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[摘 要]针对建筑工程冬季混凝土施工的基本要求、混凝土的拌制、混凝土的运输和浇筑、混凝土冬季施工的养护法及混凝土工程施工过程中质量控制进行探讨。
[关键词]建筑工程；混凝土；冬季施工
中图分类号：TU755.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0205-01
引言
根据《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97规定，混凝土冬季施工时，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，混凝土即进入冬季施工。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的研究认为，当环境温度低于5 ℃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气温保持较小温差，也会取得像在天暖施工时的效果。
1 混凝土冬季施工的一般原理
混凝土浇筑物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，还随着温度的高低而变化。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，逐渐由液相变为固相。这时参与水泥水化作用的水减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应减慢。温度继续下降，当混凝土中的水完全结成冰，也就是水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，体积约增大9%，当混凝土毛细孔含水率超过91.70%界值时，结冰就会产生约2 500kg/cm2的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥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黏结力，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，降低混凝土的密实性及耐久性。由此可知，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因素。
2 混凝土冬季施工方法的选择
从上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，需主要解决3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。
在现场实际施工中，要根据施工时的气温情况、工程结构状况（工程量、结构尺寸与外露情况）、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及其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，即工期、费用、质量最佳化。目前，基本上采用以下4种方法。
2.1 调整配合比方法
该方法主要适用于在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3d抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥7d的强度，效果较明显。2）适当降低水灰比，稍增水泥剂量，从而增加水化热量，缩短达到临界强度的时间。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。掺加量一般为水泥剂量的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 混凝土拌合及运输
为了提高混凝土的出料温度，应优先考虑拌和水及骨料加热，水泥不能直接加热。 对拌和水加热时，水温不宜超过60℃，如超过60℃，应改变加料顺序：将骨料与水先拌和、然后再加入水泥，以免造成水泥假凝，影响混凝土质量。 对砂石骨料加热一般采用排管通热水或通蒸汽加热。骨料加热的最高温度不宜超过60℃。采用蒸汽加热时，粗骨料可直接加热，但不能影响混凝土的水灰比。 混凝土拌和前应用热水或蒸汽冲洗拌和机，拌和时间应比一般季节延长50%左右。
冬季的混凝土运输应尽可能减少转运次数，最好采取一次直接运送。运输设备要有可靠的防风措施，并尽可能加以保温。各种运输设备在工作结束时，必须立即用蒸汽或热水冲洗干净，恢复工作时要首先加热。
2.3 早期混凝土防冻
该方法主要适用于负温下（最低温度低于零下5°C）浇筑混凝土。
防冻需要从以下两个方面控制：1）使用防冻剂：防冻剂可以大幅度降低拌合水的冰点，防止在塑性状态和早期混凝土阶段，混凝土内部水分结冰膨胀，冻伤混凝土。防冻剂对混凝土强度性能没有明显危害，但有些防冻剂含尿素，混凝土会长期释放氨味，需要特别注意。2）保温：尽可能使用胶合板、木板等具有一定保温作用的模板，用保温材料如棉被、草帘或泡沫保温板等覆盖暴露混凝土表面和包裹钢模板，使混凝土强度较快发展。在最低温度2°C环境下，浇筑混凝土可以不使用防冻剂，但必须做好保温，并且密切注意气温变化趋势。如果温度还会降低，需要加强混凝土保温隔冷并且密切注意气温变化趋势。
2.4 后期混凝土养生
冬季混凝土浇筑后的养生措施主要有蓄热法和暖棚法。蓄热法一般适用于气温在-10℃ 以上，暖棚法适用于气温在-10℃以下。
2.4.1 蓄热法
蓄热法就是在混凝土结构物的外表面用导热性能低的材料进行保温，热源为预加到混凝土组成材料的热和水泥水化热。施工用的模板应为保温模板，浇筑完毕的混凝土顶面要立即用保温材料覆盖。蓄热法实质上就是表面保温法，即防止混凝土的表层冻害，它要求混凝土表层温度不低于其正常凝固硬化的温度。
2.4.2 暖棚法
暖棚法就是在混凝土浇筑仓位上搭设暖棚，棚内通常用蒸汽排管或暖风机供热，使棚内温度保持在0～5℃左右。 暖棚主要由棚盖、支承结构和保温层的围护结构等组成。我们通常采用的型式有三种，即绑扎式暖棚、组装式暖棚和装配式暖棚。
绑扎式暖棚是一种简易暖棚，用10×10cm的预制混凝土柱作支承，高3.5～4.Om；棚盖采用圆木现场绑扎；保温层可采用草帘、草垫及帆布等材料；棚顶的混凝土下料口设活动料口盖，并用麻袋片包草垫保温。
组装式暖棚，其棚盖采用单片钢桁架组装而成。因其跨度较大，支承结构可以设置在模板以外；棚顶同样须设混凝土下料口及活动料口盖。
装配式暖棚，主要包括钢桁架组合梁、定型保温支承结构、吊装结构及围护结构等部分；整个棚盖为一整体吊装单元。其主要优点是安装拆除方便。
三、结束语
建筑工程的混凝土工程冬季施工管理是一项复杂的、开放的、动态的系统工程，要做好这项工作，需要建筑施工企业认真分析自身的特点，充分利用自己的长处，采取科学的方法提高施工管理素质。特别是在冬季施工过程中，更加要求工程项目管理人员认真负责，严格按照冬季施工方案进行施工，通过科学的方法加强混凝土的保温和养护工作，一定能够确保工程质量。
参考文献
[1] 于波.寒冷地区冬季混凝土施工质量控制研究[J].四川水泥.2015（12）
[2] 尹永濱.关于冬季混凝土施工要点及施工方法的探析[J].民营科技.2015（12）
[3] 廖代广；孟新田.土木工程施工技术[M]（第3版）.武汉：武汉理工大学出版社，2006.12：296-301.
