混凝土冬季施工规范(混凝土冬季施工的所有策略)
——中国建筑工业协会混凝土分会学报—
本文将介绍混凝土冬季施工的原理、施工 *** 和技术措施。
什么是冬季施工？
⊙根据JGJ/T104-2011《建筑工程冬季施工规范》，当室外日平均气温连续五天低于5℃时，冬季施工开始。混凝土结构应采取冬季施工措施，气温骤降时应采取防冻措施。
一、混凝土工程冬季施工的一般原则
混凝土拌合物在浇注后逐渐凝固硬化，直到获得最终强度，这是由于水泥的水化作用。而水泥的水化速度除了与混凝土的组成和配合比有关外，主要与温度有关。
温度升高，水化加快，增强液更快；当温度降至0℃时，混凝土中的部分水开始冻结，并逐渐由液相(水)转变为固相(冰)。此时，参与水泥水化的水减少了。所以水化变慢，强度相应增加。当温度继续下降，当混凝土中存在的水完全变成冰，即完全液相变成固相时，水泥的水化基本停止，此时强度不增加。
水变成冰后，体积增加约9%，同时产生约2500 kg/ cm2的膨胀应力。这种应力值往往大于水泥浆体内部形成的初始强度值，导致混凝土受到不同程度的破坏(即早期受冻破坏)，强度降低。
此外，当水变成冰时，骨料和钢筋表面会有较大颗粒的冰，削弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰融化时，混凝土中会形成各种空空隙，降低混凝土的密实度和耐久性。
因此，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是混凝土强度增加的关键，国内外许多学者对混凝土中水的形态做了大量的试验。结果表明，新浇混凝土在受冻前有一段预养护期，可增加内部液相，减少固相，加速水泥水化。试验还表明，混凝土受冻前的预养护期越长，强度损失越小。
混凝土解冻后(即常温条件下)继续养护，强度会有所提高，但提高的幅度不一。对于预养护期长、初期强度高(如R28的35%)的混凝土，受冻后后期强度几乎没有损失。但对于安全预养护期短、初期强度低的混凝土，受冻后后期强度会有一定损失。
因此，混凝土在受冻前，应该有一个常温下的预养护期，以加速水泥的水化，使混凝土获得更低的强度而不被冻害，一般称为优优资源网的临界强度，才能达到预期的效果。至于临界强度，各国数值不同。我国规定不得低于设计强度等级的30%或每平方厘米35kg。
混凝土冻害的危害
1、降低混凝土强度
2、造成混凝土裂缝。
3.混凝土中钢筋的腐蚀
4.降低混凝土的耐久性。
施工前准备
(1)混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和垃圾，特别是新老混凝土交接处(如梁柱交接处)，但不得用水冲洗。
(2)浇筑前应准备好混凝土覆盖的保温材料，如塑料薄膜、彩条布、棉毡、草帘等，并采取相应的防冻保温措施。并采取必要的防风和密封措施，提高保温效果。
(3)混凝土不得浇筑在冻土上。在浇注之前，我们必须设法提高温度来融化冻土。混凝土连接时，应对老混凝土进行预热，浇筑后加强保温，防止受冻。
(4)如果混凝土坍落度太小，不能满足施工要求，可在混凝土公司技术人员的指导下，用外加剂进行调整。禁止通过加水来调节混凝土的坍落度。
混凝土浇筑
(1)为保证混凝土的浇筑质量，防止温度变化影响质量，混凝土运至施工单位浇筑地点后应尽快浇筑，并应在90min内出料；自卸车运输时，应在60分钟内卸完。
(2)冬季施工时，不得将泵车的水灌入模板内；湿润的砂浆不得放入模板中，也不得倒入构件结构中。
(3)浇筑过程中，施工单位应随时观察混凝土拌合物的均匀性和稠度变化。浇筑现场发现混凝土坍落度随要求变化时，及时与混凝土公司联系，及时调整。严禁对进入浇筑现场的混凝土随意加水，杜绝边加水边泵送浇筑的行为。
