混凝土冬季施工措施

1、冬期施工的定义 n我国现行建筑工程冬期施工规程（JGJ10487）规定：当室外日平均气温连续5d稳定低于5C即进入冬期施工；当室外日平均气温连续高于5C时解除冬期施工。 n北方广大地区有较长的寒冷季节，由于受到工期的制约，这些地区混凝土的冬季施工是必不可少的。从多年的施工实践及研究的结果认识到，当环境温度降至 5再不回升连续 5天以上时只要采取适当的施工方法，避免新施工的混凝土早期受冻。使施工后的外露混凝土与冬季气温保持较小的温差，就会使工程取得和其它季节一样的效果。 混凝土冬季施工的一般原理n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

2、的速度除与混凝土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。n水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。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

3、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粘结力，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，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。n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。对于预养期长，获得初期强度较高（如达到R28的35%）的混凝土受冻后，后期强

4、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，使混凝土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，我国规定为不低于设计标号的30%，也不得低于35千克每平方厘米。混凝土冬季施工方法及措施n在冬季混凝土施工中，主要解决三个问题：n一是如何确定混凝土最短的养护龄期，n二是如何防止混凝土早期冻害，n三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。 n在实际工程中，要根据施工时的气温情况，工程结构状况（工程量、结构厚大程度与外露情

5、况），工期紧迫程度，水泥的品种及价格，早强剂、减少剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，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，也就是工期、费用、质量最佳化。目前，基本上采用以下4种方法。调整配合比方法 n主要适用于在0左右的混凝土施工。具体做法：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3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度，效果较明显。n尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从

6、而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。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。n掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MSF复合早强试水剂（掺水泥用量的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。蓄热法 n主要适用于气温-15且结构较厚大的现浇混凝土工程对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

7、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。外加热法n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。n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

8、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。n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。抗冻外加剂法n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

9、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。 n上述各种冬季施工方法都有利有弊，其适用范围都受一定条件的制约。应根据工地现有条件，采用一种或两种以上施工方法结合作用。混凝土的现场拌制n搅拌应严格按照试验室发出的配合比通知单进行生产，不得擅自修改配合比。搅拌前先用热水冲洗搅拌机10min，搅拌时间为常温搅拌时间的1.5倍。搅拌时投料顺序为石砂水水泥和掺合料外加剂。生产期间，派专职人员负责骨料仓的下料，以清除砂石冻块。n保证水灰比不大于0.6，从拌合水中扣除由骨料及防冻剂溶液中带入的水分，严

10、格控制粉煤灰最大取代量。搅拌站要与气象单位保持密切联系，对预报气温仔细分析取保险值，分别按-5、-10和-15对防冻剂试验，严格控制其掺量。必须随时测量拌合水的温度，水温控制在5010C，砂子温度控制在2040C，保证水泥不与温度80C的水直接接触。保证混凝土的坍落度不超过200mm 。混凝土出机（车）温度n 保证混凝土出搅拌机（车）温度不低于10C。混凝土的运输 n保证混凝土在运输中，不得有表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度损失等现象。保证运输中混凝土降温度速度不得超过5Ch，保证混凝土的入模温度不得低于5C。严禁使用有冻结现象的混凝土。罐车必须装上保温套，接料前用热水湿润后倒净余水

11、，以减少混凝土的热损失。 混凝土的现场浇筑 n遇下雪天气绑扎钢筋，绑好钢筋的部分加盖塑料布，减少积雪清理难度。现浇混凝土前及时将模板上的冰、雪清理干净。做好准备工作，提高混凝土的浇筑速度。在混凝土泵体料斗、塔吊吊斗、混凝土泵管上包裹阻燃草帘被。 n入模温度的控制：塔吊浇筑时每车首吊、末吊、中间吊各测一次；地泵浇筑时每车测一次。用小桶在吊斗下、泵管端部接混凝土测温。测定数据填入冬期施工入模温度统计表，要与车号对上。 浇筑时混凝土的升温速度不得超过5Ch，可通过测温查出。 混凝土的养护n养护措施十分关键，正确的养护能避免混凝土产生不必要的温度收缩裂缝和受冻。在冬施条件下必须采取冬施测温，监测混凝土

