砼冬季施工的技术措施
摘要：介绍砼工程冬季施工的一般原理，分析了砼冬季施工的方法及措施，为砼工程冬季施工工程的质量保证提供参考。
关键词：砼；冬季施工；措施
在我国北方,有些地区冬季施工时间达 6月以上。 在一些大型工程和应急抢修项目中,由于受工期制约,砼冬季施工往往无法避免。冬季施工有其特殊性及复杂性,是程质量问题出现的多发季节。为了保质保量，顺利完成冬季施工任务,本文对砼工程在冬季施工的原理和施工中经常采用的方法进行分析,提出相应的措施保证冬季砼施工质量。
1冬季施工期的划分
根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)的规定,冬季室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时即进入冬期施工。冬季施工期的起止日期一般都要由当地的历史气象资料确定。新拌制砼中水的结冰温度在0~-2℃,当最低气温为0~-2℃时,可能会给未达到抗冻临界强度的砼造成冻害,损害其一系列物理力学性能。因此建议在日最低气温为0℃及其以下时,也应进入冬季施工。
2砼冬季施工的一般原理
砼浇筑逐渐凝结和硬化,直至获得最终强度,是由水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与砼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。在冬季砼施工中,水的形态变化是影响砼强度增长的关键。在砼强度发展初期，当温度降低到 0℃时,存在于砼中的水有一部分开始结冰,水化反应基本停止。当温度降至-2~-4℃时，砼内部的孔隙中尚未与水泥化合的游离水开始结冰，游离水结冰后体积增大使砼内部产生冰晶应力，使强度尚低的砼内部产生微裂缝和孔隙，还会在料骨和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力,从而影响砼的抗压强度。水变成冰后,体积约增大 9%,同时产生约2.5 MP的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使砼受到不同程度的破坏(即旱期受冻破坏)而降低强度。当冰凌融化后,又会在砼内部形成各种各样的空隙,而降低砼的密实性及耐久性。试验证明,新浇砼在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。已冻结的砼在解冻后，其强度虽能继续增长，但增长的幅度大小不一，已不可能达到原设计的标号。一般水灰比越大，冻结后的危害越大，终凝前遭到冻结，要比终凝后的危害大得多。快凝水泥和高标号水泥的砼受冻的危害较小，一般水泥和低标号水泥的砼受冻的危害则较大。对于预养期长,获得初期强度较高(如达到 R28的 35%)的砼受冻后,后期强度几乎没有损失。由此可见,砼冻结前,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,使砼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,我国规定为不低于设计标号的30%,也不得低于3.5MP。
3砼冬季施工措施。
在冬季砼施工中，主要从砼最短的养护龄期和防止砼早期冻害两方面进行控制。在实际工程中，要根据施工现场的具体情况，来选择合理的施工方法。对于-20℃以下或现场施工条件复杂的工程，可以采取若干个不同的冬季施工方案，以达到造价经济，质量可靠的施工效果。
3.1调整配合比方法。主要适用于在0℃左右的砼施工。具体做法：
3.1.1选择适当品种的水泥。如使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期强度较高，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。
3.1.2尽量降低水灰比，稍增水泥用量，可增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。
3.1.3掺用引气剂。在保持砼配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，增加水泥浆的体积，提高流动性，改善粘聚性和保水性，缓冲砼内水结冰所产生的水压力，提高砼的抗冻性。常用的引气剂是松香树脂类。
3.1.4掺加早强外加剂，缩短砼的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠和三乙醇胺早强剂(掺用水泥用量的2%)，三乙醇胺对钢筋无锈蚀。
3.2蓄热法。主要用于气温-10℃左右，结构比较厚大的工程。做法是：对原材料进行加热，水泥不得加热，防止假凝，使砼在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对砼的保温，以保证在温度降到0℃以前使新浇砼具有足够的抗冻能力。蓄热法施工要求工艺比较简单,容易操作,而且成本也比较低,是比较理想的冬季砼施工方法。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。
3.3外部加热法。主要用于气温 -10℃以上,而构件并不厚大的工程。通过加热砼构件周围的空气,将热量传给砼,或直接对砼加热,使砼处于正温条件下能正常硬化。需要由专人做好砼的测温工作，并采取有效措施预防一氧化碳中毒和触电等事故的发生。
3.3.1火炉加热。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砼表面碳化,影响质量。
3.3.2蒸汽加热法。用蒸气使砼在湿热条件下硬化。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。常用的是内部通气法，即在砼内部预留孔道，让蒸汽通入孔道加热砼。
3.3.2电热法。就是将电能转换为热能来养护砼，可将电极放入砼内，或将电热器贴在砼表面，接通电源使电能转变为热能。电热法对要求在短时期内尽快达到设计强度的砼结构有特殊的功效。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。
3.3.4红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器,对砼进行密封幅射加热。由于砼直接吸收射线转变成热能，因此其热量损失要比其它养护方法小得多。远红外线加热法适用于薄壁钢筋砼结构，装配式钢筋砼结构的接头砼、固定预埋件的砼和施工缝处继续浇砼处的加热等。
3.4暖棚法。是在砼浇筑地点，用保温材料搭设暖棚，在棚内采暖，使温度提高。将被养护的构件或结构置于棚中，依靠棚内的正温来养护砼，使其强度迅速增长，达到抗冻害的临界强度。
3.5抗冻外加剂在-10℃以上的气温中,对砼拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂, 可以起到抗冻、早强、促凝、减水和降低冰点的作用，使砼在负温下仍处于液相状态,水化作用能继续进行, 而不需采取任何加热保温措施，从而使砼强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚钠加氯化钠复合抗冻剂。
4其他措施。砼应及时运到浇筑地点，在运输过程中，要注意防上砼热量损失，表面冻结，砼离析水泥和砂浆流失，坍落度变化等现象。砼入模温度不得低于10℃，如果气温低于冰点，砼表面往往结冰，不能抹面压纹，甚至把抹面压纹的砼也结冰，由于冬季气温较低，水泥的水化反应迟缓，致使浇捣作业过后很长时间（约5小时）才能进行最后一道抹面工作。可采用晚间浇筑砼，白天气温升高后再进行最后一道抹面。
5砼的检验。不论在冬季施工期间还是冬季施工期解除后,拆除砼支撑前都必须用同条件试件来确定构件抗压强度。同条件试件试压时,对冻结的试件应放在15~20℃的室内解冻5~6小时,或浸入10~15℃水中,解冻6小时,擦干后试压,不得在冻结状态下试压。试压强度达到要求后,方可拆除砼支撑。
6结语
在砼冬季施工时,除要重点处理好上述几个方面的问题外,还应遵守相关的规范及施工方案。在工程即将进入冬期施工前，收集当地冬期的气象资料，了解当地的气温变化特点等资料，还要了解施工过程中未来一周的天气变化。在工程即将进入冬季前作好防范，在施工期间和养护阶段严格按冬季施工方案施工，是可以确保工程质量和进度，满足砼工程的设计要求的。
