建筑工程混凝土冬季施工优化控制策略分析

建筑工程混凝土冬季施工优化控制策略分析

摘要：建筑工程施工中，混凝土质量控制是最为关键的，因为混凝土的施工质量关系到整个建筑的整体质量。然而，混凝土施工质量影响因素很多，其中最为关键的是温度，尤其在冬季施工中，混凝土温度控制把握不好，会严重影响混凝土施工质量。文章阐述了建筑工程混凝土冬季施工过程中存在的问题，并提出了优化控制措施。
关键词：建筑工程  混凝土  冬季  质量
        0 引言
        混凝土是一种应用极其广泛的建筑材料，是构成建筑物主体的重要组成部分。由于混凝土的自身特点，施工环境和温度对其质量的影响较大。混凝土施工与温度有着密不可分的关系，温度是除了混凝土组成材料及配合比之外影响混凝土水化作用速度的最主要的因素，而水泥与水之间的水化作用是最终决定混凝土强度的主要因素之一。温度对混凝土水化作用速度的影响主要表现为：温度越低，水化作用的速度越缓慢。所以说，混凝土冬季施工中，水化作用速度较慢，极易产生各种质量问题，需要采取一系列优化控制策略避免问题的产生。
        1 建筑工程混凝土冬季施工质量问题概述
        在冬季进行混凝土施工有时是不可避免的，然而此时的混凝土施工因为受到周围环境及温度的影响，要求运用更为复杂的施工工序和技术，一旦不能严格按照施工要求展开势必造成各种质量问题的出现。再者，在冬季进行混凝土施工时所产生的质量问题具有极大地隐蔽性和滞后性，不易发现，各种问题多在春季才能显露出来，给后期问题的解决带来了极大地困难，一旦发现问题必须要进行及时的修补，若问题无法修补解决就必须返工，带来不可估量的损失。总的来说，冬季混凝土施工所表现出来的质量问题主要有以下几个方面：①混凝土裂缝：混凝土裂缝的产生可能由多种原因引起，钢筋锈蚀引起混凝土体积的扩大，最终造成混凝土箍筋即主筋方向产生大量裂缝；混凝土中水分的移动所带来的压力极易造成混凝土轴向开裂；另外，混凝土配制时水灰比过大，早期混凝土强度低，失水速度过快也会引起混凝土不同程度裂缝的产生。②混凝土结构松散：具有该问题的混凝土在外观上表现为黄色的冰晶状体，敲击声空洞，骨料之间粘滞作用弱，抵抗外界作用能力弱。③混凝土水分转移：混凝土在温度差，压力差及湿度差等多重作用力的作用下，势必造成其中的水分由边缘向中心转移，最终造成内部空隙的产生。④混凝土表面返霜：混凝土表面返霜实际上指的就是混凝土表面的结晶腐蚀，是外加剂在混凝土硬化后渗出混凝土表面，随着混凝土表面水分的蒸发，在表面形成结晶腐蚀，俗称返霜。⑤混凝土表面起灰：混凝土表面起灰主要是由于混凝土配制时水灰比过大，造成离析及泌水现象严重，最终导致砂浆和骨料分离，骨料外露，表面起灰。
        2 混凝土冬季施工质量优化控制措施
        2.1 施工方法控制 混凝土冬季施工质量控制的方法很多，就施工技术而言，根据施工温度不同，常采用调整配合比法以及蓄热法。①调整配合比法。在施工温度为0℃左右时可应用此法控制混凝土施工质量，具体可通过以下几个方面实施：一是合理选择配合料，在配制冬季施工所用混凝土时，为提高混凝土的抗冻性能常选用硅酸盐水泥作为主要材料，这是因为硅酸盐水泥具有水化热大，早期强度高等特点。另外，在选用骨料时宜采用缝隙少且硬度高的骨料，尽量使骨料热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数接近，避免空隙和裂纹等质量问题的产生。二是尽量降低水灰比，混凝土冬季施工要求具有大量的水化热和尽量短的凝固时间，因此必须通过适量增加水泥用量来降低水灰比，减小坍落度，增加水化热，减少达到临界强度的时间，提高混凝土的抗冻性。 
