【摘要】陝北延安地區有較長的寒冷季節，具氣象資料表明，每年10月16日至4月16日都處於冬季，期間日平均氣溫最高-6℃、日平均最低氣溫-16℃，極端日平均氣溫可達-25.5℃。在延安建築工程冬季過程中，受工期影響，許多任務程的混凝土冬季施工是不可避免的。
本文主要總結國內外冬季施工混凝土的發展歷程，混凝土冬季施工原理、特點、施工方法、施工質量通病及防治措施。
【關鍵字】混凝土技術原理特點措施
目錄1 冬季混凝土施工技術發展歷程
1.1 國內發展歷程
1.2 國外發展歷程
2 混凝土工程冬期施工的特點
2.1 材料的選擇和要求
2.1.1 水泥
2.1.2 骨料
2.1.3 鋼筋
2.1.4 外加劑
2.1.5 保溫材料
3 混凝土冬季施工原理
3.1 混凝土工程冬季施工的基本原理
3.1.1 混凝土允許受凍臨界強度
3.1.2 凍脹引起混凝土強度損失的原因
3.1.3 混凝土允許受凍臨界強度
4 混凝土冬期施工方法
4.1 調整配合比方法
4.2 綜合蓄熱法施工工藝
4.3 暖棚法施工工藝
4.4 蒸汽加熱法
4.5 電熱法養護
4.6 摻外加劑
5 混凝土冬季施工的質量通病以及預防措施………………
6 結語
參考文獻
1冬季混凝土施工技術發展歷程
1.1國內發展歷程
我國是乙個發展中國家，可我國的建築業在不斷的飛速發展。
在50~60年代，我國建築工程施工及驗收規範可以說都是學習蘇聯的，然而冬期施工技術也不例外，如50~60年代初的混凝土冬期施工大都是高鹽摻量多，對鋼筋的鏽蝕很嚴重，大大降低了結構的耐久性和安全性。
60年代後期到70年代以來，我國才開始總結和研究自己的經驗，修改、制定符合我國實際情況的施工規範，推動了我國冬期施工技術的發展。
從70年代開始研究，推廣以亞硝酸鈉-硫酸鈉為主的防凍復合劑，冬季混凝土施工技術方法以蓄熱法為基礎，發展為目前較為成熟的綜合蓄熱法及其它方法。
進入80年代以來，綜合蓄熱法得到了普及和提高，通過廣泛的推廣應用，深受「三北」地區各施工單位和廣大工程技術員的歡迎，並取得了一定的技術經濟效益。
從蓄熱法到綜合蓄熱法，標誌著我國混凝土冬期施工技術進入到了乙個嶄新的階段。
1.2國外發展歷程
國際上，已經成立了多種國際冬期施工組織，他們定期開會，交流經驗，並制定統一的冬期施工規範，作為冬期施工法令性檔案，有的國家專門生產提供冬期施工的水泥，對結構複雜和難度較大的施工熱工計算方面都有較完整的計算手段。這些又為我國冬期施工水平進一步提高提供了經驗和資訊。
2混凝土工程冬期施工的特點
冬期施工由於施工條件和環境的複雜，是工程質量事故出現的多發季節，且事故的發生具有隱蔽性和滯後性，冬期施工，春節時才能發現；由於負溫環境增加的施工困難，對建築工程施工的經濟效益和安全生產影響很大。因此，冬期施工必須嚴守以下原則：保證工程質量；保證經濟合理；節約能量；縮短工期；安全生產。
眾所周知，普通混凝土之所以具有一定的強度，是由於其組成材料中的水泥和水，在一定的溫度條件下進行的水化反應的結果。但是，冬期施工混凝土，因受低溫或負溫的影響，具有以下特點：
當環境溫度低於5℃時，與常溫（15~20℃）相比，混凝土的強度增長顯著延緩，這期間混凝土的強度對溫度相當敏感。試驗結果表明，當溫度在0~4℃時，混凝土的凝結時間要比15℃時延長三倍。所以，對各類工程應採取相應的技術措施。
當環境溫度低於0℃時，特別是溫度降至混凝土的冰點溫度以下時，由於水化反應停止，不能產生新的水化熱，混凝土中的水就開始結冰，體積膨脹大約9%左右，在混凝土中產生較大的凍脹應力，混凝土有遭受凍害的可能。一旦出現凍害，不僅是水化反應不能正常進行，而且抗凍性和耐久性等效能帶來巨大損失。
《混凝土結構工程施工質量驗收規範》（gb50204-2002）規定：根據當地多年氣溫資料，室外日平均氣溫連續5天穩定低於5℃時，混凝土結構工程的施工應採用冬期施工措施。可以取第乙個出現連續5天穩定低於5℃的初日作為冬期施工的起迄日期；同樣，當氣溫回公升時，取第乙個出現連續5天穩定高於5℃的末日作為冬期施工的終止日期。
初日日期和終日日期之間的日期，即為混凝土冬期施工期。
陝西地區主要城市冬期施工的起迄日期
2.1材料的選擇和要求
（1）水泥
混凝土工程冬期施工水泥品種應根據混凝土養護方法和結構使用期間所處的環境進行選擇，見下表。
水泥品種的選擇
2骨料混凝土工程冬期施工選擇的骨料要求潔淨、質地堅硬、極配良好，不得含有冰塊和雪團。摻外加劑混凝土含有鉀鈉離子時，骨料中不得含有活性氧化矽，如蛋白石，以防混凝土遭腐蝕。導致體積膨脹及結構破壞。
3鋼筋冬期施工鋼筋在運輸過程中，應注意防止刻痕和碰傷。鋼筋可在負溫下進行冷拉。採用控制應力方法時，冷拉控制應力較常溫提高30mpa；採用冷拉率方法，冷拉率與常溫相同，冷拉時的最低氣溫不得低於-20℃。
鋼筋可在負溫下進行焊接，宜在室內進行；如果在室外進行，應有防寒擋風措施，最低氣溫不得低於-20℃。
4外加劑
混凝土工程冬期施工加入適量的外加劑，可以防止混凝土早期受凍，可以使混凝土在負溫條件下硬化，可以減少混凝土的用水量，可以阻止鋼筋鏽蝕。應選用通過技術鑑定、符合質量標準的外加劑配置混凝土。混凝土工程冬期施工常用的外加劑有防凍劑、早強劑、減水劑、阻鏽劑等。
