浅析冬季混凝土施工的质量通病及控制措施

　　混凝土冬季施工是指在“室外日平均气温连续5天低于5℃”的条件下进行的混凝土施工。混凝土强度，是其组成中的水泥与水进行水化反应的结果，水泥水化作用的速度不仅与棍凝土本身组成材料和配合比有关，而且与温度的高低息息相关，随着温度的降低，水泥与水的化学反应相应减级，在4-5℃时更是如此。

　　一 冬季混凝土施工工程概况

　　1、基本要求

　　(1)冬季施工的混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥标号不宜低于32.5,每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg,水灰比不应大于0.6,并加入早强剂。有必要时应加入防冻剂(根据气温情况确定)。

　　(2)为减少冻害,应将配合比中的用水量降至最低限度。办法是:控制坍落度,加入减水剂,优先选用高效减水剂。

　　(3)模板和保温层,应在混凝土冷却到5℃后方可拆除。当混凝土与外界温差大于20℃时,拆模后的混凝土表面,应临时覆盖,使其缓慢冷却。

　　(4)未冷却的混凝土有较高的脆性,所以结构在冷却前不得遭受冲击荷载或动力荷载的作用。

　　2、混凝土的拌制

　　(1)拌制混凝土用的骨料必须清洁,不得含有冰雪和冻块,以及易冻裂的物质。在掺有含钾、钠离子的外加剂时,不得使用活性骨料。在有条件的时候,砂石筛洗应抢在零上温度时做,并用塑料纸,油布盖好。

　　(2)拌制掺外加剂的混凝土时,如外加剂为粉剂,可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。如外加剂为液体,使用时应先配制成规定浓度溶液,然后根据使用要求,用规定浓度溶液配制成施工溶液。各溶液要分别置于有明显标志的容器中,不得混淆。每班使用的外加剂溶液应一次配成。

　　(3)当施工期处于0℃左右时,可在混凝土中添加早强剂,掺量应符合使用要求及规范规定,且应注意在添加前应做好模拟试验,以核实有关技术措施,对于有限期拆模要求的混凝土,还应适当提高混凝土设计等级。

　　(4)混凝土中添加防冻剂时,严禁使用高铝水泥。

　　(5)严格控制混凝土水灰比,由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。

　　(6)搅拌掺有外加剂的混凝土时,搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍。

　　(7)混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。

　　综上所述,冬季施工应采取合宜的有效措施和有效的方法,工程的质量得到保证,只要在施工工艺、材料选择和后期的保温措施充分考虑各种因素的影响,就能确保工程质量得到控制。

　　3、混凝土的运输和浇筑

　　(1)混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点,以减少材料运输过程中的热量损失,同时也应正确选择运输用的容器(包括形状,大小,保温措施)。

　　(2)混凝土浇筑前,应清除模板和钢筋上,特别是新老混凝土(如梁,柱交接处)交接处的冰雪及垃圾。

　　(3)当采用商品混凝土时,在浇筑前,应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能,并做好相应的防冻保暖措施。

　　(4)分层浇筑混凝土时,已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前,不应低于计算规定的温度也不得低于2℃。

　　(5)重点工程或上部结构要连续施工的工程,混凝土应采取有效措施,以保证预期所要达到的强度。

　　(6)预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前,浇灌部位的混凝土必须经预热,并采用热的水泥浆,砂浆或混凝土,浇灌后在正温下养护到强度不低于15Mpa。

　　(7)现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。

　　4、混凝土的养护

　　(1)冬季浇筑的混凝土,由正温转入负温养护前,混凝土的抗压强度不应低于设计强度的40%,对于C10以下的混凝土不得小于5Mpa。

　　(2)采用的保温材料(草袋,麻袋),应保持干燥。

　　(3)在模板外部保温时,除基础可随浇筑随保温外,其它结构必须在设置保温材料后方可浇筑混凝土。钢模表面可先挂草帘,麻袋等保温材料并扎牢,然后再浇筑混凝土。

　　(4)保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上,可先覆盖塑料薄膜,上部再覆草袋,麻袋等保温材料。保温材料的铺设厚度为:一般情况下0℃以上铺一层;0℃以下铺二层或三层;大体积混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,其保温层厚度,材质应根据计算确定。