是适当使用外加剂，混凝固冬季施工时常使用的外加剂包括早强剂和引气剂等，早强剂主要是为了缩短冬季混凝土施工时的初凝时间，增加混凝土的早期强度，施工中常采用硫酸钠（水泥用量的2％）和M—F复合早强减水剂(水泥用量的5％)作为早强剂，引气剂主要是为了改善拌和物的流动性，增加其粘聚性及保水性，从而提高其抵抗混凝土内部压力的能力，提高冬季混凝土施工质量。②蓄热法。在施工温度为-10℃左右时可应用此法控制混凝土施工质量，具体可通过以下步骤实施：使用蒸汽对混凝土拌合物如水，砂，石等进行加热，以保证混凝土在搅拌，运输机浇筑后仍具有足够的热量，加快水泥水化放热速度，提高混凝土抗冻能力。一般优先采用加热水的方法，但水温不宜超过60℃，防止水泥假凝，如通过加热水的方法仍不能达到拌合物出口温度的要求，则需对骨料进行加热，提高温度。该方法具有操作简单，费用低廉等优点，但极易产生温度不匀，内部温度较低等现象，必须加以注意，谨慎养护。         2.2 施工过程控制
        2.2.1 混凝土的施工准备工作 首先在混凝土拌合物选择方面必须保证所采用的骨料清洁无杂质，避免因杂质造成的开裂和空空隙。采用蓄热法控制冬季混凝土施工质量时，宜采用加热水阀，对水加热时，宜在水箱四周加设围护结构，增强保温措施，并随时对水温进行仔细测量和记录。另外，在混凝土浇筑之前必须保证梁板内无冰雪冻块，如若有冰雪冻块存在，必须将其融化并将水放掉。再者，在混凝土浇筑过程中必须设置火盆对混凝土模板进行不间断烘烤，设置位置为模板下6m处，设置时间为从混凝土浇筑时间开始到制混凝土浇筑完成的72小时。与此同时，采用蓄热法控制混凝土施工质量时，所有施工人员还必须加强防火意识，采取一系列防火措施！一般优先采用加热水的方法，如通过加热水的方法仍不能达到拌合物出口温度的要求，则需对骨料进行加热，提高温度。若在添加的外加剂中包含钾、钠离子时，不宜采用常有的活性骨料。对骨料进行加热时，骨料不得在钢板上炒灼。水泥应储存在暖棚内，不得直接加热。严格控制混凝土配制时的水灰比是极为重要的施工环节，水灰比中的水分必须将由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分考虑在内。
        2.2.2 混凝土的运输和浇筑 浇筑前夕，必须清除模板以及钢筋上的冰雪以及污垢，拌合物的容器应该具备保温措施。在冬季施工中，混凝土的运输，必须大力减少热量的损失，一般而言，可以通过以下几点来满足：减小运输距离、确定最可行的运输线路、将装卸频率和次数降低到最小、合理确定运输容器的形式和规格、选择合适的保温材料。在进行冬季混凝土施工时不宜在强冻胀性地基上进行浇筑，而应在弱冻胀性地基土上进行，切浇筑时应对基土采取一系列保温措施，以免遭冻。与支座不做刚性连接的连接梁，应在长度不超过20m的段落上同时加热。在多跨刚架的连接横梁中，当刚架支柱的高度与横梁截面高度之比（H/S）小于15时，则宜采取以下方法：梁的混凝土浇筑与加热应分段进行，段之间的间隔长度不应小于1/8梁的跨度，也不得小于0.7m。在浇筑的混凝土冷却至15℃以下时，间断处可用混凝土填实并加热养护。若分层浇筑厚大的整体式结构时，在已浇筑层的混凝土温度，以及在未被上一层混凝土覆盖前，不应低于规定温度，且不得低于2℃。
        2.2.3 混凝土的养护 混凝土冬季施工必须做好浇筑后的养护及保温工作，尤其是由正温养护转入负温养护前，必须保证混凝土的抗压强度大于等于设计强度的40%，对于C10以下的混凝土不得小于5MPa。加强混凝土保温时常采用草袋、麻袋等保温材料，并均应保持干燥。
        3 结语
        混凝土在冬季施工中，极易产生系统通病，在施工过程中，必须重点控制混凝土温度。无论采用那一种方法，都是基于温度控制为中心。施工时，必须在各个环节严格控制施工质量，严格执行相关技术规范。只有如此，冬季施工过程中，才能有效保证混凝土施工质量。
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[3]董立波，李治龙，吴兆祥.冬季混凝土施工技术[J].黑龙江科技，2008，(10)：11-12. 

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