混凝土冬季施工方案
混凝土冬季施工方案 （一）
当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，就应采取冬期施工的技术措施进行混凝土施工。混凝土所以能凝结、硬化并取得强度，是水泥和水进行水化作用的结果。水化作用的速度在一定湿度条件下主要取决于温度，温度愈高，强度增长也愈快，反之则慢。当温度降至0℃以下时，水化作用基本停止，温度再继续降至-2～-4℃，混凝土内的水开始结冰，水结冰后体积增大8%～9%，在混凝土内部产生冰晶应力，使强度很低的水泥石结构内部产生微裂纹，同时减弱了水泥与砂石和钢筋之间的粘结力，从而使混凝土后期强度降低。受冻的混凝土在解冻后，其强度虽然能继续增长，但已不能再达到原设计的强度等级。
试验证明，混凝土遭受冻结带来的危害，与遭冻的时间早晚、水灰比等有关，遭冻时间愈早，水灰比愈大，则强度损失愈多，反之则损失少。
经过试验得知，混凝土经过预先养护达到一定强度后再遭冻结，其后期抗压强度损失就会减少。一般把遭冻结其后期抗压强度损失在5%以内的预养强度值定为“混凝土受冻临界强度”。对用普通硅酸盐水泥的硅酸盐水泥配制的混凝土，受冻临界强度为设计的混凝土强度标准值的30%；对用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，受冻临界强度定为设计的混凝土强度标准值的40%。
一、混凝土冬期施工方法的选择
混凝土冬期施工方法为：混凝土养护期间不加热的方法。其方法包括：掺化学外加剂法，外加剂为早强剂和防冻剂。
二、混凝土冬期施工的一般要求
（1）冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热，水及骨料的加热温度应根据热功计算确定。
（2）配制冬期施工的混凝土，应优先选择硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其强度等级不得低于42.5Mpa，每立方米混凝土水泥用量不得少于300kg，水灰比不得大于0.6.
（3）骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物。
（4）搅拌前应用热水或蒸汽冲洗搅拌机，搅拌时间应较常温延长50%，其拌制投料顺序时骨料、热水，然后再投入水泥、外加剂。确保混凝土的出机温度不低于15℃，入模温度不低于5℃。
（5）混凝土的运输应尽量缩短运距，运输及浇筑混凝土的容器应有保温措施。
（6）混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪及污垢，运输和浇筑混凝土用的容器应具有保温措施。混凝土在运输、浇筑过程中的温度应与热工计算的要求相符合，若与要求不符合，则应采取措施进行调整。
（7）严格控制商品混凝土的质量、外加剂及混凝土的水灰比；缩短混凝土到施工现场等侯的时间，做到随到随浇筑。
三、混凝土冬期施工的养护
混凝土冬期施工中使用的外加剂有：早强剂、防冻剂、减水剂和引气剂，可以起到早强、抗冻、促凝、减水和降低冰点的作用。这是混凝土冬期施工的一种有效方法。当掺加外加剂后仍需加热保温时，这种混凝土冬期施工方法称为正温养护工艺；当掺加外加剂后不需加热保温时，这种混凝土冬期施工方法称为负温养护工艺。
1、防冻剂和早强剂
防冻剂的作用是降低混凝土液相的冰点，使混凝土早期不受冻，并使水泥的水化能继续进行；早强剂是指能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。
常用的防冻剂有氯化钠（NaCl）、亚硝酸钠（NaNO2）、乙酸钠（CH3COONa）等。
早强剂以无机盐类为主，如氯盐（CaCl2、NaCl）、硫酸盐（Na2SO4、Ca SO4、K2SO4）、硫酸盐（K2CO3）、硅酸盐等。其中氯盐使用历史悠久：氯化钙早强作用较好，常作为早强剂使用；氯化钠降低冰点作用较好，故常作为防冻剂使用。有机类有三乙醇胺[N（C2H4OH）3]、甲醇（CH3OH）、乙醇（C2H5OH）、尿素[CO（NH2）2]、乙酸钠（CH3COONA）等。
氯盐的掺入效果随掺量而异，掺量过高，不但会降低混凝土的后期强度，而且将增大混凝土的收缩量。由于氯盐对钢筋有锈蚀作用，故规范对氯盐的使用及掺量有严格规定。
在钢筋混凝土结构中，氯盐掺量按无水状态计算不得超过水泥用量的1%。
2、减水剂
减水剂是在不影响混凝土和易性的条件下，具有减水及提高强度作用的外加剂。常用的减水剂有木质素磺酸盐类、奈系减水剂、树脂系减水剂、糖蜜系减水剂、腐殖酸减水剂、复合减水剂等。
