广东建材２０１２年第２期 质量控制与检测 冬期混凝土施工的有效质量控制措施 彭彩林 （湖南常德路桥建设有限公司） 摘 要：为了保证混凝土冬期施工的质量，本文对冬期混凝土施工技术及质量控制措施进行阐述， 并对混凝土冬期养护及质量通病的预防进行分析，以供同行参考。 关键词：混凝土；冬期施工；质量控制措施 １引言 我国许多地方有较长的寒冷季节，由于受到工期制 约，许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的，只要采 用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期浸冻，使外露 混凝土与冬期气温保持较小温差，也会取得像在天暖施 工时的效果。 ２施工技术 （１）混凝土冬季施工的一般原理混凝土拌和物浇筑 后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度是由于 水泥水化作用和结果。而水泥水化作用的速度除与混凝 土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高 低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也 较快。而当温度降低到０℃时，存在于混凝土中的水有 一部分开始结冰，逐渐由液相（水）变为固相（水）。这时 参与水泥水化作用的水减少了，因此水化作用减漫，强 度增长相应较慢。如温度继续下降，当存在于混凝土中 的水完全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥 水化作用基本停止，此时强度就不再增长。 混凝土化冻后（即处在正常温度条件下）继续养护， 其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一，预养期长、 获得初期强度较高（如达到Ｒ２８的３５％）的混凝土受冻 后，后期强度都有损失。而安全预养期短、获得初期强度 比较低的混凝土受冻后，后期强度都有不同程度的损 失。由此可见，混凝土冻结前要使其在正常温度下有一 段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭 受冻害的最低强度（一般称临界强度），即可达到预期效 果。对于临界强度各国规定取值不等，我国规定为不低 于设计标号的３０％，也不得低于３．５ＭＰａ。 （２）混凝土冬季施工方法的选择从上述分析可以知 道，在冬季混凝土施工中需主要解决三个问题：一是如 何确定混凝土最短的养护龄期；二是如何防止混凝土早 期冻害；三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要 求。在实际工程中，要根据施工时的气温情况，工程结构 状况（工程量、结构厚大程度与外露情况），工期紧迫程 度，水泥的品种及价格，早强剂、减水剂、抗冻剂的性能 及价格，保温材料的性能及价格，热源的条件等来选择 合理的施工方法。目前基本上采用以下四种方法。 ①外部加热法。主要用于气温ｌ０℃以上，而且构件 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。蒸汽加 热：用蒸汽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而费用较高， 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调整配合比方法。主要适用于在一５℃左右的混 凝土施工。具体做法是选择适当品种的水泥，提高混凝 土早期抗冻。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥，该 水泥水化热较大，且早期强度高，一般３ｄ抗压强度大约 相当于普通硅酸盐水泥７ｄ的强度，效果较明显；尽量降 低水灰比，相应增加水泥用量，从而增加水化热量，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￣＇ＵＪｎＮ，缩短混凝土的凝结 时间、提高早期强度，应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥 用量的２％）和ＭＳＦ复合早强试水剂（掺水泥用量的５％）； ——４７—— 质量控制与检测 广东建材２０１２年第２期 选择颗粒硬度和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围 度，办法是控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水 砂浆膨胀相近。 剂。 ③蓄热法。主要用于气温１０℃左右、结构比较厚大 （３）模板和保温层应在混凝土冷却到５℃后方可拆 的工程。做法是对原材料（水、砂、石）进行加热，水采用 除，当混凝土与外界温差大于２０℃时拆模后的混凝土 火炉加热，把水装到容量大的锅或桶中加热到８０℃以 表面应临时覆盖，使其缓慢冷却。 下，对砂石料采用保温棚保温，使混凝土在搅拌、运输和 快，并加强对混凝土的保温，以保证在温度降到０℃以 前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单， （４）未冷却混凝土有较高的脆性，所以结构在冷却前 浇灌以后还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较 不得遭受冲击荷载或动力荷载的作用。 ３．２混凝土的拌制 （１）制混凝土用的骨料必须清洁，不得含有冰雪和冻 施工费用不多，但要注意内部保温，避免角部与外露表 面受冻，且要延长养护龄期。 ④抗冻外加剂。在１０＂Ｃ以上的气温中，对混凝土拌 和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂，使混凝土在负 温下仍处于液相状态，水化作用能继续进行，从而使混 凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氧化钠等单抗 冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。 上述四种冬期施工方法都有利有弊，其适用范围都 受一定条件的制约，应根据工地现有条件，采用一种或 两种以上方法结合使用，通常情况下外部加热法较为常 用。