混凝土冬季施工研究综述及生产管理中的主要问题

　　摘要：混凝土冬季施工研究主要集中于配合比，临界强度，温度控制，施工法确定等问题，实际施工中应注意控制各种工法的薄弱环节，保证相关工序与辅助工作的完成质量，以免冬施技术方案与费用达不到应有效果。
　　
　　关键词：配合比；温度控制；施工方法；薄弱环节；相关工序质量
　　
　　由于很多工程项目对工期要求很紧，搞好冬季混凝土施工管理具有重要的现实意义。砼冬季施工一般要解决以下问题：一是如何确定混凝上最短最佳的养护龄期；二是如何防止混凝土早期受冻；三是如何使冻后混凝土的后期强度能达到设计的需要（王维斌，2004）。
　　本文由研究综述和现场管理要点构成，原因是：目前关于混凝土冬季施工的研究中综述研究很少；施工实践中存在较多忽视现场薄弱环节控制，忽视相关工序与工作完成质量，以至于达不到预期效果的现象。
　　一、冬施研究初步综述
　　已有研究主要涉及配合比与外加剂，温度控制，临界强度，以及施工方法（方案）等方面。
　　（一）关于配合比与外加剂
　　刘其城等人（2009）认为，防冻剂含过多钾盐和钠盐会使混凝土内液相碱浓度迅速提高，遇到活性集料极易产生碱集料反应；多数防冻组份都不参与水泥水化反应，长期的沉积、结晶会破坏混凝土的耐久性。为了兼顾质量和经济，应按早强型和防冻型分别选择防冻剂；引气剂参量不宜过高，否则会降低混凝土强度。
　　宋功业等人（2003）认为，防冻混凝土配合比设计一般情况下宜选用混合材掺量少的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜选用需水量大的火山灰质硅酸盐水泥；应控制材料的含泥量；抗冻等级F100及以上的混凝土所用粗细集料均应进行坚固性试验；抗冻混凝土配合比设计应增加抗冻融性能试验。
　　他还提出，大体积混凝土主要是控制温度裂缝，因此水泥应选用水化热低和凝结时间长的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时应采取措施延缓水化热的释放；粗集料宜连续级配，细集料宜用中砂；在保障强度和塌落度的前提下提高掺合料和集料的含量，以降低每方水泥用量。
　　目前生产的防冻剂通过降低冰点，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的。刘津明（2009）提出，外加剂应注意应用范围，氯盐防冻剂能降低冰点促进早强，但促锈，宜使用添加阻锈剂（如硝酸盐、亚硝酸盐等）后的复合阻锈防冻剂，无氯盐防冻剂会引起应力腐蚀和晶格腐蚀，含亚硝酸盐、碳酸盐的防冻剂严禁用于含高强钢丝的预应力砼结构，含有对饮食、呼吸有害的成分的防冻剂不得用于相应的饮水、食品、居住、办公等工程中。
　　（二）关于温度控制
　　王维斌（2004）认为：水泥水化热引起砼内部温度和温度应力剧烈变化而导致开裂，控
　　制水化热引起的温度升高、块体内外温差及降温速度、防止有害的温度裂缝（含收缩裂缝）是施工关键。
　　刘津明（2009）提出：
　　⑴运输中的温度和覆盖的保温材料应根据热工计算确定，入模温度不得低于5℃。
　　⑵大体积分层浇注时，已浇注层的温度未被上一层砼覆盖前不应低于2℃，加热养护时加热前温度不得低于2℃。
　　⑶装配式结构浇注前，承受内力接头的结合处的表面应加热到正温，结合处砼应养护到设计强度，无要求时也不应低于设计值的75﹪。
　　⑷热工计算和测温要求：测温应开始于原材料加热，终至撤除保温材料，包括出机温度，运输中温度，入模温度，保温中温度，测温点应布置在最易冷却的地方，大体积砼内部与表面，验证拆模强度的须布置在受力最大的部位，绘制布置图并编号，养护期间每天一般至少测3-4次，有异常及时采取措施。
　　（三）关于受冻临界强度
　　关于最低临界强度国内外有许多研究成果，我国的钢筋混凝土施工及验收规范(GB50204-92)第7.1.2条明确规定：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的构件为设计的30%，矿渣硅酸盐水泥为设计的40%，但C10级及C10级以下的混凝土不得低于50kgf/cm2。可见受冻临界强度与水泥品种和后期增长有一定关系。刘津明（2009）提出，掺加防冻剂的情况下，室外最低气温-15℃以内时临界值为4Mpa，室外最低气温-15℃～-30℃时为5Mpa。
　　（四）对施工方法的研究
　　冬季施工常见施工方法有蓄热法、外加热法、防冻剂法、综合法，应根据结构类型、施工队伍素质、气候特征等因素综合考虑，还要参考当地能源状况，例如金连才（2003）提出利用西藏高寒地区的太阳能资源于砼施工。
　　刘福东（2006）通过对沈阳地区的调查提出：
　　1. 对一般基础工程，采用综合蓄热法质量有保障，技术可行，较经济。
　　2. 对大体积砼等基础工程，在保证前期水泥水化要求的温度后质量就有保证，过高提高砼入模温度不仅不经济，且对后期强度有不良影响。
　　3. 对主体工程，当平均气温不很低时（-5℃左右）,加强保温措施蓄热法是可行的，当平均气温不低于-15℃时采用综合蓄热法也可行，且较经济。
　　王维斌（2004）认为：
　　⑴厚度为1米的大体积砼在冬季最低气温为-5℃时仍可采用蓄热法，不须掺防冻剂或早强剂。
　　⑵仅对水加热到50℃左右，蓄热法时能满足最低气温-5℃，如对水和集料均加热可适用于更低温度。
　　刘津明（2009）提出：
　　⑴暖棚法施工时注意保证空气循化畅通和一定的湿度，直接燃烧燃料时注意通风以防止砼的早期碳化。
　　⑵电热法施工时应使用50-100V范围内的低压电以免过热，升温和冷却均应按照计算进行，不得过快，注意观察砼表面温度和湿度，如果过干则停止电流，浇温水后再通电。
　　二、砼冬施现场管理的要点
　　在砼冬施方案的基础上，本人结合自己的工程实践，认为应注意以下方面：
　　（一）控制各种工法的薄弱环节
　　1.蓄热法
　　要注意覆盖的保温材料既不被砼自身水分打湿又不被雨雪或凝结水露打湿，塑料薄膜要添加到位；不要忽略楼板等底部接触空气的部位的保温。
　　2.外加热法
　　在火炉加热法与暖棚法中，燃料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，现场空间布置也可能不利于热量传输，要注意保证通风与空气循环。

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