学文网摘要：混凝土是一种应用极其广泛的建筑材料，是构成建筑物主体的重要组成部分。由于混凝土自身的特点，环境温度对工程质量的影响极大。在我国北方广大地区，冬季时间长，气温低，为了使建筑业实现常年均衡施工，以推动经济建设的发展，必须组织冬期施工。根据当地多年气温资料，室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，混凝土结构工程应该按冬期施工组织施工。
关键词：混凝土 冬季施工 方法 措施
中***分类号：TV331文献标识码： A
一、引言
冬期施工时，水泥与水的化学反应，在低温条件下进行缓慢，在4~5℃是尤其如此。因此，寒冷的冬季气候对混凝土工程影响很大。新浇筑的混凝土对温度非常敏感，在低温条件下，混凝土强度的增长要比常温下慢得多。如果温度降至4℃以下，尤其是温度降至-0.5~2℃时，混凝土中的水即开始膨胀，这对于新形成的脆弱的混凝土结构会产生永久性损害。如果混凝土温度降至水的冰点（-2.5℃）以下，由于结冰的水不能与水泥化合，在混凝土内，水化反应停止，所产生的新复合物就大为减少。一旦冻结，不只是水化作用不能进行，其后即使给以适宜的温度养护，也会对强度、耐久性、抗渗性等性能带来不利的影响。因此，在混凝土凝结硬化初期，当预计到日平均气温在4℃以下时，必须以适当的方法保护混凝土，使其免受冻害。
二、混凝土冬期施工的一般规定
（1）混凝土受到冻害影响之前，应给予加热或进行保温养护，或掺加防冻外加剂。特别是从养护结束到开春之前，混凝土须具有充分的抗冻融性能。
（2）施工过程中的各阶段，对预想的各种荷载，混凝土应具有足够的强度。
（3）竣工的结构物，应满足使用时所要求的强度、耐久性和抗渗性。
（4）混凝土的冬期施工是寻求一种混凝土的施工方法，使之在室外气温低于冰点的气候条件下，也能达到所需要的强度和耐久性。
（5）按当地多年气温资料，当室外的温度连续5天稳低于5℃时，必须遵守冬期施工混凝土的有关规定。
（6）尚未硬结的混凝土在-0.5℃时就冻结，混凝土强度将因冻结而明显受到损害。
故冬期施工混凝土在受冻前的抗压强度（临界强度）不得低于下述规定：
1）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥配置的混凝土为设计强度等级的30％，但C15以下的混凝土，其强度不得低于3.5MPa。
2）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥配置的混凝土为设计强度等级的40％，但C15以下的混凝土不得低于5.0MPa。一般来说，当抗压强度达到3.5~5.0MPa时，有1~3次冻结，混凝土不会受到很大冻害。寒冷地区，暴露在露天的结构物，从保温养护结束到开春之前，有1~3次以上的冰冻是常事，故上述强度是不够的。
防止混凝土早期冻害的措施
（1）在混凝土拌制时掺加早强剂或早强型减水剂。
（2）早期短时间加热使混凝土尽快达到临界强度。
（3）采用早强或超早强水泥拌制混凝土。
（4）采用早期保温蓄热法提高混凝土的抗冻性能。
三、混凝土冬期施工材料的选择
1.水泥
（1）水泥品种的选择。对于不同的养护方式，不同的构筑物应采用不同的水泥。
1）在冬期，混凝土的一般施工方法中，如掺早强防冻剂法、蓄热法、暖棚法等，除厚大结构物外，应选用活性高而水化热大的水泥品种，因此，应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。
2）对于厚大体积的结构物，如水坝、反应堆、高层建筑物大体积基础等，则选用水化热较小的水泥，以避免温度应力对结构产生的影响。
（2）水泥强度等级和用量的选择。冬期施工混凝土一般采用强度等级不低于32.5级的水泥；水泥最少用量不少于300kg/m³。
2.骨料
混凝土骨料分细骨料和粗骨料。细骨料宜选用中砂，含泥量小于3％；粗骨料须选用经15次冻融值试验合格（总质量损失小于5％）的坚实级配花岗岩或石英岩碎石，不应有风化的颗粒，含泥量小于1％。