3、引气剂
引气剂是指在混凝土中，经搅拌能引入大量分布均匀的微小气泡的外加剂。当混凝土具有一定强度厚受冻时，空隙中部分水被冻胀压力压入气泡中，缓解了混凝土受冻时的体积膨胀，故可防止冻害。常用的引气剂有松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。
四、混凝土的保温
浇筑好的混凝土立即用塑料薄膜覆盖保温，上面再铺一层棉毡保温；延缓混凝土侧模拆除时间，拆除后立即用塑料薄膜和棉毡包裹。
混凝土冬季施工方案 （二）
一、主要理论
1.负温混凝土（机理）方法。
根据混凝土在负温下硬化的基本理论，要保证混凝土在负温下硬化并获得强度，首要条件就在于必须有液相存在。加入抗冻外加剂是使水的冰点下降，促使混凝土在负温下硬化。掺加抗冻外加剂时，其剂量应适宜，当气温降至设计温度以下，允许有30%～50%的水变为冰。掺抗冻外加剂生成的，不对混凝土产生显著的损害。当水泥水化所需要的水随着水化进程增多时，可由融冰来补充，直到含冰量减少并逐渐消失。
尽管掺抗冻外加剂，仍需提防第二种受冻模式造成的损害发生。产生这种受冻现象的条件是正负温度反复交替出现，混凝土的冷却及受热的速率是1～5℃/h,一般是初春及初冬，以及冬季气候转暖出现融冰时刻。当空气中相对湿度增加，混凝土中水泥及抗冻外加剂用量大时，受冻模式就会加速进行。这时外加剂溶液会在混凝土中发生迁移现象，并可能在构件中某些部位集中。这些部位多是表面、截面变动处，构件内有缺陷处，然后有结晶析出，并可能体积增大，在构件内造成局部损害。因此造成负温混凝土耐久性降低的原因，可能不只是遭受寒流的袭击，还要注意突然来临的暖流。
2.临界强度（理论）方法。
受冻临界强度是指混凝土抵抗负温冻害时的最小强度。对于不同负温下 冻结或用不同品种水泥拌制的混凝土 , 或不同等级的混凝土 , 其受冻临界强度值不同 , 当采用不同防冻 剂时其受冻临界强度值也不同。临界强度 , 即混凝土受冻模式所需的最低强度 , 和最短养护龄期 （ 即 I 临界龄期 ） 。在这过程中必须根据水泥的水化程度、水化生成物的结晶度、孔结构特征等综合考虑 , 一般来说混凝土的强度是一个重要参数 , 是判断混凝土中结构形成与破坏过程的标准 , 所以选用临界 强度作为允许受冻的指标。
二、混凝土冬期施工方法
1. 选择冬期施工方法考虑的因素。 在混凝土冬期施工中 , 我们要解决的问题主要有两个 : 一是根据 设计强度要求 , 如何确定最短的养护龄期 ; 二是在冬期如何防止混凝土遭受初期冻害 , 以免损害混凝土 的其他性能。 通常在选择冬期施工方案时 , 考虑的主要因素有 : 自然气温情况、 结构类型、 水泥的品种、 工期的限制条件以及经济情况。但是 , 人们在确定某项施工方案时 , 往往单纯从经济比较着手 , 而且只 是从混凝土的单项经济比较着手 , 忽视整体工程经济分析 , 因而常常拖延工期。
2. 冬期施工方法。
（1） 蓄热法施工。蓄热法是将混凝土的原材料 （ 水、砂、石 ） 预先加热 , 经过搅拌、运输、浇筑成型 后的混凝土仍能保持一定正温度 , 以保温材料覆盖保温 , 防止热量散失过快 , 充分利用水泥的水化热 , 使混凝土在正温条件下增长强度。 蓄热法适用于气温不太寒冷的地区或是秋冬和冬末季节。 蓄热法施 工应进行热工计算。
（2） 蒸汽养护法施工。在混凝土冬期施工中 , 当要求混凝土强度增长较快 , 采用蓄热法等无法满足 要求时 , 通常采用蒸汽养护法。
（3）电热法施工。电热法设备简单， 收效快 , 可以在任何温度下使用 , 所以当工程要求紧迫且条件具 备时可以采用。我国使用电热法大致可分为两大类 : 直接加热法和间接加热法。
（4） 化学外加剂法我国混凝土冬期施工使用化学外加剂始于 195 年 , 到现在大致可分为五种类型 , 即氯盐及其复合剂、三乙酵胺及其复合剂、硫酸钠及其复合剂、亚硝酸钠及其复合剂、减水剂及其复 合剂。氯盐冷混凝土的优点是不需加热 , 施工简便 , 可降低工程费用 20% 左右 , 但存在硬化慢、早期强 度低、加剧钢筋锈蚀的缺点。因此 , 对氯盐的掺量和使用范围做了限制。
（5） 远红外线法养护。 利用远红外辐射器向新浇筑的'混凝土辐射远红外线 , 新拌混凝土与远红外线 的吸收介质 , 在远红外线的共振作用下。介质分子做强烈运动 , 将辐射能充分转换成热能 , 对混凝土进 行密封辐射加热 , 使其在较短时间内获得要求的强度。 由于远红外线养护时间短、 质量佳 , 且能源多样 , 随着这项技术的研究应用 , 将为混凝土冬期施工开辟一条新的途径。
