混凝土冬期施工(construction of concrete in winter)

在室外日平均氣溫連續5天低于5℃時的混凝土工程施工。新澆筑的混凝土在5℃環境下養護，強度增長很慢。如遇負溫度，水泥的水化作用受到阻礙，其中游離水分凍結，在混凝土內形成冰聚體，并在骨料周圍結成冰膜，致使混凝土體積增大而凍裂。混凝土初期受凍后，于常溫下強度仍能增長，但已不能恢復到未遭凍結的水平。混凝土遭受凍結的時間愈早，其強度損失愈大，反復凍結，強度損失更為嚴重。對新澆筑的混凝土在受凍前達到多大強度(受凍臨界強度)才能避免凍害，各國都做過大量試驗。中國現行規范規定，硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土其受凍臨界強度應為設計標號的30％，礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土應為設計標號的40％。但C8及C8以下的混凝土，其受凍臨界強度不得低于5MPa。在混凝土冬期施工中，要采取措施，使新澆混凝土在硬化過程中不受凍害，水泥水化作用能持續進行，混凝土的強度能達到或超過受凍臨界強度。由于冬期施工需消耗較多材料和熱能，增加工程造價，安排項目時，應從技術、質量、經濟各方面統籌考慮。對不宜進行冬期施工的工程項目，要盡可能安排在入冬前或轉暖后施工。對不得不在冬期施工的項目，應提前做好各方面準備，調查本地區歷年氣候變化特點、能源及材料狀況以及混凝土結構特點，進行原材料和混凝土攪拌、運輸、養護過程的熱工計算，在混凝土制備、澆筑、養護等幾個環節上采取防凍害措施。

混凝土制備 為防止混凝土早期遭受凍害，制備混凝土時應考慮：(1)改善混凝土的配合比，優先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥標號應不低于325號，水泥用量不得少于300kg／m³，水灰比不應大于0．60。(2)加熱水及骨料，加熱溫度由熱工計算確定。當加熱水尚不足以獲得所需要的混凝土溫度時，才采取對骨料進行加熱的辦法。水泥加熱不易均勻，其局部過熱會使水泥凝結，一般應提前運入暖棚內存放。(3)拌制混凝土時，骨料中不得帶有冰雪及凍團，并注意其投入順序，應使水先與骨料接觸、待水溫降下來后，再投入水泥。切忌熱水直接與水泥接觸。(4)為了滿足不同溫度原材料的熱交換，拌合時間應比常溫下延長50％。

混凝土澆筑 混凝土運輸及澆筑過程中應有保溫措施，澆筑前應將模板和鋼筋上的冰雪和污垢清除。一個基礎或一個部位的混凝土宜連續進行澆筑，并注意隨澆筑隨覆蓋。一般情況下，澆筑后的混凝土溫度不應低于2℃。

混凝土養護 常用的方法有蓄熱法、電熱法、蒸氣加熱法、暖棚法、摻外加劑法等。

蓄熱法 利用混凝土的初溫、水泥發熱量和模板及覆蓋物的保溫，使混凝土緩慢冷卻，并在受凍前達到預期強度的養護方法。此法方便、經濟，是混凝土冬期施工中混凝土養護的主要方法，適用于室外最低溫度不低于－15℃時的地面以下工程或表面系數(表面積與體積之比)不大于5m²／m³的結構，如獨立基礎、條形基礎、設備基礎及厚墻等。在蓄熱法的基礎上，采用早強水泥、摻早強型外加劑、短時人工加熱等以提高混凝土養護溫度，縮短養護期，擴大蓄熱法應用范圍的方法，稱綜合蓄熱法。

電熱法 將電能轉化為熱能加熱混凝土，使其短期達到需要強度的混凝土冬期養護方法。此法是在混凝土內插入鋼筋作電極，通電后的混凝土作不良導體所發出的熱量來養護混凝土，或在鋼模板上裝設電纜線圈，通電后由電磁場引起渦流發熱來加熱混凝土，也有的采用電熱毯、遠紅外線輻射器等方法加熱混凝土。電熱法適用于結構表面系數在5以上，要求獲得早強的部位，如搗制框架、預制混凝土構件接頭、墻板拼縫等。采用電熱法的條件是電力供應情況較好。電熱法的電極布設應保證混凝土的溫度均勻。當發現混凝土表面開始干燥時，應停電，并澆溫水進行濕潤。養護后的強度一般只需達到設計強度的50％。當超過設計強度的50％時，混凝土的電阻會隨著強度的發展而增大，而使電能消耗增加，且養護效果也不顯著。

蒸氣加熱法 用蒸氣加熱混凝土，以縮短養護期的一種冬期施工養護方法。一種是在結構(或構件)周圍設置封閉棚罩，用低壓飽和蒸氣直接噴氣以加熱混凝土；另一種是在保溫棚內用蒸氣散熱器提高混凝土的養護環境溫度，此時須注意澆水保持混凝土表面潤濕；也有在混凝土構件內的空腔或在構件內埋管抽芯的孔中，通入蒸氣加熱混凝土，孔道最后用水泥漿灌實。蒸氣加熱法適用于有充裕蒸氣可資利用時的表面系數較大(如柱、梁、板等)預制構件的養護。

暖棚法 亦稱熱空氣法。在基礎或結構周圍搭設封閉暖柵，利用已有建筑的熱風爐，將熱風輸入棚內以養護混凝土，亦有在棚內設置火爐以養護混凝土，此時須注意防火及排煙。暖棚法養護混凝土，其棚內溫度不得低于5℃，混凝土表面應保持濕潤。此法適用于地下室、地下水池等構筑物的混凝土養護。

摻外加劑法紡往混凝土內加入適量的早強劑、防凍劑及減水劑，以降低液相冰點，在一定負溫度下，液態水能與水泥起水化作用，而使混凝土強度能繼續增長的養護方法。此法適用于地坪、圈梁等混凝土結構的養護，不適用于受酸堿介質、溫濕頻繁變化和直接靠近電源的結構以及預應力混凝土結構的養護。采用摻外加劑法時，混凝土的拌制水要加熱，必要時砂子亦要加熱，以使混凝土出攪拌機的溫度不低于10℃，入模溫度不低于5℃。混凝土澆筑時應隨振搗隨覆蓋，混凝土不再加熱。養護過程中當大氣溫度低于設定溫度時，應需采取保溫措施。摻入的外加劑有氯化鈉、氯化鈣、亞硝酸鈉、碳酸鉀、硫酸鈉和三乙醇胺等，其組分、摻量應通過試驗確定并應符合有關規范規定。

技術管理　混凝土冬期施工，除應遵守常溫下施工的各項要求外，還應注意：(1)做好專門的施工設計，包括熱工計算、保溫方法、質量、監測、養護方法及安全措施等，并在施工中認真執行。(2)不論采用哪種養護方法，都要考慮水泥的適應性，采用電熱法、蒸氣加熱法時，應嚴格控制混凝土的升溫、降溫速度及最高加熱溫度，防止混凝土干裂。(3)防止混凝土早期受凍是保證混凝土冬期施工的關鍵，應設置好測溫設施，做好溫度檢測，包括原材料加熱溫度、攪拌機出料溫度、混凝土澆筑溫度和養護期間的溫度變化。如果混凝土溫度超過熱工計算的溫度，必須尋找原因，適當調整。特別要注意在寒冷氣候突然侵襲前，應及時采取措施。(4)模板和保溫層應在混凝土冷卻到5℃后方可拆除。當混凝土與外界溫差大于20℃時，應在拆模后的混凝土表面上及時覆蓋，以使混凝土緩慢冷卻。