浅析关于低温条件下混凝土施工的讨论

　　摘  要：本文结合作者施工经验，分析了低温条件下混凝土施工前的准备工作、质量控制措施及后期养护，结合工程实例提出了低温条件下混凝土施工时的注意事项。

 

　　关键词：低温条件下；混凝土施工；讨论

 

　　Abstract: Combined with the construction experience, this paper analyzes the concrete preparation work before construction, the quality control measures and maintenance under the low temperature, combined with the engineering example, this paper puts forward the concrete construction matters needing attention under the condition of low temperature.

 

　　Key words: low temperature; concrete construction; discussion

 

　　中图分类号：TU755.8  文献标识码：A   文章编号：2095-2104（2012）

 

　　建筑工程的混凝土工程低温条件下施工管理是一项复杂的、开放的动态的系统工程、要做好这项工作，需要建筑施工企业认真分析自身的特点，充分利用自己的长处，采取科学的方法提高施工管理素质。特别是在低温条件下施工过程中，更加要求工程项目管理人员认真负责，严格按照低温条件下施工方案进行施工，通过科学的方法加强混凝土的保温和养护工作，一定能够确保工程质量。

 

　　1 低温条件下混凝土施工前的准备工作

 

　　编制方案: 进入低温条件下施工的工程项目，在入冬前应由技术负责人编制低温条件下施工方案。编制要遵循以下原则: 确保工程质量; 经济合理，使增加的费用为最少; 所需的热源和材料有可靠的来源; 确实能够缩短工期。低温条件下施工方案中应包括以下内容: 施工程序; 施工方法; 现场布置; 设备、材料、工具等的供应计划; 安全防火措施;测温制度和质量检查制度等。施工方案确定后，要组织有关人员学习。并向班组进行交底。培训学习: 及时组织相关人员进行技术培训，使他们掌握各自作业范围内的有关低温条件下施工专项知识。明确职责，并经考核合格后，方可上岗。施工场地的准备工作: 排除现场积水，对施工现场进行必要的修整，截断流入现场的水源，做好排水措施，消除现场施工用水、用气造成场地结冰现象。保证道路的畅通。冬期施工必要燃料、保温材料的准备，工程采暖施工热源用料，应根据施工方案中的要求进行准备。

 

　　2 低温条件下混凝土施工质量控制措施

 

　　2.1 调整配合比法

 

　　选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻能力的重要手段。试验结果表明，应使用早强型硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且早期强度高，一般 3 天抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥 7 天的强度，效果较明显。尽量降低水灰比，选择较低的坍落度。水泥强度等级应不低于 32．5，水泥用量不应低于 300kg/m3 增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的封闭型气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力提高混凝土的抗冻性。掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。选择颗粒硬度高和缝隙少的骨料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。骨料不得带有冰雪和冻块以及易冻裂的物质，严格控制混凝土的配合比和坍落度。由骨料带入的水分以及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。拌制掺用外加剂的混凝土时，当外加剂为粉剂时，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。当外加剂为液体，使用前按要求配置成规定溶液，然后根据要求使用。

 

　　2.2 综合蓄热施工方法

 

　　综合蓄热施工方法是在蓄热保温的基础上，充分利用混凝土的初始热量及水泥在水化过程中所释放出来的热量，再辅以化学外加剂或早强水泥等综合措施，创造混凝土加速硬化的条件，使混凝土硬化由初始温度至冰点之前尽快达到抗冻临界强度的一种施工方法。现在常用的综合蓄热法有蓄热加外加剂、蓄热加早强水泥、蓄热加短时加热等数种措施。综合蓄热法比单纯某一种方法的技术、经济效果都要好。

 

　　2.3 外部加热法

 

　　主要用于气温在-10℃ 以上，且构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传给混凝土或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。火炉加热。一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制，加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备，费用较高，且热损失较大，劳动条件亦不理想。电加热。将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，使电能变为热能，以提高混凝土的温度。此法简单方便，热损失较少、易控制，不足之处是电能消耗量大。红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封幅射加热。

 

　　2.4 混凝土的搅拌、运输和浇筑

 