三、混凝土冬期施工工艺
1. 混凝土的搅拌在常温条件下施工 , 搅拌塑性混凝土常选用自落式搅拌干硬性混凝土宜采用强制 式搅拌机。在冬期施工时 , 除考虑上述条件外 , 还应考虑混凝土的水灰比减少和外加剂的掺人等因素 , 宜选择强制式搅拌机。为确保混凝土的搅拌质量。冬期施工时除合理选择搅拌机型号外 , 还要确定装 料容积、投料顺序和搅拌时间等。
（1） 装料容积。混凝土搅拌机的规格常以装料容积表示 , 装料容积通常只为搅拌几何容积的 1/2 ～ 1/3 。一次搅拌好的混凝土体积称为出料容积 , 约为装料容积的 55%-75% 。混凝土搅拌机以其出料容积 （m 2 ）×1000 标定规格 , 常用规格有 150L,250L,350L 等。
（2） 投料顷序。冬期搅拌混凝土的合理投料顺序应与材料加热条件相适应。一般是先投骨料和 加热的水 , 待搅拌一定时间后 , 水温降到 40℃左右时 , 再投入水泥继续搅拌到规定的时间 , 要绝对避免 水泥出现假凝。
（3） 搅拌时间。 为满足各组成材料间的热平衡 , 冬期拌制混凝土时应比常温规定的搅拌时间适当延 长。对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。
2. 混凝土的运输和浇筑。
（1）混凝土的运输。混凝土拌和物出机 , 应及时运到浇筑地点。在 运输过程中 , 要采取措施防止混凝土热量散失和冻结等现象。 在条件可能的情况下 , 加强运输工具的保 温覆盖、制作定型保温车或运输采暖设备。途中混凝土温度不能降低过决 , 一般每小时温度降低不宜 超过 5 ～6℃。 混凝土浇筑时人模温度除与拌和物的出机温度有关外 , 主要取决于运输过程中的蓄热温度。 因此 , 运输速度要快 , 运输距离要短 , 倒运次数要少 , 保温效果要好。
（2）混凝土浇筑。在浇筑前 , 应清除模板和钢筋表面的冰雪和污垢。在施工缝处接槎浇筑混凝土 , 应去除水泥薄膜和松动石子 , 将表面湿润冲洗干净 , 并使接缝处原混凝土的温度高于 2℃，然后铺抹水 泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层 , 待已浇筑的混凝土强度高于 1.2MPa 时 , 允许继续浇筑。 条件宜采用热风机清除模板、钢筋上的冰雪和进行预热。分层浇筑厚大整体式结构时 , 已浇筑 层的混凝土温度 , 在被上层混凝土覆盖时 , 不应降至热工计算的数值以下 也不得低于 2"C 。浇筑随内 力接头的混凝土 （ 或砂浆 ） 宜先将结合处的表面加热到正温。 浇筑后的接头混凝土 （ 或砂浆 ） 在温度不超 过 45℃的条件下 , 应养护至设计要求强度 ; 当设计无要求时 , 其强度不得低于设计标号的 70% 。冬期一 般不得在强冻胀性地基上浇筑混凝土 ; 在弱冻胀性地基上浇筑混凝土时 , 地基土应保温 ; 在非冻胀性 地基上浇筑混凝土时 , 可不考虑土对混凝土的冻胀影响 , 但在受冻前 , 混凝土的抗压强度不得低于受冻 临界强度。
3.蓄热法养护。混凝土蓄热法养护是利用原材料加热及水泥水化热的热量 , 通过适当保温延缓混 凝土冷却 , 使混凝土冷却到 0℃以前达到预期要求强度的一种施工方法。
（1）蓄热法的适用范围 : 蓄热法适用于初冬或早春季节室外日平均气温为 - 10℃最低气温不低于 - 15℃的环境 , 由于蓄热法施工简单 , 冬期施工费用低廉 , 容易保证施工质量 , 故在冬期施工时应优先考 虑采用。蓄热法使用的保温材料应该以传热系数小 , 价格低廉和易于获得的地方材料为宜。
（2）混凝土受冻临界强度在寒冷地区进行混凝土冬期施工 , 由于各种因素 , 欲使混凝土完全不受冻 是不现实也不经济的。因为这要增加许多防护措施 , 而且工期拖长。在一定条件下允许混凝土早期受 冻 , 而不致损害混凝土各项性能 , 满足设计和使用要求。新浇混凝土在受冻前达到某一初始强度值 , 然 后遭到冻结 , 当恢复正常温度后 , 混凝土强度仍会继续增长 , 经 28d 养护后 , 其后期强度可达设计标 值的 95% 以上。这一受冻前的初始强度值叫做混凝土早期受冻允许临界强度。
四、结语
综上所述， 冬季混凝土结构施工的质量控制是一个非常复杂的过程 , 施工中无论哪一个环节出现 纰漏都会造成不可估量的损失 , 因此技术人员要掌握好冬季施工的方法原来及实践操作的技术要求 , 才能保证混凝土工程冬季施工的质量。
