新疆区域冬季施工中混凝土质量控制措施

【摘要】新疆的冬季时间较长，而且温度很低，施工环境极为恶劣，混凝土施工受自然条件的影响极易出现质量问题。文章在分析北方冬季施工对混凝土质量影响的基础上，分析了北方冬季施工中混凝土质量控制的要点，并简单介绍了北方冬季施工中需要注意的安全措施，以期为保证北方冬季施工中的混凝土质量和工期提供参考。
【关键词】冬季施工；混泥土；质量控制；措施

1 混凝土冬季施工特点

1)冬季施工因为施工条件及环境不利，是工程质量事故的多发季节，尤以混凝土工程居多。
2)混凝土质量事故出现的隐蔽性、滞后性。
3)混凝土冬季施工的计划性和准备工作时间性强。这是因为准备工作的时间短，技术要求复杂。往往有一些质量事故的发生，都是因为这一环节跟不上仓促施工形成的。

2 混凝土工程冬季施工的基本原理

2.1 温度对混凝土强度增长的影响

混凝土的强度只有在正温养护条件下，才能持续不断增长，并且随着温度的升高，混凝土强度的增长速度加快。
混凝土捣拌浇灌后之所以能逐渐凝结和有高的温度，是由本身水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土组合材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也快；而当温度降至0℃时，存在于混凝土中的游离水有一部分开始结冰，逐渐由液相变为固相，这时水泥水化作用基本停止，强度也不再上升。温度继续下降，当混凝土中的水全部结成冰，由液相变为固相时，体积膨胀约9%，同时产生大约20kN/m 的侧压力。这个应力值一般大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土受到程度不同的早期破坏而降低强度。此外当水结成冰后会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌，这种冰凌会减弱水泥浆与骨料同钢筋的黏结力，也会影响混凝土的抗压强度。当气温回升冰融化后又会在混凝土内部留下众多的空隙和孔洞，降低混凝土的密实性和耐久性。

2.2 冻害对混凝土强度的影响

混凝土遭受冻害，强度停止增长；正温条件恢复，解冻后的混凝土强度仍然能继续增长，但其强度则有明显的降低。
混凝土浇筑后立即遭受冻害，其内部产生大量微裂缝，将大大降低混凝土的强度、密实性和耐久性。因此，新浇筑的混凝土必须防止遭受冻害。由此可见在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键因素。分析国内外关于水在混凝土中的形态的一些资料可以看出，新浇灌的混凝土立刻冻结时，有80%以上的水变成冰，液相不足20%，水化反应极其微弱了；当混凝土经过24h 的标准养护后再冻结，只有60% 的水变成冰；当混凝土强度达到设计标准的50% 以上时，即使温度降至－ 40℃ 以下，而含水量也维持在60% 以下，还有40% 的水未转变为固相，水化作用也能继续进行。可以得出这样一个结论:混凝土在浇灌后有一段养护期，对加速水化作用极为重要，因而应预防早期冻害。当混凝土在受冻前只有1h 的养护期，强度损失会超过50%；在受冻前得到6h 的养护期，强度损失不超过20%。
混凝土在正温气候条件下继续养护，其强度增长幅度是不相同的。对于预养期长初期强度达到R28的28% ～ 35% 的混凝土受冻后，后期强度基本不受影响；而对于预养期较短，强度达到R28 的15% ～17% 时的混凝土受冻后，后期强度会受到一定影响，只能达到设计强度的85% ～ 90% 。

2.3 混凝土允许受冻临界强度

混凝土早期遭受冻害后，其抗压强度和抗拉强度均有不同程度的损失，钢筋与混凝土的黏结强度将有较大损失，混凝土的抗渗性和耐久性都要降低。
混凝土允许受冻临界强度是指新浇筑混凝土在受冻前达到某一初始强度值，然后遭到冻结，当恢复正温养护后，混凝土强度仍会继续增长，经28d 标准养护后，其后期强度可达到强度等级的95% 以上，这一受冻前的初始强化值叫做混凝土允许受冻临界强度。