　　在混凝土拌和站搭设暖棚,选用大容量的搅拌机,以减少混凝土的热量损失。搅拌前,用40℃的热水冲洗搅拌机。混凝土的拌和时间比常温规定的时间要延长50%。由于水泥和热水拌和会发生骤凝现象,所以材料投入时,应先将水和砂石投入拌和,充分拌和后再加入水泥和外加剂进行拌和。混凝土的运输中短距离塔设暖棚通道,保证在运输的时间和距离中混凝土不离析、不丧失塑性。采取的措施主要是为了减少运输的时间和距离,减少外界气温对混凝土的影响,使运输工具得以适当的保温。

 

　　混凝土在浇筑前,先清除模板和钢筋上的冰雪和污垢,并使浇筑面正温,尽量加快混凝土的浇筑速度,防止热量散失过多。混凝土的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃,混凝土养护前的温度不低于2℃。在施工操作上要加强混凝土的振捣,尽可能提高混凝土的密实程度。采用机械振捣,振捣时间应比常温时要适当增加。浇筑整体结构时我们基本进行一次性浇筑,如不能一次性浇筑的,在适当部位设置施工缝,施工缝的位置设置在跨内适当的位置,即受力较小处。施工缝处理,在混凝土终凝后立即对结合表面进行冲洗,去除结合面表面的水泥膜、污水和松动石子。在继续浇筑时,为使新老混凝土牢固结合,要对旧混凝土表面进行适当的加热,使其温度和新浇筑混凝土入模温度相同。同时铺水泥砂浆涂刷后即浇其上混凝土。

 

　　3 混凝土低温条件下施工的管理措施

 

　　3.1试验人员负责每天天气预报的收听和气象记录，掌握近期气温变化情况，并及时传达和汇报气象信息，以便及时采取措施应付气温骤变；

 

　　3.2 在施工中，安排专人定时测量日大气最高和最低温度时的混凝土出机口和摊铺阶段的温度；

 

　　3.3 为了验证低温条件下混凝土强度的发展情况，要求每班制作一组同建筑物相同养护条件的试件；

 

　　3.4 在混凝土浇筑过程中，工程管理人员日夜轮流值班，并不定期检查施工情况。

 

　　4 混凝土低温条件下施工的养护

 

　　混凝土中外加剂的掺量按负温混凝土要求施工，应根据混凝土浇筑 5 天内的预计日最低气温来选用防冻剂。当预计日最低气温为-15℃ ～-10℃、-10℃ ～-5℃ 时宜分别采用规定的-10℃、-5℃ 的防冻剂。当预计日最低气温为- 5℃时，可采用早强减水剂并用保温材料覆盖。

 

　　冬期施工中混凝土浇筑后，在负温下硬化是缓慢的，硬化过程可能出现受冻过程。也就是说，硬化过程和受冻过程同时发生。在负温养护时，由于热交换作用，水泥凝结硬化过程受温度的影响要做相应的后移，温度越低水泥的硬化过程越慢，养护期越长。若混凝土在初凝之前受冻、水泥水化处于刚刚开始阶段，混凝土仍保持其塑性性质，此时受冻只影响其可施工性，而损坏不了混凝土本身物理性质。若混凝土进入凝结期以后受冻。而混凝土结构正在形成阶段。受冻既要破坏水泥的凝结硬化过程。又会导致混凝土本身强度及耐久性显著降低。

 

　　负温养护期间，混凝土由初温受冻不会突然出现，在施工现场也不会出现所谓速冻的条件。即使在严寒的条件下有剧烈降温的可能性，混凝土也会有一个适当的水化过程。冬期施工中经常出现的冻害事故，多数是在初凝期以后受冻所致。因此，在混凝土浇筑完毕至终

 

　　凝期间采取强有力的养护措施，会取得良好的质量效果。负温养护期间混凝土若发生早期受冻其形成为:

 

　　4.1 冻胀表形和残余变形大。混凝土内部必然存在大量的可冻水，水由液态转变为固态时，体积增大约 9%，这必然导致混凝土体积膨胀，可冻水量越多，混凝土体积膨胀越大。这种冻胀变形在溶解后不能完全恢复变形而有残余变形。冻胀变形和残余变形是混凝土早期受冻过程中由可冻水引起内部结构损伤和外表体积变化最直接的综合表现。因此冬期施工时控制混凝土的水灰比，对防止混凝上早期受冻有重要的意义。