12、表面和内部温差不超过25C。 n混凝土养护可以采取多种措施，如蓄热法养护和综合蓄热法养护等方法。可采用塑料薄膜加盖保温草帘养护，防止受冻并控制混凝土表面和内部温差。 n 综合蓄热法即采用少量防冻剂与蓄热保温相结合，以下为供参考的综合蓄热法具体实施的办法。n 墙体混凝土养护：在模板背楞间用50mm厚聚苯板填塞，模板支设完成后用铁丝将阻燃草帘被固定在外侧，转角地方必须保证有搭接。n柱混凝土养护：钢柱模板混凝土养护同墙体，视测温情况加挂草帘被。n顶板、梁混凝土养护：顶板、梁混凝土下部保温为在下层紧贴建筑物周圈（整层高度）通过在脚手架上附加横杆满挂彩条布，楼梯口满铺跳板上绑草帘被。在新浇筑的混凝土表面

13、先覆盖塑料布，再覆盖二层草帘被。对于边角等薄弱部位或迎风面，应加盖草帘被并做好搭接 。n养护时注意事项：测量放线必须掀开保温材料（5C以上）时，放完线要立即覆盖；在新浇筑混凝土表面先铺一层黑色塑料薄膜，再严密加盖阻燃草帘被。对墙、柱上口保温最薄弱部位先覆盖一层塑料布，再加盖两层小块草帘被压紧填实、周圈封好。拆模后混凝土采用刷养护液养护。混凝土初期养护温度，不得低于-15C，不能满足该温度条件时，必须立即增加覆盖草帘被保温。拆模后混凝土表面温度与外界温差不大于15C时，在混凝土表面，必须继续覆盖草帘被；在边角等薄弱部位，必须加盖草帘被并密封严实。 混凝土拆模n工程现浇构件的拆模应由同条件养护试块

14、强度检验满足拆模条件的原则确定拆模时间。当混凝土未达到受冻临界强度均不得拆除保温加热设备。混凝土冷却到5C，且超过临界强度并满足常温混凝土拆模要求时方可拆模。混凝土温度通过温度计来测定；可通过3d同条件试验与4MPa比较来确定混凝土是否超过临界强度（4MPa）。 n当墙体混凝土强度达到1.0MPa时，墙体模板轻轻脱离混凝土，继续养护到拆模。工地负责人根据实验结果填写混凝土拆模申请，报施工负责人和相关人员批准，重点部位或有特殊要求的结构拆模要特加批准。如无法通过同条件养护试块确定拆模时间应报知公司总工、工程部，根据经验、数据确定拆模时间。冬施时由于拆模时间的限制，为更好的组织流水施工，应适当增加

15、模板投入量。 防冻剂的认识误区n鉴于目前建筑市场上施工队伍的素质不齐，有部分施工技术人员认为，既然混凝土防冻剂（JC475-2004）规定了“规定温度”为-5、-10、-15的防冻剂，则只要在该负温条件下在新拌混凝土中掺用了该规定温度的防冻剂，施工混凝土就可以不进行蓄热养护了。n显然，这是对于钢筋混凝土结构工程冬期施工认识的一个误区。大量试验研究表明，新拌混凝土在未达到抗冻临界强度之前受冻，由于冰晶破坏了水泥石开始形成的结构，混凝土强度就会受到无法恢复的损失。混凝土浇筑后的温度控制 n混凝土浇筑后的2d3d内，是混凝土强度发展较快的时段，必须加强混凝土的保温，保证在混凝土的温度降至0前，其抗压强度不得低于抗冻临界强度。抗冻临界强度规定如下：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