粗料多处于露天堆场，因此，要提前清洗和储备，做到骨料清洁。要使用冰雪完全融化了的骨料，不宜使用冻结的或是掺有冰雪的骨料，否则，会降低混凝土的温度。另外在混凝土中，冰雪的融化会留下孔隙。为了有利于骨料的加热，特别要注意在运输和储备过程中不要混入冰雪，以免冰融化时吸热降温。冬期施工混凝土所用骨料的堆场，应选地势较高、不积水的地方。
3.水胶比
混凝土的冻结，主要是其中的水分结冰所致。混凝土中，孔隙率和孔结构特征（大小、结构、间隔距离）对抵抗冻害起着明显的作用，而水胶比又直接影响混凝土的孔结构，故冬期施工混凝土的水胶比应不大于0.60。
4.早强防冻剂
掺有早强防冻剂的混凝土，可以在负温下硬化而不需要保温或加热，最终达到与常温养护的混凝土相同的质量水平。
目前，比较理想的防冻剂应同时具备下列特点：
（1）具有良好的早强作用。可使混凝土在较短的条件内达到临界强度，从而增强混凝土的抗冻能力。
（2）具有高效减水作用。可有效地减少每1m³混凝土的用水量，细化毛细孔径，也减少了冰胀的内因。
（3）具有显著降低混凝土冰点的作用。可使混凝土在较低的环境温度条件下保持一定数量的液态水存在，为水泥的持续水化提供条件，保证混凝土强度的持续发展。
（4）对钢筋无锈蚀作用。
另外，许多资料认为，防冻剂应具有一定的引气作用，以缓和因游离水冻结而产生的冰晶应力。但实践证明，含气量对混凝土的早期抗冻能力并无益处，从冬期施工的要求出发，防冻剂无须包含引气组分。如果设计方面对混凝土的抗冻融性能有特殊的要求，可再掺入引气剂。
四、混凝土的拌制
为了使混凝土在受冻前达到允许受冻的临界强度，可以提高混凝土的入模温度。或是采取措施使混凝土短期内在正温或负温的条件下，养护硬化到允许受冻的临界强度。
1.外加剂的使用
混凝土冬期施工中使用的外加剂有四种类型，即早强剂、防冻剂、减水剂和引气剂，可以分别起到早强、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要加热保温时，这种混凝土冬期施工方法称为负温养护工艺。
混凝土外加剂的使用要求
混凝土冬期施工中外加剂的使用，应满足抗冻、早强的需要，对结构钢筋无锈蚀作用，对混凝土后期强度和其他物理力学性能无不良影响，同时应适应结构工作环境的需要。单一的外加剂常不能完全满足混凝土冬期施工的要求，一般宜采用复合配方。
2.对混凝土原材料的加热
最简易也是最经济的办法是加热拌合水。水不但易于加热，而且水的比热比砂石大，其热容量也大，约为骨料的五倍。只有当外界温度很低，只加热水而不能获得足够的热量时才考虑加热骨料。
冬期施工时砂、石骨料的加热方法
（1）直接加热。直接将蒸汽管道通到需要加热的骨料中去。其优点是加热迅速，并能充分利用蒸汽中的热量，有效系数高。缺点是骨料中的含水量增加，不易控制搅拌时的用水量。
（2）间接加热。在骨料堆、储料斗或运输骨料工具中，安装气盘管间接地对砂、石送气加热。这种方法加热较慢，但易控制搅拌时的用水量。
（3）用大锅或大坑进行加热。此法设备简单，但热量损失较大，有效系数低，加热不均匀，一般用于小型工程。
冬期施工时水的加热方法
（1）用锅炉或锅直接烧水。
（2）直接向水箱内导入蒸汽。
（3）在水箱内装置螺形管传到蒸汽的热量。
（4）水箱内插入电极加热。
五、结束语
综上所述，混凝土在冬季施工中，温度是控制重点，要结合本工程的施工条件和施工环境，选择适合的施工方法。此外，还要严格控制各个环节的施工质量，使冬季混凝土施工达到最佳的效果。
六、参考文献：
【1】吴晓龙《浅谈冬季混凝土施工手艺》，《建筑手艺开发》2008年11期第122页。
【2】孙志、李治龙、董超《浅论混凝土工程冬季施工保证质量的措施》，《黑龙江水利科技》2003年08期第67页。
【3】刘秉京《混凝土技术》，北京：人民交通出版社，1998版。
【4】张磊、刘静《试论混凝土工程冬季施工应注意的问题及防护措施》，《山西建筑》2009年4期第187页。
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