冬季严寒条件下混凝土施工措施

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发布时间：2021-09-10

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冬季严寒条件下混凝土施工措施
李元富，原万坤
(黑龙江省农垦红兴隆管理局水务局，黑龙江友谊155811)
摘要：混凝土的冬季施工面临受冻破坏是影响寒冷地区混凝土耐久性的主要问题，文章从混凝土冻害机理出发，结合混凝土建筑
物的冬季施工实践，从浇筑前后两个阶段分别采用搭设暖棚、控制水灰比、架设火炉、正温浇筑以及混凝土的搅拌养护等措
施相结合的经验进行阐述、研究和探讨保证混凝土冬季施工质量的方法。
关键词：混凝土；冬季施工；水化作用；冰胀应力；保温搅拌；外加剂
中图分类号：TU753 文献标识码：B
江萝灌区位于黑龙江省萝北县境内。灌区渠首站于
2009年开工，工程混凝土工程量大，按照工期总体进度安排，
需进行冬季施工。冬季施工的措施很多，但最佳的方案应满
足施工工期短、造价低等条件，同时应保证工程质量。根据
该特点，项目部认真研究，决定采用搭设暖棚、热水搅拌、控
制水灰比、掺外加剂及外部保温相结合综合的施工方法，这
几种方法施工简便，所增加的费用低，施工质量有保证。
1 冻害分析
研究认为，新浇混凝土中的水可分为两部分，一部分是与水
泥起水化作用的水化水，另一部分是满足坍落度要求的自由水，
自由水充满了混凝土孔隙和毛细孔通道。当新浇混凝土拌合物
处于负温环境下，拌合水开始冻结，水化作用停止。混凝土结构
内毛细孔中的自由水开始结冰，体积膨胀，产生冰胀应力，破坏
了内部结构而冻裂。
混凝土的冻害可分为两个阶段：混凝土早龄期受冻及硬
化后受冻。早龄期受冻，是指混凝土浇筑完成后，在养护硬
化期间受冻，这种冻害主要是由于施工方法和养护措施不当
而造成的。早期冻害会使其力学性能降低，影响工程质量甚
至发生严重事故。对于早龄期混凝土来说，其内部孔隙结构
已基本形成，但并不坚固，所以防治早龄期受冻对混凝土冬
季施工尤为重要。
2 冻害对混凝土影响
普通混凝土浇筑后，如未经适当养护而早期受冻，其抗
压强度损失很大。若初凝时受冻，成龄后混凝土强度损失可
达30％～50％。混凝土早期受冻后，结构的整体性、耐久性
等性能均降低，缩短了结构的使用寿命，严重的甚至不能正
常使用。
3 冬季施工措施
江萝灌区渠首站项目部根据现行“混凝土结构工程施工
及验收规范”规定，凡昼夜室外平均气温连续5 d相对稳定低
于+5~C和最低温度低于一3~C时，就由常温施工转为冬季施
工 J。冬季施工方案为采用保温搅拌站搅拌，出料后塔机运
输，浇筑振捣及暖棚养护。因此搅拌站生产混凝土过程及现
场构造物的养护措施是江萝灌区渠首站混凝土冬期施工重
点。针对这一重点问题项目部主要采取以下7项措施。
3．1 材料的选择与存储
砂石料的存储要有足够的堆高，并进行覆盖，以防止落
人冰雪而冻结。水泥的选择跟据冬季施工的需要选用早期
强度高、硬化速度快、能减少养护时间的P．042．5号普通硅
酸盐水泥，水泥要提前搬入搅拌棚。
3．2 预先搭建保温搅拌棚与加热拌合水
预先在混凝土搅拌场地搭建半封闭式搅拌棚，搅拌棚只
在进出料处留El，以降低棚内热量的损失。搅拌棚内搭设大
火炉，火炉一方面能增加棚内的温度，另一方面用于加热拌
合水，设专人控制水温在80℃ 以上。投料时应先投入骨料、
水，使砂石变热，水温降低后，投入水泥和外加剂，充分搅拌。
这样既保证了混凝土入仓温度，又避免了因水温过高而使混
凝土出现假凝现象。
3．3 增加混凝土的搅拌时间与减少吊运时间
搅拌前应先用热水预热冲洗搅拌机，使其预热，然后按
顺序投料。为使搅拌过程中混凝土拌合物温度均匀，搅拌时
间应比常温时间延长50％。混凝土人料罐后，覆盖料罐上
口，用塔机迅速运至仓面，人仓振捣，减少运输过程中的热量
损失。
3．4 选用正确的外加剂
混凝土的冬季施工，外加剂的使用起着重要作用。项目
部最后选用Ul12亚硝酸钠型复合防冻剂，该外加剂具有防
冻、早强、减水、引气等作用，可广泛用于混凝土的冬期施工，
同时掺量较低，具有较好的经济及保质量效果。施工中增设
专人负责添加，确保外加剂用量准确。
3．5 水灰比的控制
水灰比大会使水泥颗粒间的距离变大，减慢水泥的硬化
速度，并增加混凝土构件中孔隙的数量，使其强度降低。严
格控制水灰比可以减少混凝土中可冻的水量，所以在冬季施
工中要将水灰比控制在0．6以内，同时为控制坍落度，可适
当加入引气剂。
3．6 封闭式暖棚养护
由于本工程混凝土冬季施工构件都是结构面积和高度
不大且集中浇筑，因此采用暖棚养护法。在施工构件周围搭
设封闭式暖棚，棚内养护采用火炉加热养护的方法，密度约
为5 m／个，因室内温度不高，比较干燥，火炉所产生的CO 会
对混凝土表面造成碳化影响，所以在火炉加热的同时要对混
凝土表面定时浇水，以保持混凝土表面的湿润，避免CO 对
混凝土表面造成碳化，影响混凝土质量。
3．7 控制拆模时间
混凝土冬季施工除上述早期冻害外，还应注意拆模不当
带来的影响。构件拆模后表面急剧降温，由于内外温差大而
产生较大的温度应力，会使表面产生裂纹，在冬季施工中适
当推延拆模时间。
通过以上7种结合的冬季施工技术措施，混凝土的出机
温度、人模温度及养护温度均得到了保障，强度增长正常，龄
期28 d后，经实验室送检，其抗压强度符合设计要求。
参考文献：
[1] 张勤，等．水利工程施工[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005．
[2] 刘庆元．混凝土冬期施工的技术措施[J]．河北煤炭，2003(4)