试析建筑工程混凝土冬季施工优化策略

试析建筑工程混凝土冬季施工优化策略

刘震

中铁十局集团青岛工程有限公司 

【摘要】混凝土作为建筑工程主体材料，其施工管理非常重要，混凝土施工质量受多种因素影响，而其中最为重要的就是温度因素，特别是在冬季施工过程中，若混凝土温度控制出现问题，不仅影响混凝土施工，还会对工程建设质量产生不利影响。论文对混凝土冬期施工优化控制措施进行简要分析。

【关键词】建筑工程；混凝土施工；冬季；温度控制；优化策略

一、引言

混凝土在建筑工程当中的应用非常广泛，其施工质量受多种因素影响，特别是在冬季，混凝土施工技术要求较高，其施工质量控制工作存在一系列的问题。但是只要严格落实相关的施工技术优化控制策略，混凝土冬季施工质量仍然是可以保证的。

二、建筑工程混凝土冬季施工

（一） 冬季对混凝土质量产生影响的原因

混凝土中含有水泥,而水泥和水之间的水化作用可以使混凝土从最初的初凝结状态到最终的终凝结状态,从而达到设计强度,在水化作用当中,水是基本因素,而温度影响了在一定湿度下的总水合速率，混凝土温度越高水化反应进行的速度越快,混凝土的硬化效率越高,极限强度也会越高,若环境温度过高可能会导致出现“假凝”现象。当环境温度低于5摄氏度时,水化速率会降低,混凝土硬化速率降低,混凝土温度降至0摄氏度时,水化作用基本停止。若温度继续下降,当温度到零下2到零下4摄氏度的情况时,混凝土内部的水分子会因达到冰点而出现结冰现象导致混凝土体积膨胀,而其体积膨胀会产生冰胀应力,使得混凝土内部结构出现微裂纹,减小混凝土与钢筋表面的粘结力。混凝土内的冰晶融化后会在混凝土内部形成空隙,从而降低混凝土的致密性、耐久性、强度等，使混凝土性能下降。

（二） 混凝土冬季施工特点

1、需要进行细致准备，并且其施工成本较高

建筑工程混凝土施工在冬季相较于其他季节难度较大，需要进行细致准备，在编制相应的施工组织设计当中，不易将各类分项工程安排在冬季前后进行施工，同时要对现场图纸进行严格审核，才能确保施工适应冬期施工要求；对于冬季混凝土施工涉及的设备、材料、机具等要做好前期检查准备工作，并及时准备好劳动防护用品。对于混凝土施工，要保证混凝土冬季养护环境满足要求，采取相应的加热措施，而这些措施的使用会造成混凝土冬季施工成本增加。

2、混凝土质量问题较为隐蔽，不易实时显现出来

混凝土质量问题容易在气温回升或春季转暖后才能显露出来，这种状况的存在造成建筑工程混凝土施工质量问题存在一定的隐蔽性和滞后性，给质量问题事故的处理带来了较大风险，并影响了工程使用寿命。

三、 建筑工程混凝土冬季施工常见问题

（一）混凝土表面出现起灰、返霜

冬季混凝土表面容易产生粉灰，主要原因是混凝土水灰比控制失效，导致混凝土表面出现严重渗水、离析现象，使混凝土整体保水性和粘聚力降低，粗骨料和砂浆分离，混凝土表面产生粉灰，出现骨料外露的现象。在混凝土表面出现返霜即表面结晶出现腐蚀，在混凝土硬化后，内部的外加剂渗出，表面水分不断蒸发，形成结晶腐蚀的情况。

(二）混凝土出现裂缝问题

混凝土裂缝成因较复杂，可能是多种原因造成的，如：钢筋锈蚀、水分转移、水灰比过大等都会造成混凝土出现裂缝。混凝土中的钢筋的锈蚀会使混凝土体积膨胀，其主筋方向会出现裂缝；因冬季出现水分结冰、解冻等过程中，水分会出现转移，产生的冻胀应力会造成轴向开裂；而水灰比配制问题会降低混凝土整体强度，在失水较快的情况下很容易产生裂缝问题。

（三）混凝土结构存在问题

混凝土结构容易出现松散的情况，此类混凝土表面会呈现土黄色、冰晶状态，对其敲击检查期间会出现空洞声音，各部分的骨料、砂浆粘滞性较弱，并且混凝土内部温差、压差、湿度差造成边缘水分向中心移动，内部出现空隙或空洞等情况，严重降低了混凝土结构对外部破坏的抵抗力。

（四）施工操作存在问题

混凝土工程冬季施工期间，相关技术人员能力过低，缺乏相关的技能知识与技术指导，容易造成混凝土施工操作出现问题，如：在施工过程中未能进行有效的热工计算，导致混凝土发生冻害，未能按照设计要求加入所需的防冻剂，还有早强剂的使用不当，导致混凝土提前报废，一些施工人员没有充分考虑温度、抗冻剂间的比例关系，未进行严格的现场试验配制，在混凝土当中凭经验随意添加，造成混凝土强度降低。

