文｜海軍工程質(zhì)量監(jiān)督 山珊

1.引言

目前，隨著工程建設(shè)對(duì)質(zhì)量要求不斷提高，在冬期施工時(shí)，大多數(shù)項(xiàng)目采取的措施是到位的，工程質(zhì)量是可以保證的。但也有一些工程項(xiàng)目由于質(zhì)量意識(shí)淡薄，忽視了冬期施工的特點(diǎn)，冬期施工措施還不夠到位，冬施過(guò)程中存在一些問(wèn)題，如：沒(méi)有編制冬期施工方案，混凝土試塊未按規(guī)定留置和養(yǎng)護(hù)，冬施混凝土保溫養(yǎng)護(hù)、測(cè)溫措施落實(shí)不到位，還有個(gè)別工程甚至發(fā)生了結(jié)構(gòu)混凝土受凍現(xiàn)象。在混凝土進(jìn)入冬期施工后很容易造成混凝土質(zhì)量事故發(fā)生。

2.混凝土受凍機(jī)理及冬期施工的特點(diǎn)

《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ/T 104-2011）規(guī)定：根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料統(tǒng)計(jì)，室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工。作者認(rèn)為如果當(dāng)日最低氣溫低于0℃時(shí)，也可認(rèn)為進(jìn)入冬期施工。冬期施工時(shí)，溫度每降低1℃水泥的水化速度就要降低5%～7%，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)慢。當(dāng)溫度降至0℃以下時(shí)，混凝土中水分開始結(jié)冰，水泥水化作用基本停止，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)不明顯，且會(huì)產(chǎn)生冰脹應(yīng)力，使早期水泥石結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)微裂縫，降低了混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)力，從而影響混凝土構(gòu)件的質(zhì)量。

混凝土在負(fù)溫下的受凍模式有四種，其受凍機(jī)理分別如下：

2.1 初齡受凍

混凝土在澆筑后、初凝前（按3.5小時(shí)計(jì)算）或剛剛初凝就受凍害。出現(xiàn)這種情況后，由于凍結(jié)溫度低，凍結(jié)快，混凝土中的水分在受凍時(shí)基本沒(méi)有轉(zhuǎn)移，水泥來(lái)不及水化，凍前強(qiáng)度等于零?；炷潦軆龊筇幱凇靶菝摺睜顟B(tài)，恢復(fù)正常溫度后，強(qiáng)度可以重新發(fā)展，最后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，基本沒(méi)有強(qiáng)度損失。

2.2 幼齡受凍

指新澆筑的混凝土初凝后，在水泥水化的膠凝期間受凍。其特點(diǎn)是凍結(jié)溫度比初齡受凍高0～5℃，凍結(jié)緩慢，而緩慢受凍是造成水分轉(zhuǎn)移的最良好條件，混凝土中水分在凍結(jié)期間發(fā)生轉(zhuǎn)移，大量水分向低溫區(qū)和骨料表面遷移，最終在骨料周圍形成冰聚體和冰薄膜；當(dāng)轉(zhuǎn)入正常溫度后，混凝土內(nèi)水泥石與骨料之間形成了相對(duì)較大的空隙。這種凍結(jié)可使混凝土最終強(qiáng)度損失20～40%,，其強(qiáng)度損失的大小，主要取決于水分移動(dòng)的程度，冬期混凝土施工，就是要盡全力避免這種受凍模式。

2.3 成齡受凍

混凝土強(qiáng)度已達(dá)到能抵抗受凍破壞的強(qiáng)度，強(qiáng)度損失一般不超過(guò)5%，耐久性也不受影響。從節(jié)約混凝土冬期施工費(fèi)用及節(jié)能出發(fā)，這種受凍模式規(guī)范是允許的。

2.4 硬化完成后受凍

即混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才受凍，其破壞機(jī)理是冰晶的膨脹壓力起主要作用。

3.混凝土冬期施工應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 施工方案的編制

冬期施工方案是指由施工單位編制、報(bào)經(jīng)監(jiān)理單位審批后實(shí)施的冬期施工指導(dǎo)性文件。冬期施工方案編制方面存在的主要問(wèn)題有：不按規(guī)定編制冬期施工方案，或者雖然編制了冬期施工方案但未經(jīng)監(jiān)理審批，冬期施工方案針對(duì)性和操作性不強(qiáng)等。造成上述問(wèn)題的主要原因是有的施工單位對(duì)冬期施工認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)，認(rèn)為冬期施工只涉及混凝土、砌體等濕作業(yè)防凍和保溫養(yǎng)護(hù)，對(duì)冬期施工重視不夠。事實(shí)上，冬期施工涉及土方、地基與基礎(chǔ)、砌筑、鋼筋、混凝土、屋面保溫及防水、裝飾、鋼結(jié)構(gòu)及越冬工程的維護(hù)等多個(gè)分部、分項(xiàng)工程和工序等，是一個(gè)系統(tǒng)工程。凡是施工過(guò)程和工程質(zhì)量受冬季氣溫變化和低溫影響的施工項(xiàng)目，均要考慮冬期施工。