例如，东常四标项目中的一座大桥的主体工程，针对 混凝土的冬季施工就采取了如下措施：①调整混凝土的 施工配合比；②对拌和用水采取加热措施；③购买蒸汽 锅炉、煤炉、彩条布、铝锅等设备，在混凝土浇筑完成后 采用蒸汽养生法对新浇筑的混凝土养生。为了不延误工 期，项目部安排用洒水车装满热水撒在堆满积雪的箱梁 模板上融雪，为混凝土浇筑做准备。由于冬季风较大，为 避免混凝土表面失水过快而产生裂纹，同时隔绝环境温 度对混凝土早期强度提升的影响，每次混凝土浇筑后及 时用防水彩条布进行覆盖，并安排专人严格检查是否覆 盖严密，特别注意了棱角的覆盖，杜绝形成冷带使混凝 土产生收缩裂缝，影响混凝土质量。 ３冬期施工主要技术措施 ３．１基本要求 （１）冬季施工的混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅 酸盐水泥，水泥标号不宜低于３２．５，混凝土中的水泥用 量不宜少于３００ｋｇ／ｍｓ，水灰比不应大于０．６，在水灰比 不变的情况下，加入适当的早强剂如ＣａＣＬ 等，可降低 配合比中的水量，必要时应加入防冻剂（根据气温情况 确定）。 （２）为减少冻害，应将配合比中的用水量降到最低限 ——４８—— 块以及易冻裂的物质，在掺有含钾、钠离子的外加剂时 不得使用活性骨料，在有条件时，砂石应抢在零上温度 时筛洗，并用塑料纸、油布盖好。 （２）拌制掺外加剂的混凝土时，如外加剂为粉剂，可 按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。如外加 剂为液体，使用时应先配制成规定浓度溶液，然后根据 使用要求，用规定浓度溶液配制成施工溶液。各溶液分 别置于有明显标志的容器中，不得混淆。每班使用的外 加剂溶液应一次配成。 （３）当施工期处于０￣Ｃ左右时，可在混凝土中添加早 强剂，掺量应符合使用要求规范规定，且注意在添加前 应做好模拟试验，以核实有关技术措施；对于有限期拆 模要求的混凝土，还应适当提高混凝土强度等级。 （４）混凝土中添加防冻剂时，严禁使用高铝水泥。 （５）严格控制混凝土水灰比，由骨料带入的水分及外 加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。 （６）搅拌掺有外加剂的混凝土时，搅拌时间应取常温 搅拌时间的１．５倍。 （７）混凝土拌合物的出机温度不宜低于１０℃，入模 温度不得低于５℃。 ３．３混凝土的运输和浇筑 （１）混凝土搅拌场地宜尽量靠近施工地点，以减少材 料运输过程中的热量损失，同时也应正确选择运输用的 容器（包括形状、大小、保温措施）。 （２）混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上，特别是新 混凝土（如梁、柱交接处）交接处的冰雪及垃圾。 （３）当采用商品混凝土时，在浇筑前应了解商品混凝 土中掺入抗冻剂的性能，并做好相应的防冻保暖措施。 （４）分层浇筑混凝土时，已浇筑层在未被上一层的混 凝土覆盖前不应低于计算规定的温度，也不得低于 ２℃。 （５）重点工程或上部结构要连续施工的工程，混凝土 广东建材２０１２年第２期 应采取有效措施，以保证预期所要达到的强度。 质量控制与检测 水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养 （６）预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前， 护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导 浇灌部位的混凝土必须预热，并采用热的水泥浆、砂浆 致表面起灰。预防措施是严格控制水灰比，延长混凝土 或混凝土，浇灌后在正温下养护到强度不低于１５Ｍｋａ。 （７）现场应留设同条件养护的混凝土试块作为下道 工序的依据。 混合物搅拌时间，表面覆盖塑料薄膜保水。 ５结语 总之，冬期混凝土施工中首先要确定混凝土施工中 ３．４混凝土的养护 （１）冬季浇筑的混凝土由正温转入负温养护前，混凝 土的抗压强度不应低于设计强度的４０％，对于１０℃以下 的技术方案，组织好外加剂材料、保温材料等，其次要掌 握冬期混凝土施工的技术和质量保证措施，最后要针对 的混凝土不得小于５ＭＰａ。 （２）采用的保温材料（草袋、麻袋），应保持干燥。 （３）在模板外部保温时，除基础可随浇筑随保温外， 其它结构必须在设置保温材料后方可浇筑混凝土。钢筋 表面可先挂草帘、麻袋等保温材料并扎牢，然后再浇混 凝土。 （４）保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土 层上，可先覆盖塑料薄膜，上部再覆草袋等保温材料。保 温材料的铺设厚度为：一般情况下０℃以上铺一层；Ｏ￣Ｃ 以下铺二层或三层；大体积混凝土浇筑及二次抹面压实 后应立即覆盖保温，其保温层厚度、材质应根据计算确 定。 （５）拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，以防混 凝土表面温度的骤降而产生裂缝。 ４混凝土冬期施工的质量通病以及预防 措施 （１）钢筋的锈蚀与混凝土裂缝由于钢筋的氧化锈蚀 伴生体积膨胀，致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂 缝。混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引 起开裂。混凝土内部水分由边缘向中心移动形成压力， 也将引起轴向裂缝。 ①严格控制氯盐的掺量。按照“钢筋混凝土工程施 工及验收规范”规定，氯盐的掺量不得超过水泥重量 １％，基本钢筋就不锈蚀。 ②限定量的氯盐掺入时应充分溶解或搅拌均匀，以 防止偏折引起局部钢筋锈蚀。 ③控制水泥质量和混凝土混合物水灰比，增大其密 度性，防止水分转移，均能有效地防止混凝土的裂缝产 生。 （２）表面起 ‘表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离， 表面起灰，骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物 混凝土冬期施工的质量通病采取预防措施。● 【参考文献】 ［１］吴海江．浅淡水利工程冬季施工管理［Ｊ］．石河子科技，２００４， （Ｏ２） ［２］刘俊光．冬季混凝土施工的质量控制［Ｊ］．新疆有色金属， ２０１０，（Ｏ１） ［３］宁亚瑜．浅谈混凝土冬季施工的质量控制及技术措施［Ｊ］．现 代物业（中旬刊），２０１０，（０３）． ［４］韩晓东．关于冬季施工中安全措施的研究［Ｊ］．职业技术， ２Ｏ１０，（Ｏ２） ４９