3 混凝土冬季施工方法及措施

3.1 根据实际情况确定合适的施工方法

在冬季混凝土施上中，一般要解决和处理好以下几个问题:
　

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　①如何确定混凝上最短最佳的养护龄期；
②如何防止混凝土早期受冻；
③如何使冻后混凝土的后期强度能达到设计的需要。在实际施工中，在根据施工现场气温变化、工程结构部位和数量、工期要求期限、水泥品种、外加剂、保温材料性能和现场条件、供热来源等情况，采取合适的施工方法和组织措施。一般情况下，同样一个工程可以有多种方法和措施来保证工期和质量，但最佳方案必须满足工期短、造价低且质量有保证。

3.2 目前条件下冬季施工采取的施工措施

3.

2.1采用蓄热法

主要适用于气温≥ － 15℃且结构较厚大的现浇混凝土工程。对原材料砂石和水进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇筑完成后. 还储备有相当的热量，以使水化放热加快，并加强对混凝土的保温，以保持在温度降至0℃以前具有一定的抗冻能力。使用蓄热法应是结构体积厚大，外露面积越小，通过表面散热损失也会少，蓄有热量则较多。因此要注意内部少量降温，且应注意保护外露及角边以防受冻。此法工艺简单，费用又少而可以有足够的养护期限。
3.

2.2外加热法

适用于气温在－ 15℃以下环境施工，而构件并不厚大的工程。通过加热施工现场周围的空气，保持混凝土的环境温度，或者直接对构件加热，使混凝土处在正温下正常硬化。使用热源有火炉、蒸气、暖棚、电及红外线等工艺。
火炉加热在较小的工地上应用。方法简单但室温不会很高且较干燥，特别是炉子里明火和聚集烟放出的CO2会使新浇混凝土表面易碳化，影响表面光洁，是一种较原始的方法。
蒸气加热是采用蒸气的温度和湿度养护混凝土。此法比较简单且易控制使得温度均匀，广泛应用在大型预制构件厂，一般小型工地施工不易办到。但需要专门锅炉设备和场地。热损失大，费用高，工作环境也差。
暖棚法即在现场搭设工棚，使构件或基础在棚内正常温度下施工。费用较高，因需建棚和加温，常用于一些重点项目。
电加热法是将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝上表面，使电能变为热能，以提高混凝土温度。这种方法简单方便，热损失较少也容易控制。当构件较远时. 电加热比蒸气加热要方便灵活，但耗电量大费用高。
3.

2.3防冻法

目前生产的防冻剂可应用在－ 10℃及其以下气温中施工。它是采用降低冰点，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，从而改善孔结构，达到强度增长不受影响的目的。防冻法分为早强、负温防冻和结构法等，常用防冻剂是亚硝酸钠，它不但可以降低冰点，而且是极好的防锈剂，费用低，
大小工地皆可使用。
3.

2.4综合法

是同时采用任意的两种以上保温及防冻措施进行施工。应根据结构类型等特点，施工队伍素质和当地能源状况来确定方案，有以蓄热为主辅以早期防冻的蓄热综合法，有以加热为主辅以防冻，也有以防冻为主辅以蓄热等。
4 结语
综上所述，在北方混凝土施工中，要想保障混凝土的施工质量，就必须在原有的基础上使用正确的施工方式，除了对混凝土施工中所需材料进行检验外，还需要专业人员按照科学的施工标准对混凝土进行相应的养护。只有这样，才能确保混凝土的施工质量，才能保障工程今后的投入使用。冬季施工措施都有一定的不足之处，其适用范围都受一定条件环境的制约，因此要根据具体情况具体分析采取不问的冬季施工措施，保证冬季施工质量而不浪费20% ～ 40%的施工季节，使混凝土工程量有所提高，质量事故有所下降。