綜上所述，冬期施工前，施工單位必須結(jié)合工程的實(shí)際情況，編制有針對(duì)性、可操作性的施工方案。冬期施工方案要做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量，要盡量縮短工期，減少能源消耗。冬期施工方案應(yīng)包括：施工周期、施工程序方法、現(xiàn)場(chǎng)布置、設(shè)備材料及能源供應(yīng)計(jì)劃、安全防火措施、測(cè)溫及質(zhì)量檢查制度等。冬期施工方案編制完成后，應(yīng)按程序施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人審核，報(bào)監(jiān)理審批，然后按方案實(shí)施。

3.2 冬期施工混凝土試塊的留置與養(yǎng)護(hù)

混凝土試塊是混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)、評(píng)定和驗(yàn)收的要件，還是確定臨界強(qiáng)度、拆模強(qiáng)度等的重要依據(jù)，特別是對(duì)于冬期施工更為重要。因此，冬期施工中一定要重視混凝土試塊的留置和養(yǎng)護(hù)工作，不僅要留夠試塊的組數(shù)，還要按規(guī)定對(duì)試塊進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。有些工程進(jìn)入冬期施工后，仍按常溫施工條件留置試塊，特別是同條件試塊留置組數(shù)不足，給后期施工、混凝土實(shí)體檢驗(yàn)和質(zhì)量問(wèn)題的處理造成了困難。一般情況下，除了留置常溫施工所需的試塊外，還要特別注意留置以下兩種與冬期施工相關(guān)的同條件養(yǎng)護(hù)試塊。

3.2.1 確定受凍臨界強(qiáng)度所需的同條件養(yǎng)護(hù)試塊

冬期施工中澆筑的混凝土在受凍以前必須達(dá)到的最低強(qiáng)度稱為混凝土受凍臨界強(qiáng)度。為了確定是否達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，每個(gè)檢驗(yàn)批、不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土必須留置一組同條件養(yǎng)護(hù)試塊，只有當(dāng)同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范規(guī)定的臨界強(qiáng)度時(shí)，保溫養(yǎng)護(hù)措施才能停止。需要特別注意的是，有的工程采取了“綜合蓄熱”等保溫措施，此時(shí)，同條件養(yǎng)護(hù)試塊拆模后，要放置在靠近臨近建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位置，采取同條件的“綜合蓄熱”等保溫養(yǎng)護(hù)方法，即，同條件試塊要和相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在相同的溫、濕度和“雨雪風(fēng)霜”環(huán)境條件中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.2.2 檢驗(yàn)混凝土抗凍、抗?jié)B能力所需的同條件養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊。冬期施工中，為了提高混凝土的抗凍能力，一般都要添加抗凍劑，還有的工程混凝土本身就有抗凍、抗?jié)B方面的要求，為了檢驗(yàn)混凝土的抗凍、抗?jié)B能力，需要至少留置一組試塊與工程同條件養(yǎng)護(hù)28d，再標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行抗凍或抗?jié)B試驗(yàn)。

3.3 冬期施工混凝土測(cè)溫

在冬期施工中，混凝土測(cè)溫主要是為了監(jiān)控澆注混凝土后早期的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)和質(zhì)量，確定臨界強(qiáng)度的試壓時(shí)機(jī)以及推算混凝土的早期強(qiáng)度，此過(guò)程非常重要，是必須采取的檢驗(yàn)措施。冬期施工混凝土測(cè)溫方面存在的問(wèn)題主要有：測(cè)溫制度不健全，測(cè)溫孔留置的位置、數(shù)量不符合要求，測(cè)溫操作不規(guī)范，測(cè)溫記錄不能真實(shí)反映混凝土實(shí)體溫度等。

冬期施工混凝土測(cè)溫應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.3.1 設(shè)置合理測(cè)溫點(diǎn)

在有代表性的結(jié)構(gòu)部位和溫度變化大、易冷卻的部位設(shè)置測(cè)溫孔。當(dāng)采用“蓄熱法”養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)在設(shè)置在易于散熱的部位；當(dāng)采用“加熱法”養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)分別設(shè)置在離熱源不同部位；當(dāng)采用“暖棚法”施工時(shí)，在離地面50cm高度處必須設(shè)點(diǎn)；大體積結(jié)構(gòu)應(yīng)在表面及內(nèi)部分別設(shè)置。測(cè)溫孔孔深為10-15cm，也可為板厚的1/2或墻厚的1/2。對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的梁、板、柱、墻等，布設(shè)的測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)不少于該批次澆筑典型構(gòu)件的25%，并且點(diǎn)位布置應(yīng)當(dāng)靈活，既能反映最不利情況下的混凝土養(yǎng)護(hù)溫度（如墻、柱上表面等），也能反映該批次混凝土平均養(yǎng)護(hù)溫度；室內(nèi)二次結(jié)構(gòu)、地面混凝土等，當(dāng)不摻用抗凍劑時(shí)，布設(shè)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)不少于該批次澆筑典型構(gòu)件的50%，摻用抗凍劑時(shí)為10%，且不少于6個(gè)。全部測(cè)溫孔、點(diǎn)均應(yīng)編號(hào)，繪制布置圖，并在結(jié)構(gòu)實(shí)體對(duì)應(yīng)位置做出明顯標(biāo)識(shí)

