研究冬季高标混凝土施工策略

摘要：针对气温对混凝土的不利影响，高标号混凝土T梁混凝土在冬季施工时，使用高效减水防冻剂减水，并在混凝土拌合和养护施工中采取保温措施，可有效保证施工质量，缩短施工周期，降低工程成本。

关键词：冬季；高标号混凝土；T梁；施工

前言：随着我国高速公路的发展，各种新材料新工艺不断用于工程施工，为加快施工进度、缩短施工周期及降低工程成本创造了条件，然而冬季施工又要求我们必须确保施工质量和施工进度，现结合笔者在施工中一些所得就C50T梁施工中一些问题浅谈如下：

一、温度对混凝土的破坏机理

冬季施工中，混凝土在0℃以下的硬化是一个多种因素共同作用的复杂过程。新浇混凝土在0℃以下作用的冻涨破坏主要分以下两种。

混凝土浇筑后，初凝前水泥未来得及水化就冻结成冰晶体。在这种情况下，水泥处在“休眠”状态，温度恢复0℃以上水泥才进行正常的水化，与未受冻的混凝土强度基本相同。但混凝土在极低温度下很快冻结无法振捣。

新浇混凝土初凝后，水泥进行缓慢水化，强度缓慢增强，温度继续下降混凝体就会受到冻害。因为冷却从表面逐渐向内部发展，水分向表层移动。当温度降到冰点时，水分开始结冻，形成冰聚体，引起水分在混凝土中的重新分布。由于冰聚体体积膨胀而排挤凝胶体和水泥颗粒，破坏了水泥水化后形成的结晶骨架。另外混凝土越密实，毛细现象越明显，水分的移动、冰聚体的形成越迅速。一旦混凝土转入0℃以上，冰聚体消失，就会在原来位置留下空隙，给混凝土留下严重的质量隐患。

混凝土在0℃以下受冻最常出现第二种情况。在冬季施工中必须采取有效措施，进行热工计算，保证混凝土在0℃以下强度的正常增长。

二、降低单位混凝土用水量

经试验知混凝土的抗冻性能同水灰比有关，在水泥等级相同情况下，水灰比越小，混凝土强度越高。所以在满足规范要求的前提下降低单位混凝土的单位用水量，可减少游离态的自由水。

(一)测定掺加减水剂的7天抗压强度

试验中采用po.525水泥，掺加减水防冻剂2.5%，7天抗压强度平均值为48mpa，减水率为12%。

(二)确定w/c

C50混凝土标号采用w/c来控制混凝土强度。

经验公式：Rp7=0.48Rcj7(C/W-0.52)式中：Rp7——混凝土配制强度，取值为设计强度的100%；Rcj7——掺加减水剂的水泥7d的抗压强度。

(三)计算用水量

单位混凝土的用水量同骨料种类、粒径及混凝土的坍落度等因素有关。混凝土的用水量可用下式计算：W=3.33(H+K)(1-Wj)式中：H——设计混凝土需要达到的坍落度；Wj——掺加减水剂的减水率；K——系数。

注：k适用于中砂，如采用细砂值应增加3.采用粗砂应减小2。

配制高强度混凝土时，在用水量确定后，通常采用调节减水剂的用量来控制混凝土的坍落度。其他计算同普通混凝土配合比计算一样，在此不再累述。

三、热工计算

为保证混凝土的拌合温度及出机温度，在施工前应预先通过热工计算，确定其合适温度。施工中采用热水(50~55℃)拌和及骨料预热(30~35℃)的方法。

混凝凝土的拌合温度按下式计算：T=[.092(M1T1+M2T2+M3T3)+4.2Tw(Mw_W2M2-W3M3)+C1(W2M2T2+W3M3T3)-C2(W2M2+W3M3))/[4.2Mw+0.9(M1+M2+M3)]式中：T—混凝土拌合温度，℃

Mw—用水量，㎏M2—砂子用量，㎏W2—砂子的含水率，%C2—冰的熔解热，KJ/㎏Tw—水的温度，℃T1—水泥的温度，℃T2—砂子的温度，℃T3—石子温度，℃W3—石子的含水率，%C1—水的比热容，KJ/㎏M1—水泥用量，㎏M3—石子用量，㎏

骨料温度大于0℃时，C1=4，C2=0；当骨料温度小于或等于0℃时，C1=2，C2=335，经计算，混凝土的温度完全能够满足要求，可用来控制施工。

四、施工工艺

采用强制式拌和机和锅炉烧热水法。为了满足热工计算要求，保证混凝土拌合温度、出机温度及入模温度，步骤如下：

(1)投料搅拌。投上全部砂石骨料后，开始搅拌，同时通蒸汽30~45s，保证混合料再拌合仓内均匀受热，此时骨料预热可达30—35℃。需注意的是骨料加热不能超过40℃。

(2)搅拌。将热水、水泥、高效减水剂依次投入拌合箱内搅拌60—90s，可根据具体情况适当延长，以加强混合料之间的热量传递，保证温度基本一致，提高拌合质量，增强混泥土的和易性。混凝土拌合物的出机温度控制在25—30℃。

(3)运输、浇注、振捣成形。采用翻斗车加棉被覆盖，运入施工现场，确保入模温度控制在18—25℃，并振捣成形，成形后立即转入暖棚养生。成形温度应控制在10℃以上。

五、暖棚养生

暖棚搭建采用分段式，用钢筋焊结成骨架，上面覆盖透明塑料布，以利用白天太阳光的能量；晚上覆盖草毯子保温。暖棚搭接触采用棉被覆盖保温，防止漏气。分别在棚的四角及棚中间生炉火，炉火数量根据暖棚大小确定，确保棚内温度不得低于5℃，设专人检查混凝土及棚内温度，各点应选择有代表性的位置布设，一般应离地50cm左右，第一个24小时不少于八次，其余每昼夜不少于四次。同时要用烟筒将烟气引出棚外，以免新浇混凝土吸收CO2后易于同混凝土中的氢氧化钙反应，在混凝土表面形成碳化层。

养护期间注意棚内温度和湿度。混凝土的硬化，关键在于水泥的水化作用，温度升高，水泥水化速度加快，因而混凝土强度发展也快。反之，温度降低，水泥水化速度降低，混凝土强度发展将相应迟缓。湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著影响，湿度适当，水泥水化便能顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化。水泥水化作用不能完成，致使混凝土结构松散，渗水性增大，或形成干缩裂缝，严重降低混凝土强度，从而影响耐久性。发生失水现象时，应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒温水养护。

参考文献：

(1)建筑工程冬季施工规范JGJ104—97

(2)高强度混凝土及其应用研究清华大学出版社陈昭元等

(3)建筑工程冬季施工黑龙江科技出版社王异