(4)楼板、梁、墙、柱一起浇筑时，先浇筑墙柱和混凝土，再浇筑梁和楼板。浇筑墙、柱等高构件时，一次浇筑高度以混凝土离析为准，一般每层不超过500mm。捣实后，应浇筑上层。浇筑时，应注意振捣到位，使混凝土充满试模，不明显下沉，无明显气泡排出。
(5)分层浇筑较厚的整体结构混凝土时，在被前一层混凝土覆盖之前，已浇筑层的混凝土温度不应低于2℃。加热固化时，固化前的温度不得低于2℃。
(6)混凝土的浇筑温度不得低于5℃。浇筑后，对混凝土结构中容易受冻的部位必须加强保温，防止冻害。
及时合理的抹灰
(1)冬季混凝土初凝时间一般为8~12小时，终凝时间为12~16小时。因此，应适当把握抹灰时机，在初凝前进行第二次抹灰(用手轻压表面可留下指印)，可减少表面裂缝。混凝土墙、柱等侧模板的拆模时间应适当延长，避免表面起皮等影响外观质量的因素。
(2)混凝土初凝前，用刮尺刮平，用木抹子抹之一遍，初凝后终凝前用铁抹子滚压表面若干遍，封闭表面凹凸不平、不规则的裂缝，最后用受光抹子抹第二遍，封闭收水裂缝。然后，立即在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，使混凝土中蒸发的自由水堆积在混凝土表面保温，再用草帘覆盖薄膜。
混凝土的维护
(1)混凝土经相关施工工艺处理后，应及时覆盖塑料薄膜和覆盖草帘、棉毡进行保温养护，确保混凝土初凝前不受冻。根据施工场地和温度，可采用以下 *** 进行覆盖:
气温在0℃~5℃时，覆盖一层棉毡或草帘和一层塑料薄膜；
当气温为-5℃~0℃时，覆盖两层棉毡或草帘和一层塑料薄膜；
气温在-10℃~-5℃时，覆盖三层棉毡或草帘，一层塑料薄膜；
气温低于-10℃时，覆盖四层棉毡或草帘，一层塑料薄膜；
当温度低于-15℃时，加热其他材料(如岩棉、苯板等。)要用来保温。保温层的厚度和材料应根据计算确定。
(2)在养护初期，派专人测温，详细记录整个养护期内的温度变化，每昼夜至少测量四次混凝土和环境的温度，以便发现问题，及时采取措施进行补救。
(3)进行模板外保温时，除基础可放置保温外，其他结构必须放置保温材料后再浇筑混凝土。钢表面可挂草帘、麻袋等保温材料，系紧后浇筑混凝土。
(4)混凝土终凝后，应立即进行覆盖和保温养护，养护时间按国家标准要求不少于14天。如果早期养护不到位，其28天强度会受到很大影响。
(5)拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，防止混凝土表面温度骤降而产生裂缝。
模板牢固，及时装车和拆模。
(1)拆模时，混凝土必须达到要求的拆模强度。过早拆模承重会导致混凝土表面出现裂缝等质量问题。在混凝土未达到1.2MPa之前，不允许在新拌混凝土上踩踏、支模和加载。不要过早地在地板上进行施工或堆放重物，以减少或避免结构的收缩、变形和裂缝。
(2)应注意混凝土拆模的时间和顺序，特别是对于梁、墙板等结构，应适当延长拆模时间，拆模后继续养护。
(3)模板和保温层应在混凝土冷却至5℃后拆除。未冷却的混凝土具有较高的脆性，因此在冷却之前，结构不得受到冲击或动荷载。当混凝土与外界温差大于20℃时，拆模后的混凝土表面应临时覆盖，以缓慢降温。
(4)根据同条件养护的试块强度，确定拆模时间。
二、冬季混凝土施工 ***
1.冬季混凝土施工 *** 的选择从以上分析可知，在冬季混凝土施工中，主要解决三个问题:
1)如何确定混凝土的最短养护龄期；
2)如何防止混凝土的早期冻害；
3)如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求？
在实际施工中，应根据施工温度、工程结构(工程量、结构厚度、暴露量)、工期紧迫程度、水泥品种及价格、早强剂、减水剂、防冻剂的性能及价格、保温材料的性能及价格、热源条件等因素，选择合理的施工 *** 。
一般来说，同一个工程可以有几种不同的冬季施工方案。一个理想的方案应该是用最短的工期和更低的建设成本获得更好的工程质量，即工期、成本和质量的更优化。目前基本上有四种 *** 。