3.3.2 測(cè)溫操作要規(guī)范

測(cè)溫前要檢查溫度計(jì)是否正常，溫度計(jì)插入測(cè)溫孔后，用保溫隔熱材料塞住孔口四周，將溫度計(jì)留置在孔內(nèi)3-5min。特別說(shuō)明的是，室外溫度低的情況下，溫度計(jì)讀數(shù)要迅速、準(zhǔn)確，以避免視差、時(shí)差，不要使頭、手或燈頭接近溫度計(jì)下端。找到溫度計(jì)水銀柱頂點(diǎn)后，先讀小數(shù)、后讀大數(shù)，以免誤讀。讀數(shù)同時(shí)，將測(cè)溫孔用保溫材料按原樣覆蓋好，把標(biāo)志旗插入測(cè)孔內(nèi)。測(cè)量結(jié)果要填入《測(cè)溫記錄》，保證數(shù)據(jù)要真實(shí)準(zhǔn)確。測(cè)溫人員應(yīng)同時(shí)檢查覆蓋保溫情況，還應(yīng)了解結(jié)構(gòu)混凝土的澆筑日期、要求溫度、養(yǎng)護(hù)期限等，若發(fā)現(xiàn)混凝土溫度有過(guò)高或過(guò)低現(xiàn)象，應(yīng)立即通知有關(guān)人員，及時(shí)采取有效措施。

3.3.3 確定測(cè)溫項(xiàng)目?jī)?nèi)容

室外氣溫和環(huán)境溫度，每晝夜至少監(jiān)測(cè)1次，以及最高、最低氣溫；如果工程采用現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土，那么水、水泥、砂、石及外加劑溶液溫度，均需測(cè)量；如果采用預(yù)拌混凝土，混凝土出罐、澆筑、入模溫度，每一工作班不少于1次；特別說(shuō)明，對(duì)于預(yù)拌混凝土，必須與商品混凝土廠聯(lián)系，要求其加大水、水泥、砂、石及外加劑溶液的溫度控制。對(duì)于混凝土養(yǎng)護(hù)溫度的測(cè)量，當(dāng)蓄熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，從入模開始到混凝土到受凍臨界強(qiáng)度、混凝土溫度降到0℃或設(shè)計(jì)溫度以前，每四小時(shí)應(yīng)測(cè)量一次；采用摻防凍劑的無(wú)覆蓋養(yǎng)護(hù)法，在強(qiáng)度達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度以前每二小時(shí)測(cè)定一次，并在強(qiáng)度達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度以后延續(xù)測(cè)溫不少于48h；暖棚法施工時(shí)，每晝夜測(cè)溫不應(yīng)少于4次。

4.受凍混凝土的鑒別和處理

從筆者所參與的工程質(zhì)量監(jiān)督來(lái)看，冬期施工主要避免的是幼齡受凍。判斷混凝土是否幼齡受凍，最簡(jiǎn)單的辦法是觀察混凝土表面是否有放射狀的花紋。此外，混凝土表面還會(huì)出現(xiàn)螺旋紋、顏色發(fā)白等現(xiàn)象，骨料邊緣和底面有化石似的冰晶體，易碎，這樣的情況會(huì)導(dǎo)致混凝土與鋼筋粘結(jié)力大大降低，內(nèi)部有較多大孔隙?；炷涟l(fā)生幼齡受凍時(shí)，最穩(wěn)妥的處理方法是待混凝土終凝后把局部受凍的混凝土砸掉，清理接茬部位，用高標(biāo)號(hào)混凝土填補(bǔ)，嚴(yán)重時(shí)必須將整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件拆除重新澆筑。當(dāng)混凝土受凍初期處理不及時(shí)，致使混凝土因幼齡受達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，必須按規(guī)范要求采取設(shè)計(jì)復(fù)核、返修加固等措施處理。

5.結(jié)語(yǔ)

建筑工程要進(jìn)行冬期施工，工程技術(shù)人員必須注重把握好冬期施工的規(guī)律特點(diǎn)，編制和落實(shí)好冬期施工方案，以保證混凝土冬期施工質(zhì)量。