 

　　4.2 强度损失大。混凝土中可冻体变化使混凝土产生冻胀变形，而冻胀变形又势必导致混凝土内部结构组织出现微裂缝。这必然导致混凝土强度大幅度损失，同时混凝土的物理性能，如弹性模量、抗拉强度、抗冻、透水和耐久性的显著降低。这样，混凝土达不到设计强度要求。此外，混凝土低温条件下施工时的养护问题中还必须重视的一个问题，那就是也应该采取措施使大体积混凝土内部水化热的升温与构件表面温度的温度差控制在 25℃以内防止构件温差裂缝的产生。

 

　　5 工程实例分析

 

　　5.1工程概况。某地区酒店公寓项目建筑为框架结构，楼层28 层，高度 99m，主体工程按施工进度两次进入低温条件下施工。为保证工程质量，制定了低温条件下施工的方案。

 

　　5.2低温条件下施工质量控制措施。第一，施工措施。本工程混凝土采用搅拌站送料，混凝土中加入防冻剂1％，早强剂1‰，加入热水搅拌，保证将混凝土的入模温度控制在 15℃以上。混凝土中防冻剂等外加剂质量（有无沉淀及杂质等）和浓度由搅拌站控制。第二，施工测温。在整个工地上选取了 3轴、9 轴、lx轴 3 个有代表性的位置，将测温孔编号，绘制出测温孔位置图，专人负责测温工作，按“测温安排表”进行测温工作。对浇筑混凝土完毕后的前 3 天每 2h 测量一次，以后每昼夜测量 4 次，每次测量采集 2：00、8：00、14：00、20：00等 4 个时间点的大气环境温度和混凝土温度。在测温管理中，必须做到：一是每天将测温记录报给工长与技术管理人员，发现异常及时采取措施并汇报有关领导及技术负责人；二是测温人员在每层或每段停止测温时交一次测温记录，平时发现问题及时向现场管理人员和技术人员汇报，以便及时采取措施；第三，保温措施。每天砌筑后，用草帘对砌筑表面进行覆盖保温。梁板混凝土浇筑完后，在上部及时覆盖草帘子，搭接长度100mm，草帘应该压牢。柱子采取以草帘子包裹和绑固的方法。

 

　　5.3效果分析。一是温度数据统计分析该工程所在地区温度，在施工过程中低温条件下室外平均- 3℃，夜间最低温度- 8℃，由于采用了充分的保温措施，工程测温的温度记录显示养护期间混凝土的温度能够达到 5℃～ 9℃，符合混凝土的施工质量要求。二是现场回弹仪检测强度分析为了检验混凝土强度的发展情况，利用回弹仪对不同龄期的 22 个区间设计强度为 30MPa 的低温条件下施工混凝土进行了现场强度检验。结果表明每个区间的混凝土强度均达到要求。

 

　　5 结束语

 

　　混凝土在低温时,水化作用明显减缓,强度增长受到阻滞。以上措施可以使混凝土在低温条件下施工的情况下同样达到混凝土建筑的质量和外观标准。在实践中还发现塑性混凝土料受冻影响,强度发展有如下规律:受冻后的混凝土,若在正温中溶解并重新硬结时,强度可持续增长。不少工程因偶然事故使混凝土受冻,甚至早期受冻,当恢复加热养护后强度持续增长,其28d强度仍接近标准养护强度。此外,混凝土塌落度越大,水灰比越大,受冻对其强度和抗渗性影响越大。在低温条件下混凝土的施工中,加强对混凝土施工的管理,注意温度、湿度的控制,以预防为主中,采取多种措施,保证混凝土质量。探索运用科学的方法,逐步提高低温条件下混凝土施工质量。

 

　　参考文献：

 

　　［1］李清立.建筑施工技术［M］北京: 中国计划出版社．

 

　　［2］原晋濮.混凝土低温条件下施工的要点［J］． 山西建筑，2007．