什么是冬季施工

記者根據JGJ/t104-2011《建筑工程冬季施工規范》，當室外日平均氣溫連續5天穩定在5℃以下時，即可開始冬季施工。混凝土結構工程應采取冬季施工措施，氣溫驟降應采取防凍措施。 

一、冬季混凝土施工通則

混凝土混合料在澆筑后逐漸凝結硬化，直至達到最終強度的原因是水泥的水化作用。水泥水化速率與混凝土本身的組成和配合比有關，主要隨溫度變化。
        隨著溫度的升高，水化速度加快，強度增長速度加快；當溫度降至0℃時，混凝土中的一些水開始凍結，并逐漸由液相（水）轉變為固相（冰）。此時，參與水泥水化的水減少了。因此，水化作用減緩，強度增長相應減緩。氣溫繼續下降。當混凝土中的水完全變成冰，也就是說，當完全液相變成固相時，水泥的水化基本停止，此時強度并沒有增加。
       當水結冰時，體積增加約9%，膨脹應力約為2500kg/cm~2。這種應力值往往大于水泥石形成的初始強度值，使混凝土遭受不同程度的損傷（即早期凍害），強度降低。此外，當水結冰時，骨料和鋼筋表面會結冰，削弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結，從而影響混凝土的抗壓強度。當冰融化時，混凝土中會形成各種空隙，降低混凝土的密實度和耐久性。

         由此可見，在冬季混凝土施工中，水模的變化是影響混凝土強度增長的關鍵。國內外許多學者對混凝土中的水形態進行了大量的試驗研究。結果表明，新配制的混凝土在凍結前有一個預養護期，可以增加內部液相，減少固相，加速水泥水化。試驗結果還表明，預養護時間越長，強度損失越小。

        混凝土解凍后（即常溫條件下）將繼續保持，強度增加，但增加幅度不同。在較長的預養護期內，初強較高的混凝土（如R28的35%）凍后后期強度損失較小。但對于安全預養護期短、初強度低的混凝土，后期強度會有一定程度的損失。

         由此可見，在凍結前，混凝土應在常溫下進行一段時間的預養護，以加速水泥的水化，使混凝土在不發生凍害的情況下達到最小強度，一般稱為臨界強度，并達到預期效果。至于臨界強度，各國規定的數值并不相等。在中國，該值不得低于設計強度等級的30%，也不得低于35kg/cm~2。
混凝土凍害危害：

一。降低混凝土強度
2。引起混凝土裂縫
三。混凝土中鋼筋的腐蝕
四。降低混凝土的耐久性
施工前準備

（1）混凝土澆筑前，應清除模板和鋼筋上的冰、雪和垃圾，特別是新老混凝土的接縫處（如梁、柱的接縫處），但不得用水沖洗。
（2）混凝土保護層的保溫材料，如塑料薄膜、彩條布、棉氈、草簾等，應在澆筑前做好，并采取相應的防凍保溫措施。采取必要的防風密封措施，提高保溫效果。
（3）凍土層不得進行混凝土澆筑。澆灌前，必須將凍土加熱融化。混凝土接縫時，應對舊接縫進行預熱，澆筑后應加強保溫，防止接縫結冰。
（4）如果混凝土坍落度太小，不能滿足施工要求，可在混凝土公司技術人員的指導下使用外加劑進行調整。嚴禁加水調整混凝土坍落度。
混凝土澆筑

（1）為保證混凝土的澆筑質量，防止溫度變化影響質量，混凝土運至施工單位澆筑現場后，應盡快澆筑，90分鐘內卸料；自卸汽車運輸時，材料應在60分鐘內卸下。
（2）冬季施工期間，不得將泵車的管道濕潤水放入模板內；不得將管道濕潤用的砂漿放入模板內，也不得將其灌入構件結構內。
（3）澆筑過程中，施工單位應隨時觀察混凝土混合料的均勻性和稠度變化。混凝土坍落度和澆筑現場要求如有變化，應及時與混凝土公司聯系，及時調整。進入澆筑現場的混凝土嚴禁隨意加水，也應避免邊加水邊泵送澆筑的行為。
（4）樓板、梁、墻、柱一起澆筑時，先澆筑墻柱和混凝土，再澆筑梁、樓板。澆筑墻、柱等高構件時，一次澆筑高度應以混凝土不離析為準。一般每層高度不超過500mm。上層找平后澆筑。澆筑時應注意振搗到位，使混凝土充滿試驗模板，不得有明顯下沉或氣泡排出。
（5）分層澆筑厚整體結構混凝土時，澆筑層的混凝土溫度不得低于2℃，否則應被上一層混凝土覆蓋。采用加熱養護時，養護前溫度不低于2℃。
（6）混凝土進入模板的溫度不低于5℃混凝土結構易凍部位在澆筑后應加強保溫，防止凍害。
及時合理抹灰