四、 建筑工程混凝土冬季施工优化控制策略

（一）给混凝土原料进行加热处理

混凝土冬季施工应优先选择高活性、高水化热的硅酸盐水泥,在混凝土拌和前，应对所用的水和集料进行加热，并根据硅酸盐水泥的强度控制水温和集料温度。在此之前，应对需加热的原料进行准确的热工计算,用以确定准确的材料加热温度。在对水加热时可以采用电锅炉、煤锅炉等，对骨料进行加热时可以使用通电加热、蒸汽管等多种方式进行,但严禁使用明火直接加热原材料。

（二）混凝土运输期间的保温工作

在混凝土拌合完成后才能进行运输,冬季运输混凝土除了要确保不发生离析现象、保持塑性以外,还要对混凝土采取保温措施,可以通过对运输搅拌罐车罐体加装保温罩或使用运输搅拌罐车产生的废气对其进行加热保温。另外,还要合理规划运输线路,选择运输距离短、时间短的路线,使混凝土运输过程中的温度损失控制在合理范围内。

（三）混凝土浇筑施工过程中的保温工作

浇筑混凝土前，要将模板、钢筋表面的冰、雪、灰尘等杂质清理干净，并尽可能加快混凝土的浇筑速度，减少浇筑过程中的热损失,对混凝土入模温度进行严格控制。同时在混凝土振捣成型后要及时进行覆盖。在振捣过程中要注意加大振捣强度,以便充分提升混凝土密实度,可根据现场实际气温情况适当延长振捣时间。在进行分层浇筑过程中,对于已经浇筑的混凝土,要采取适当的措施进行保温,对使用加热措施养护的结构部分,要注意加热温度的控制,避免因高温使混凝土内部出现热应力。对于软弱冻胀地基，在冬季可采取预热或加外加剂等措施浇筑地基而不发生冻胀。在无冻胀地基中，应首先计算混凝土的抗压强度,若其抗压强度满足临界强度就可以进行混凝土浇筑施工。

（四）混凝土施工过程中掺加适量的外加剂

在冬季负温条件下，水在混凝土搅拌过程中会发生冻结，冰晶应力会使混凝土产生裂缝同时延缓或阻止水化作用,这个过程中应该确保混凝土水化反应正常进行并不产生裂纹的前提下,把适量的外加剂掺入到混凝土中,借助外加剂的作用,降低混凝土液相冰点,改善混凝土总体性能。常见的外加剂主要包括以下两类:

1、氯化钠

氯化钠具有防冻效果好、成本低廉的特点，但是氯化钠的使用会加剧混凝土内部钢筋的锈蚀现象，直接影响混凝土的耐久性，在建筑工程施工过程中一般不单独使用。

2、复合外加剂

复合外加剂主要由减水剂、早强剂、引气剂等复合二次,在配制复合外加剂时,除了要考虑施工环境温度,还要确保混凝土不受冻害,其次还要保证水泥和粗集料的性能参数可以满足混凝土的抗冻性、抗腐蚀性和强度要求。在施工过程中以液体形式供应复合外加剂时,要确保无任何沉淀物、悬浮物、絮状物,配制过程中要确保匀质性满足要求。在掺入后拌合水浓度会增加,水化反应效率降低,混凝土力学性能受到影响,会造成混凝土配比变化,因此,复合外加剂的使用要经过综合计算和的多次试验才能确定。

（五）使用蒸汽对混凝土进行加热

蒸汽加热法可分为湿热养护和干热养护两种。区别在于蒸汽是否与混凝土直接接触，常用的方法有蒸汽套法和内部通气法。在干热养护中，蒸汽充当散热器中的载体，通过散热器将热量传递给混凝土,常用的方法有毛管法和热模法。蒸汽加热法利用蒸汽冷凝释放热量来养护新浇筑的混凝土结构,确保其迅速达到受冻临界强度,这种方式可以有效降低能耗成本,并且在提供蒸汽的过程中可以同时供给热量、湿度,保证了混凝土结构不因高温养护出现脱水,但是在施工过程中要考虑混凝土后期强度损失的问题,使用蒸汽加热,适用于矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土。在对混凝土整体结构进行蒸汽加热养护前,为防止加热温度过高而造成混凝土裂纹的出现，应准确计算温度应力。

五、结语

为确保建筑工程混凝土冬季正常施工，并满足相应的质量验收标准，需要对材料选择进行严格控制，并针对施工期间存在的问题进行有效应对，然后根据施工区域气温、工程结构、工期等方面内容选择科学的施工方法，以最低的成本建设优质的建筑工程，确保工期、成本、质量等达到最佳。

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