建筑施工手册》第四版，中国建筑工业出版社
［4］《水工混凝土施工规范》DL/T 5144-2001，中国电力出版社
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。