[关键词]建筑工程；混凝土；冬季施工
中图分类号：TU755.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0205-01
引言
根据《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97规定，混凝土冬季施工时，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，混凝土即进入冬季施工。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的研究认为，当环境温度低于5 ℃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气温保持较小温差，也会取得像在天暖施工时的效果。
1 混凝土冬季施工的一般原理
混凝土浇筑物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，还随着温度的高低而变化。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，逐渐由液相变为固相。这时参与水泥水化作用的水减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应减慢。温度继续下降，当混凝土中的水完全结成冰，也就是水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，体积约增大9%，当混凝土毛细孔含水率超过91.70%界值时，结冰就会产生约2 500kg/cm2的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥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黏结力，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，降低混凝土的密实性及耐久性。由此可知，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因素。
2 混凝土冬季施工方法的选择
从上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，需主要解决3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。
在现场实际施工中，要根据施工时的气温情况、工程结构状况（工程量、结构尺寸与外露情况）、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及其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，即工期、费用、质量最佳化。目前，基本上采用以下4种方法。
2.1 调整配合比方法
该方法主要适用于在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3d抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥7d的强度，效果较明显。2）适当降低水灰比，稍增水泥剂量，从而增加水化热量，缩短达到临界强度的时间。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。掺加量一般为水泥剂量的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 混凝土拌合及运输
为了提高混凝土的出料温度，应优先考虑拌和水及骨料加热，水泥不能直接加热。 对拌和水加热时，水温不宜超过60℃，如超过60℃，应改变加料顺序：将骨料与水先拌和、然后再加入水泥，以免造成水泥假凝，影响混凝土质量。 对砂石骨料加热一般采用排管通热水或通蒸汽加热。骨料加热的最高温度不宜超过60℃。采用蒸汽加热时，粗骨料可直接加热，但不能影响混凝土的水灰比。 混凝土拌和前应用热水或蒸汽冲洗拌和机，拌和时间应比一般季节延长50%左右。
冬季的混凝土运输应尽可能减少转运次数，最好采取一次直接运送。运输设备要有可靠的防风措施，并尽可能加以保温。各种运输设备在工作结束时，必须立即用蒸汽或热水冲洗干净，恢复工作时要首先加热。
2.3 早期混凝土防冻
该方法主要适用于负温下（最低温度低于零下5°C）浇筑混凝土。
防冻需要从以下两个方面控制：1）使用防冻剂：防冻剂可以大幅度降低拌合水的冰点，防止在塑性状态和早期混凝土阶段，混凝土内部水分结冰膨胀，冻伤混凝土。防冻剂对混凝土强度性能没有明显危害，但有些防冻剂含尿素，混凝土会长期释放氨味，需要特别注意。2）保温：尽可能使用胶合板、木板等具有一定保温作用的模板，用保温材料如棉被、草帘或泡沫保温板等覆盖暴露混凝土表面和包裹钢模板，使混凝土强度较快发展。在最低温度2°C环境下，浇筑混凝土可以不使用防冻剂，但必须做好保温，并且密切注意气温变化趋势。如果温度还会降低，需要加强混凝土保温隔冷并且密切注意气温变化趋势。
2.4 后期混凝土养生
冬季混凝土浇筑后的养生措施主要有蓄热法和暖棚法。蓄热法一般适用于气温在-10℃ 以上，暖棚法适用于气温在-10℃以下。
2.4.1 蓄热法
蓄热法就是在混凝土结构物的外表面用导热性能低的材料进行保温，热源为预加到混凝土组成材料的热和水泥水化热。施工用的模板应为保温模板，浇筑完毕的混凝土顶面要立即用保温材料覆盖。蓄热法实质上就是表面保温法，即防止混凝土的表层冻害，它要求混凝土表层温度不低于其正常凝固硬化的温度。
2.4.2 暖棚法
暖棚法就是在混凝土浇筑仓位上搭设暖棚，棚内通常用蒸汽排管或暖风机供热，使棚内温度保持在0～5℃左右。 暖棚主要由棚盖、支承结构和保温层的围护结构等组成。我们通常采用的型式有三种，即绑扎式暖棚、组装式暖棚和装配式暖棚。
绑扎式暖棚是一种简易暖棚，用10×10cm的预制混凝土柱作支承，高3.5～4.Om；棚盖采用圆木现场绑扎；保温层可采用草帘、草垫及帆布等材料；棚顶的混凝土下料口设活动料口盖，并用麻袋片包草垫保温。
组装式暖棚，其棚盖采用单片钢桁架组装而成。因其跨度较大，支承结构可以设置在模板以外；棚顶同样须设混凝土下料口及活动料口盖。
装配式暖棚，主要包括钢桁架组合梁、定型保温支承结构、吊装结构及围护结构等部分；整个棚盖为一整体吊装单元。其主要优点是安装拆除方便。
三、结束语
建筑工程的混凝土工程冬季施工管理是一项复杂的、开放的、动态的系统工程，要做好这项工作，需要建筑施工企业认真分析自身的特点，充分利用自己的长处，采取科学的方法提高施工管理素质。特别是在冬季施工过程中，更加要求工程项目管理人员认真负责，严格按照冬季施工方案进行施工，通过科学的方法加强混凝土的保温和养护工作，一定能够确保工程质量。
参考文献
[1] 于波.寒冷地区冬季混凝土施工质量控制研究[J].四川水泥.2015（12）
[2] 尹永濱.关于冬季混凝土施工要点及施工方法的探析[J].民营科技.2015（12）
[3] 廖代广；孟新田.土木工程施工技术[M]（第3版）.武汉：武汉理工大学出版社，2006.12：296-301.