2.冬季混凝土施工 *** 的种类
1)配合比调整法主要适用于0℃左右的混凝土施工。具体做法:
①选择合适的水泥品种是提高混凝土抗冻性的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。这种水泥水化热大，早期释放强度更高。一般3天抗压强度约等于普通硅酸盐水泥的7天强度，效果明显。
②尽量降低水灰比，略微增加水泥用量，以增加水化热，缩短达到龄期强度的时间。
③加入引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂产生的气泡会相应地增加水泥浆的体积，改善拌合物的流动性，提高其粘结性和保水性，缓冲混凝土中水冻结产生的水压，提高混凝土的抗冻性。
④掺加早强剂可缩短混凝土凝结时间，提高早期强度。常用的有 *** 钠(水泥用量的2%)和MSF(水泥用量的5%)。
⑤选用颗粒硬度和空隙小的骨料，使其热膨胀系数与周围砂浆相同。
2)蓄热法主要用于-10℃左右，结构较厚的工程。 *** 是:对原材料(水、砂、石)进行加热，使混凝土在搅拌、运输、浇筑后，保留相当数量的热量，使水泥的水化迅速放出热量，加强混凝土的保温，保证新浇混凝土在温度降至0℃前有足够的抗冻性。该 *** 工艺简单，造价低。但要注意内部保温，避免边角和外露表面结冰，并延长养护期。
3)防冻外加剂在-10℃以上的气温中，向混凝土拌合物中加入一种化学药剂，降低水的冰点，使混凝土在负温下仍处于液相，水化能继续进行，从而使混凝土强度继续增长。目前常用的是氧化钙、氯化钠等单一防冻剂和亚硝酸钠加氯化钠。
4)外加热法主要用于-10℃以下，构件不厚的工程。通过加热混凝土构件周围的空气体，将热量传递给混凝土，或者直接加热混凝土，使混凝土在常温下正常硬化。
(1)加热炉一般用于较小的建筑工地。 *** 简单，但室内温度不高且比较干燥，释放的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。
②蒸汽加热。蒸汽被用来在炎热潮湿的条件下硬化混凝土。这种 *** 易于控制，加热温度均匀。但由于需要特殊的锅炉设备，成本较高。热量损失大，工作条件不理想。
③电加热。用钢筋做电极或在混凝土表面粘贴电加热器，使电能转化为热能，提高混凝土温度。第二种 *** 简单方便，热损失少，易于控制，但缺点是能耗高。
(4)红外加热，利用高温电加热或气体红外发生器，通过密封辐射加热混凝土。
三。混凝土冬季施工技术措施
1、冬季施工对混凝土材料的要求:
骨料中不应有冰、雪和有机物，骨料应干净、级配良好且坚硬。
水:饮用自来水；外加剂:选用防冻剂。防冻剂的作用机理是在规定的负温下显著降低混凝土的冰点，使混凝土在液态下不会冻结，保证水泥的水化，并在一定时间内获得预期的强度。
防冻液应通过技术鉴定，符合质量标准，并通过实验室试验掌握其性能。
水泥:具有高活性和高水化热的普通硅酸盐水泥。
2、冬季混凝土搅拌和运输对混凝土搅拌的要求:
混凝土搅拌应采用加热水的 *** 。80℃以上的热水不得与水泥直接接触。热水应与骨料混合，然后与水泥混合，以避免水泥假凝。混凝土的搅拌时间不得少于3分钟。此外，如有必要，保护搅拌机周围并保持其温度。
混凝土的养护:混凝土浇筑完毕后，立即用塑料布覆盖保湿，塑料布外面再用隔热板覆盖保温。保温板材应覆盖整齐、严密，使混凝土温度不会下降过快，避免混凝土冻害的发生。
混凝土的养护时间宜延长不少于15天。加入两组相同条件下的混凝土试块，放在现场环境中，随时得到相同条件下混凝土的抗压强度。
3、冬季混凝土测温对混凝土测温工作的要求:
混凝土中的预埋电线应由专人测量，包括大气温度、混凝土出罐温度、混凝土入模温度、混凝土内部温度。如有异常，应及时采取措施。