（1）混凝土冬季初凝時間一般為8-12小時，終凝時間為12-16小時。因此，應掌握好抹灰時間，并在初凝前進行二次抹灰（可用手輕輕按壓表面可留下指印），以減少表面裂縫。混凝土墻、柱及其它側模的拆模時間應適當延長，避免表面起皮影響外觀質量。
（2）混凝土初凝前，用刮刀刮平，第一次用木抹子抹面，初凝至終凝用鐵抹子分幾次壓實，將表面不平整、不規則的裂縫封閉，最后用抹子抹面第二次，封閉集水裂縫，然后立即用塑料薄膜覆蓋混凝土表面，使混凝土中蒸發的游離水積聚在混凝土表面進行保溫養護，然后將草簾覆蓋在薄膜上。
混凝土養護

（1）混凝土經相關施工工藝處理后，應覆蓋塑料薄膜，并覆蓋草簾、棉氈等保溫養護，確保混凝土在初凝前不受凍。根據施工現場和溫度，可采用以下方法進行覆蓋：
當溫度為0℃~5℃時，覆蓋一層棉氈或草簾和一層塑料薄膜；
當溫度為-5℃~0℃時，覆蓋兩層棉氈或草簾，一層塑料薄膜；
當溫度為-10℃～-5℃時，覆蓋三層棉氈或草簾，一層塑料薄膜；
當溫度低于-10℃時，覆蓋四層棉氈或草簾和一層塑料薄膜；
當溫度低于-15℃時，采用加熱等材料（如巖棉、苯板等）保溫。保溫層的厚度和材料應根據計算確定。
（2）在維修初期，設專人負責溫度測量，詳細記錄整個維修期的溫度變化。每天晝夜至少測量四次混凝土和環境溫度，找出問題并及時采取措施加以補救。
（3）模板外保溫，除基礎與澆筑保溫外，其它結構只能在保溫材料設置后才澆筑。鋼模板表面可掛草簾、麻袋等保溫材料，并在澆筑混凝土前扎牢。
（4）混凝土終凝后，應立即覆蓋保溫養護，養護時間按國家標準不少于14天。如果早期養護不到位，其28天強度將受到很大影響。
（5）拆模后的混凝土還應及時覆蓋保溫材料，防止混凝土表面溫度驟降產生裂縫。
模板應牢固，及時裝卸

（1）拆模時，混凝土必須達到規定的拆模強度。早期拆模和承重會導致混凝土表面出現裂縫等質量問題。在混凝土未達到1.2MPa前，不得踩踏、立模和加載新澆混凝土。不要過早地進行施工或在地板上堆放重物，以減少或避免結構收縮變形裂縫。
（2）注意混凝土拆模的時間和順序，特別是梁、墻板等結構，延長拆模時間，拆模后繼續養護。
（3）混凝土冷卻至5℃后，方可拆除模板及保溫層。未冷卻混凝土具有較高的脆性，冷卻前結構不應受到沖擊或動荷載。當混凝土與外界溫差大于20℃時，拆模后的混凝土表面應臨時覆蓋，緩慢降溫。
（4）拆除時間應根據相同條件下養護試塊的強度確定。
二。冬季混凝土施工方法