5保溫材料
混凝土工程冬期施工使用的保溫材料應根據工程型別、結構特點、施工條件、氣溫情況進行選擇，應優先選擇利用地方材料，如草簾、草袋、爐渣、鋸末等。選擇的保溫材料要求導熱係數小、密封性好、堅固耐用、防風防潮、**便宜、重量輕、能夠多次重複使用。保溫材料必須保持乾燥。
3混凝土冬季施工原理
根據延安多年氣溫資料，室外日平均氣溫連續5d穩定低於5攝氏度時，混凝土結構工程應採取氣溫突然下降等的防凍措施。
3.1混凝土工程冬季施工的基本原理
混凝土工程冬期施工主要是研究混凝土在養護期間遭受凍害（混凝土早期受凍）強度、密實性和耐久性等物理力學效能的損失、降低程度及防止措施。
3.1.1溫度對混凝土強度增長的影響
混凝土凝結、硬化和強度的增長，是水泥水化作用的結果，在滿足水化用水量的前提下，水化作用的速度取決於溫度。溫度愈高，水化作用愈快，混凝土增長強度愈快。溫度降低，水泥水化作用變慢，混凝土強度增長也變得緩慢。
溫度降至0攝氏度，水泥水化速度很慢（在0攝氏度條件下養護28d，其強度只相當於20攝氏度養護5d的強度），溫度降至混凝土的冰點，水泥水化作用完全停止，強度不再增長。溫度繼續下降，混凝土內部水分結冰，在凍脹應力等因素作用下，混凝土內部結構將遭到不同程度的的破壞。當溫度回公升到0攝氏度以上時，水化作用將繼續進行，但混凝土強度等物理力學效能會產3.
1.2凍脹引起混凝土強度損失的原因
（1）混凝土遭受凍結，內部水分結冰，體積膨脹8%~9%，產生很大的凍脹應力，當凍脹應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土內部會產生很多微裂紋，很大程度上是不能癒合的，因此，混凝土的抗拉強度、抗壓強度、混凝土與鋼筋的粘結力、混凝土的抗滲性和耐久性等都有所降低。
（2）混凝土遭受凍結，是由表面開始的，由於混凝土結構中鋼筋、粗骨料、水泥砂漿的導熱性不同，使混凝土中大量水分向低溫區遷移，在鋼筋表面、粗骨料表面形成冰膜和冰聚體。轉為正溫後，冰膜和冰聚體消失，而在鋼筋與水泥之間，在水泥砂漿與粗骨料之間留下了空隙，降低了混凝土的密實度和粘結強度。這是造成混凝土強度、抗滲性和耐久性等降低的另一方面原因。
（3）試驗證明，受凍混凝土強度損失的大小，與遭受凍結混凝土強度有關，與混凝土的水灰比的大小有關，與受凍過程中溫度下降的速度有關。新澆築的混凝土必須防止遭受凍害。
3.1.3混凝土允許受凍臨界強度
混凝土遭受凍害前，如果具備了能夠抵抗凍脹應力的強度，那麼混凝土就能夠保護自己在遭受凍結時，其內部結構不至於遭受到破壞。混凝土允許受凍臨界強度，即混凝土在受凍前達到某一初始強度時，然後遭遇凍結，當恢復正溫養護後，混凝土強度繼續增長，經28d標養可達到設計強度等級的95%以上的混凝土初始強度值。我國現行冬施規程《建築工程冬期施工規程》（jgj 104——97）規定：
冬期施工澆築的混凝土，在受凍前，矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥配製的混凝土的抗壓強度不得低於設計強度等級的30%；礦渣矽酸鹽水泥配製的混凝土的抗壓強度不得低於設計強度等級的40%，其中，c10和c10以下的混凝土不得低於5mpa。
混凝土冬期施工中所採取的各種措施，就是設法使混凝土在凍結前達到允許受凍臨界強度。
4混凝土冬期施工方法
4.1調整配合比方法
主要適用於在0℃左右的混凝土施工。具體做法：①選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。
試驗結果表明，應使用早強矽酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期放出強度最高，一般3天抗壓強度大約相當於普通矽水泥7天的強度，效果較明顯。②盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。
③摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑後生成的氣泡，相應增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩衝混凝土內水結冰所產生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。④摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結時間，提高早期強度。
應用較普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和msf復合早強試水劑（摻水泥用量的5%）。⑤選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹係數和周圍砂漿膨脹係數相近。
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