　　(5)拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料,以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。

　　二 冬季混凝土施工的强度影响原因

　　(1)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，强度增长相应较慢;温度继续下降，当存在于混凝士中的水完全变成冰，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2500kg /cm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。

　　(2)当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生顺粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钥筋的猫结力，从而影响混凝土的抗压强度。实践证明，如果粘结力完全丧失，强度将降低13%.

　　(3)结冰与溶解过程中，伴随着水分转移的现象，而受冻时由于混凝土表面温度低，先结冰产生冻胀压力把水分挤向混凝土内部，溶解过程中外部先溶解内部应力大，又将水分向表面挤压，水分反向迁移，由于水分体积的反变化，使混凝土各组分的相对位置发生变化，这对强度还很低的新混凝土很容易造成结构性裂纹.

　　三 冬季混凝土施工中的质量通病

　　1钢筋的锈蚀与混凝土裂缝.由于钢筋的氧化锈蚀伴生体积膨胀，致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝，其次，水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引起开裂，混凝土内部水分由边缘向中心移动，形成压力也将引起轴向裂缝。

　　2 结构硫散与水分转移。水分转移及结构疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑等为特征，同时由于混凝土内部压力差、温度、湿度差，·使水分自边缘向中心移动造成空隙。

　　3 表面起灰。所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离，表面起灰，骨料裸耳为特征，主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。

　　4结晶腐蚀混凝土表面返霜。混凝土硬化后，某种外加剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面，而混极土表面的水分则逐渐蒸干，此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。

　　四 冬季混凝土施工的质量控制措施

　　1在新拌混凝土中掺入防冻剂。防冻剂可以有效降低新拌水泥混凝土的内部水溶液冰点，干扰冰晶生长，保证未成熟混凝土在负温条件下能够继续水化，不受冻胀破坏。目前常用有氧化钙、氛化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氛化钠复合抗冻剂。

　　2 设计配合比时采用高效减水剂，尽量不使用粉煤灰作为外掺料。高效减水剂可以降低水灰比，混凝土中水分减少，成形的混凝土构件可能不包含或者只含有很少的可冻水。不包含毛细水(或数量很少)的混凝土构件，由于凝胶中空间极徽细，结晶的始发十分困难，不会发生冻结，故施工中尽量不使用粉煤灰作为外掺料加入混凝土。

　　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。提高早期强度应用较普遍的有硫酸钠(掺用水泥用量22%)和MS-F复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)。

　　5 改善混凝土的温度条件以及施工措施。在混凝土结构的冬季施工中，对原材料进行加热保温、混凝土入模前预热、棉毡包裹等有效的蓄热保温措施，可以使人模混凝土在正温条件下水化。在混凝土的强度达到设计强度后，采取薄膜包裹继续保温养护，以此延长混凝土养护周期，保证成熟混凝土充分水化，尽量降低构件毛细水含量，防止成熟混凝土受冻。

　　总之，以上几种控制措施在实践中证明能保证冬季混凝土的施工质量，但几种方法均互有利弊，要根据当地的气候条件、施工现场条件等综合选择使用。

　　参考文献:

　　[1] 韩美青,武世成. 浅谈冬期施工措施[J]. 山西建筑. 2004(05)

　　[2] 高绪兵. 浅谈建筑工程冬季混凝土施工技术[J]. 黑龙江科技信息. 2007(11)

　　[3] 赵文霞,张英. 论冬季建筑工程施工技术及质量管理[J]. 科技信息. 2010(09)

　　[4] 陈浩. 浅议高层建筑结构转换层施工技术[J]. 科技信息. 2010(29)

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