一。從以上分析可知，在冬季混凝土施工中，主要解決三個問題： 
1）如何確定混凝土的最短養護齡期；
2）如何防止混凝土早期凍害；
3）如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求
      在實際工程中，應根據施工溫度、工程結構狀況（數量、厚度和暴露量）、工期緊迫性、水泥品種和價格、早強劑的性能和價格，選擇合理的施工方法，減水劑和防凍劑、保溫材料的性能和價格、熱源條件。一般來說，對于同一個項目，可以有幾個不同的冬季施工方案。一個理想的方案應以最短的工期和最低的造價來獲得最佳的工程質量，即工期、造價和質量的優化。目前基本上采用了四種方法。
2。冬季混凝土施工方法的種類
1）調整配合比的方法主要適用于0℃左右的混凝土施工。具體方法：
①選擇合適的水泥品種是提高混凝土抗凍性的重要手段。試驗結果表明，應采用早強硅酸鹽水泥。水泥水化熱大，早期釋放強度最高。一般情況下，3d抗壓強度與7d普通硅酸鹽水泥相當，效果明顯。
②盡量降低水灰比，略微增加水泥用量，以增加水化熱，縮短達到齡期強度的時間。
③混合引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑產生的氣泡相應增加水泥漿體積，改善混合料的流動性，提高其粘聚力和保水性，緩沖混凝土中水凍結產生的水壓，提高混凝土的抗凍性。
④摻加早強劑可以縮短混凝土的凝結時間，提高混凝土的早強。普通硫酸鈉（水泥含量的2%）和MSF的使用符合早強試水劑（水泥含量的5%）的要求。
⑤選用顆粒硬度和空隙較小的骨料，使其熱膨脹系數與周圍砂漿相同。

         2）蓄熱方式主要用于結構較厚、溫度在-10℃左右的工程。該方法是對原材料（水、砂、石）進行加熱，使混凝土在攪拌、運輸、澆筑后可預留大量熱量，使水泥的水化和熱釋放更快，加強混凝土的保溫，保證新澆混凝土具有足夠的抗凍性。在溫度降到0℃之前。該方法工藝簡單，施工成本低，但要注意內保溫，避免棱角和外露表面受凍，延長養護期。

         3）在-10℃以上的溫度下，在混凝土拌合物中加入化學劑，降低水的凝固點，使混凝土在負溫狀態下仍處于液態，并能繼續水化，使混凝土強度繼續提高。目前，常用的防凍劑有氧化鈣、氯化鈉、亞硝酸鈉、氯化鈉等防凍劑。

          4）外加熱方式主要用于-10℃以下，構件不厚的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣，熱量傳遞到混凝土中，或直接加熱混凝土，使混凝土在正溫度條件下正常硬化。
①窯爐加熱，一般用于小型施工現場，簡單，但室內溫度不高，相對干燥，排放的二氧化碳會使新混凝土表面碳化，影響質量。
②蒸汽加熱。在濕熱條件下用蒸汽使混凝土硬化。該方法易于控制，加熱溫度均勻。但由于需要專用鍋爐設備，成本較高。此外，熱損失大，工作條件不理想。
③電加熱。當鋼筋作為電極或電加熱器附著在混凝土表面時，電能即為熱能，從而提高混凝土的溫度。第二種方法簡單方便，熱損失小，易于控制。缺點是功耗大。
④紅外線加熱，采用高溫電加熱或氣體紅外發生器密封輻射加熱混凝土。
三、冬季混凝土施工技術措施

一。冬季施工對混凝土構件的要求：
骨料應無冰、雪和有機物，且應清潔、級配良好、堅硬。
水：采用飲用自來水；外加劑：選用防凍劑。防凍劑的作用機理是在規定的負溫條件下顯著降低混凝土的液相冰點，使混凝土在液相狀態下不結冰，從而保證水泥水化，在一定時間內達到預期強度。
防凍劑應通過技術鑒定，達到質量標準，并通過實驗室試驗掌握其性能。
水泥：高活性、高水化熱的普通硅酸鹽水泥。
2。冬季混凝土拌和運輸混凝土攪拌要求
混凝土拌和時應采用加熱水的方法。80℃以上的熱水不得與水泥直接接觸。先將熱水與骨料混合，再與水泥混合攪拌混凝土，以免水泥誤凝。混凝土拌和時間不得少于3分鐘。此外，如有必要，保護攪拌機并保持溫暖。
        混凝土養護：混凝土澆筑完畢后，立即用塑料布覆蓋保水，同時用保溫被覆蓋塑料布外側保溫。保溫被的蓋面應整齊、嚴密，防止混凝土溫度下降過快，避免混凝土凍害的發生。建議混凝土養護時間至少延長15天。在同一條件下加入兩組混凝土試塊，置于現場環境中，以隨時獲得同一條件下混凝土的抗壓強度。
三。冬季混凝土測溫要求混凝土測溫：
混凝土中埋入導線的溫度應設專人測量，包括大氣溫度、罐外混凝土溫度、模內混凝土溫度和罐內混凝土溫度。如有異常，應及時采取措施。

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