混凝土冻害及冬期施工原理

冬期施工时，气温低，水泥水化作用减弱，新浇混凝土强度增长明显地延缓，当气温降至0°C以下时，水泥水化作用基本停止，混凝土强度已停止增长。

新浇混凝土中的水可分两部分：

一是吸附在组成材料颗粒表面和毛细管中的水，这部分水能使水泥颗粒起水化作用，称为“水化水”；

二是存在于组成材料颗粒空隙之间的水，称为“游离水”，它只对混凝土浇筑时的和易性起作用，在某种意义上说，混凝土强度的增长取决于在一定温度条件下水化水与水泥的水化作用及游离水的蒸发。

因此，混凝土强度增长速度在湿度一定时就取决于温度的变化。特别是气温降至混凝土冰点温度（新浇混凝土冰点温度为-0.3°C～-1.5°C）以下时，混凝土中游离水开始冻结，气温降至-4°C时，水化水开始冻结，水化作用停止，冻结后的水体积膨胀约8%～9%，在混凝土内部形成强大的冰胀应力，将是强度尚低的混凝土内部产生微裂缝，同时降低了水泥与砂石和钢筋间的粘结力，导致结构强度和耐久性降低。新浇混凝土在养护初期遭受冻结，当气温恢复到正温后，即使正温养护到一定的龄期，也不能达到其设计强度，这就是混凝土的早期冻害。

研究表明，塑性混凝土终凝前（浇后3～6h）遭受冻结，开冻后后期强度要损失50%以上，凝结后2～3天遭冻，强度损失15%～20%。实验证明，混凝土遭受冻结的危害程度还与冻结前混凝土的强度、水灰比、水泥标号、养护温度等有关。如果混凝土受冻前已经具备抵抗冻胀应力的强度，则混凝土内部结构就不致受冻结的损害。

防止混凝土早期冻害的措施有两类：一是早期增强。主要是提高混凝土的早期强度，使之尽早达到混凝土受冻临界强度。具体措施有：使用早强水泥或超早强水泥，掺早强剂或超早强剂，早期保温蓄热，早期短时加热等；二是改善混凝土的内部结构。具体做法是增加混凝土的密实度，排除多余的游离水，或掺入减水型引气剂，提高混凝土的抗冻能力。还可掺防冻剂，降低混凝土的冰点温度。

混凝土强度及主要影响因素

混凝土质量的主要指标之一是抗压强度。材料的品种和质量，直接影响混凝土的强度。同等水泥用量的拌合物，水泥标号等级高的，混凝土的强度必然高；骨料的颗粒组成不好，搭配得不密实，含有泥土、杂质等过多，都能降低混凝土的强度。

组成材料的配合比，是影响强度的重要因素。比如减少拌合用水和所用水泥的比例，适当增多水泥浆的含量， 都能显著提高混凝土的强度，反之则显著降低。

在施工中混凝土作业的各个环节，准确称料，适度的拌合和振捣，加强养护等，对混凝土强度的影响也很大。

混凝土在冬期施工时应采取的措施

1．冬期施工中配制混凝土用的水泥，应优先选用活性高、水化热大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。水泥的标号不应低425号，少水泥用量不应少于300Kg/m3。

2．拌制混凝土所采用的骨料保证清洁，不得含有冰雪冻结块等其它宜冻裂物质。混凝土拌制采取加热水法，水箱四壁用120mm砖砌体砌筑围护以提高水温，混凝土施工时间每隔半小时测量一次水温、混凝土入模温度及环境温度，并做好温度记录。

梁板中的冰雪冻块在混凝土浇筑之前一定要将其熔化并将水放掉；确保无冻块，混凝土在浇注过程中在模板下面间隔6m设一火盆对模板底部进行烘烤，时间要求从混凝土浇筑时间开始制混凝土浇筑完成72小时内不间断。

3．严格控制混凝土的水灰比，水灰比不应大于0.6。

4．使用超早强剂效果明显，制作同条件试块3天试压强度达到30%，14天达到。

5．混凝土不宜露天搅拌，搅拌站应搭设暖棚，优先选用大容量的搅拌机，以减少混凝土的热量损失。搅拌前，用热水或蒸汽冲洗搅拌机。混凝土的搅拌时间比常温规定时间延长50%。经加热后的材料投料顺序为：先将水和沙石投入拌和，然后加入水泥。混凝土出机温度不宜低于10°C。

6．混凝土的运输过程是热损失的关键阶段，应采取必要的措施减少混凝土的热损失，同时应保证混凝土的和易性。常用的主要措施为减少运输时间和距离；使用大容积的运输工具并采取必要的保温措施。保证混凝土的入模温度不低于5°C。

7．混凝土在浇筑前，应清除钢筋和模板上(下转第129页)(上接第132页)的冰雪和污垢，尽量加快混凝土的浇筑速度，防止热量散失过多。当采用加热养护时，混凝土养护前的温度不得低于2°C。

8．冬期施工混凝土振捣应用机械振捣，振捣时间比常温时有所增加。

9．混凝土现浇板上的后序工程规定：混凝土初凝后方可进行下道工序的施工，时间由工程项目部人员及监理人员现场确定。班组人员接到“同意下道工序施工”的通知后方可进行施工。凡违反本规定者，责令将施工用品吊离板面并处以一定程度的罚款。

混凝土的保温措施

1）框架柱：混凝土拆模后立即在其表面包裹一层塑料薄膜，在外裹棉毡或草帘，用绑扎丝捆结实。该工序有混凝土施工班组具体执行，项目部施工员负责验收；

2）梁板混凝土浇筑完毕后，在其上面覆盖一层塑料布、一层毛毡和三层草帘，其间做好测温记录。下道工序开始前有混凝土施工班组组织撤离，击中堆放看管；

3）对混凝土的保温材料的保护，各施工班组积极配合，人员到位，避免材料和用工的重复。