高寒冷地区负温砼施工技术研究

　　摘要：随着建筑业的发展，我国混凝土施工技术取得了重大突破。然而，高寒冷地区负温情况下，混凝土施工仍旧存在许多难题。为了保证高寒冷地区负温情况下的砼施工质量，必须要采取先进的施工技术，确保施工质量。本文结合笔者多年施工经验，阐述了高寒冷地区负温砼施工的质量控制方法和施工技术，以供同仁参考。

　　关键词：高寒冷,负温,混凝土,施工技术

　　引言：近年来我国公路、桥梁、高层建筑等蓬勃发展，有些工程由于工期的需要,必须采用冬季施工措施，特别是在我国高寒冷地区，由于工期的制约，许多工程的混凝土冬季施工是难以避免的。当环境温度为负温时，为了保证混凝土的施工质量，必须要采用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期浸冻，使外露混凝土与冬季气温保持较小温差，避免由于混凝土施工的质量问题，进而影响整个建筑工程的施工质量。

　　一、 概述

　　所谓负温砼施工，就是指在室外气温较，一般指-5℃～-20℃的情况下，在砼中掺加防冻剂(复合防冻剂)，并将其与经加热的砼原材料一起搅拌，在浇筑成型之后，在裸露的砼表面做简单的保温覆盖，以使砼在负温养护期硬化，并在规定的时间内达到一定强度的砼施工方法。

　　在砼中掺加防冻剂(复合防冻剂)主要是为了使砼内的水泥在负温下不断进行水化反应，使砼达到早期强度并在负温下免遭冻害。

　　二、 混凝土早期冻害

　　总的来说，混凝土的凝结硬化以及强度的形成是水泥水化反应的结果，这已过程要靠水和温度是这两个必要条件来完成。在混凝土强度发展初期，内部孔隙中含有大量的游离水，当温度降到-2℃～-4℃时，游离水开始结冰导致混凝土体积增大约9%，并在其内部产生冰晶应力，进而导致强度较低的混凝土内部产生裂缝和孔隙，损害了混凝土与钢筋的粘结力，降低了混凝土的结构强度。如果混凝土在养护初期遭受冻害，当气温恢复后，即使正温养护到一定龄期，也难以达到设计强度，这就是混凝土的早期冻害。

　　一般情况下，我们可以采取两种方法防止混凝土早期冻害的发生，即早期强度措施和使用防冻剂来降低冰点温度。

　　使用防冻剂，降低冰点温度。改种方法主要是为了保证混凝土在负温下也不受冻，一般情况下，可以在混凝土中加入具有增强、减水、防冻功能，且能满足泵送要求的复合型防冻剂，这种方法能够有效减少拌合物的用水量，降低冻害程度，增加混凝土的密实度，而且能有效降低水的冰点，使水泥保持水化作用的条件。所谓早期增强措施，主要是指提高混凝土早期强度，使新浇筑的混凝土尽快达到受冻临界强度，一般可以采用提高设计强度等级、掺加早期剂或早强型减水剂、使用早强水泥以及早期保温蓄热等。

　　三、 负温砼施工技术

　　在高寒冷地区，为了保证混凝土施工质量，必须要采取有效措施，防止混凝土质量问题。一般来说，要采取以下施工技术措施：

　　一)原材料的加热

　　在混凝土施工过程中，需要根据不同的环境温度对原材料进行加热处理。在气温低于-5℃的情况下，一般要对拌和水进行加热，在施工之前，要事先根据预拌砼出罐、现场拌制砼出机温度经过热工计算来科学确定拌和水的加热温度，通常应该控制在80℃以内。如果气温低于-10℃，在对拌合水进行加热的同时，也要对骨料进行加热处理，但是也必须要注意控制好温度，不得灼烧骨料，一般加热温度要小于65℃。一般也可采用蒸汽对骨料进行加热，不得对水泥及粉状防冻剂进行加热处理。负温砼施工所选用的水泥应优先选择使用强度等级大于32.5级的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，进而为砼提供较大的水化热和较高的早期强度，以便于砼后期强度的增长。

　　二)掺加防冻剂(复合防冻剂)

　　一般来说，成品防冻剂(复合防冻剂)有溶液以及粉状两种，进行混凝土施工宜应优先选择使用粉状产品。如果受潮先将结块破碎并进行过筛，随后严格按配合比计量准确后掺在水泥面上再与骨料进行搅拌并要保证均匀。在施工中，如果选用的是溶液产品，事先必须按溶液的浓度以及施工配合比的实际要求，经过严密的计算确定用量之后掺入拌和水中再与砼混合物搅拌均匀。

　　三)砼搅拌

　　通常情况下，要根据砼浇注后五天内预报出现的最低气温来确定防冻剂(复合防冻剂)的品种，且防冻剂的掺量必须要通过试验来确定，在进行搅拌时必须要严格计量。如果是自动计量，则要事先校验计量设备。

　　其次，必须要严格控制砼的水灰比，凡由骨料及防冻剂溶液带入的水分，必须在事前计算清楚，且要将其从拌和水中予以扣除。在对砼进行搅拌前，应用热水或蒸汽冲洗搅拌机，砼搅拌的时间应较常温时延长50%。在搅拌过程中，如果拌和水的温度超过65℃，则先要放入骨料和热水，知道搅拌水温降到40℃左右时，再加入水泥和防冻剂(复合防冻剂)搅拌至规定时间，以确保水泥不“假凝”，并且保证砼形成良好的和易性且拌和物温度均匀，有助于浇注成型后砼强度的发展和增长。

　　一般情况下，砼出罐(机)温度不得低于15℃(严寒地区)或10℃(寒冷地区)，砼的入模温度不得低于10℃(严寒地区)或5℃(寒冷地区)，以保证砼浇注成型后有一段正温养护期，便于砼早期强度的增长，及早达到抗冻临界强度，避免遭受低温冻害的损伤。

　　除此之外混凝土的搅拌要根据拌和水、骨料的加热情况合理控制好投料程序，一般情况下，搅拌时间不得少于常温时间的1.5倍。

　　四)混凝土的运输和浇筑

　　在施工过程中，应保证混凝土搅拌场地尽量靠近施工地点，从而切实减少材料运输过程中的热量损失，并且要正确选择运输用的容器，保证形状、大小、保温措施等符合高寒冷地区负温砼的施工质量要求。

　　在进行混凝土浇筑之前，首先要清除模板、钢筋上以及新老混凝土交接处的冰雪及垃圾等杂物，并且要充分了解混凝土中掺入抗冻剂的性能，并做好相应的防冻保暖措施。

　　在分层浇筑混凝土过程中，应该采取措施保证已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前的温度不低于计算规定的温度，也不得低于2℃。对于重点工程或上部结构要连续施工的工程，混凝土应采取有效欲控措施,以保证预期所要达到的强度。

　　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，并且要采用加热的水泥浆、砂浆或混凝土。在浇灌之后，保证正温下养护到强度不低于15Mpa。

　　除此之外，要在现场留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。在整个施工过程中，还必须要掌握好气温动态，从而使浇筑混凝土时避开最低温度，避免出现裂缝等质量问题影响工程质量。

　　五)砼的养护：

　　在混凝土浇注振捣平仓成型后，必须要立即采取措施对裸露的砼表面进行养护，通常情况下是采用一层塑料薄膜和二层保温材料加以覆盖以达到保湿保温的效果，防止砼水化热的散失，确保砼早期强度增长和免遭天气降温的冻害影响。需要注意的是严禁进行浇水养护。如果施工现场遇有大风，必须要提前安排人员对保温覆盖进行压实加固，并且及时进行检查维护，防止砼表面由于风干失水而出现干缩裂缝。另外，墙、柱、板等边角属于易受冻部位，在进行养护时必须要覆盖严实。

　　其次，混凝土的养护初期，日平均气温不得低于所选用的防冻剂(复合防冻剂)的规定温度5℃，如果低于5℃，则必须要加厚保温层数。如果混凝土的温度降至选用防冻剂(复合防冻剂)的规定温度时，砼的强度应达到受冻临界强度，即当最低气温分别不低于-10℃、-15℃、-20℃时，砼的临界抗压强度应不得小于3.5、4.0、5.0Mpa，此后砼的保温可不考虑。

　　除此之外，负温砼养护的最短时间通常要根据砼设计温度(或防冻剂规定温度)来确定。

　　要重视对负温砼的测温检查，从而确保当室外气温降至防冻剂规定温度前检验留置的砼同条件养护试块强度满足抗冻临界强度的要求。

　　六)混凝土拆模

　　首先，混凝土模板的拆除时间应综合考虑结构特点、自然气温以及砼所达到的强度来确定，一般缓拆为宜。其次，在进行模板拆除时，必须要保证砼强度满足抗冻要求，同时要求达到设计强度的40%以上。冬期拆除模板时，砼表面温度和自然气温之差不应超过20℃。如果在拆模后，混凝土的表面温度与周围环境温度之差大于20℃，在这种情况下，必须要对裸露的砼表面采取相应的保温覆盖措施。

　　再次，在拆除模板过程中，如发现砼有冻害现象，应暂停拆卸，经处理后方可继续拆卸。

　　最后，对于已经拆除模板的砼构件，必须要采取合适的保温材料予以保护。结构砼达到规定强度后才允许承受荷载。施工中不得超载使用，严禁在砼构件上堆放过量的建筑材料或机具。

　　结语：

　　综上所述，混凝土施工对建筑工程的施工质量至关重要，在高寒地区负温砼施工过程中，必须严格按照国家规范、规程的要求进行，采用合理的施工技术方法保证施工质量，有效减少混凝土裂缝等问题的发生，满足混凝土施工质量标准，在施工从各个方面加以严格控制，注重细节保证工程质量。

　　参考文献：

　　⑴原晋濮;混凝土冬季施工的要点[J].山西建筑,2007,33

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　　⑷徐哲琦; 浅谈冬季负温混凝土施工[J].山西建筑,2009年28期

　　[5]许溶烈;近代混凝土技术[M ]. 西安:陕西科学技术出版社, 2003.

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文章名称： 高寒冷地区负温砼施工技术研究

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