吳春樺 云南建投第二建設(shè)有限公司

1 前言

混凝土是現(xiàn)代建筑工程重要的原料之一，開展混凝土施工過(guò)程中，會(huì)受到多種因素的影響，例如，材料配合比、所選材料不符合標(biāo)準(zhǔn)、氣候條件等。其中，材料、配合比等問(wèn)題依靠人為方式能有效解決，但對(duì)于天氣溫度并非人力可干擾的。

不得不說(shuō)，天作為影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，冬期外界的溫度偏低時(shí)會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度及其使用性能，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件耐久性降低，對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響。

因此，加強(qiáng)冬期混凝土施工中質(zhì)量問(wèn)題的研究，有利于提升冬期混凝土質(zhì)量，對(duì)于改善冬期施工技術(shù)、提升混凝土質(zhì)量控制效果具有重要的意義。

2 冬期混凝土施工原理

混凝土拌合物受到水泥水化的影響，通過(guò)澆筑施工后會(huì)慢慢凝結(jié)、硬化，直至達(dá)到最終的強(qiáng)度。水泥水化速度不僅與混凝土的配合比、組成材料等因素有關(guān)，也會(huì)隨著溫度的變化發(fā)生改變。如果混凝土的溫度升高，水化作用更快，強(qiáng)度增加明顯加快；當(dāng)溫度下降至0℃條件下，保存在混凝土內(nèi)的水分有一部分慢慢結(jié)冰，水化作用有所減慢，其強(qiáng)度增長(zhǎng)也比較緩慢[1]。

溫度不斷下降，如果混凝土內(nèi)保存的水完全變?yōu)楸匆合嘧兂晒滔鄷r(shí)，水泥水化作用處于基本停止的狀態(tài)，其強(qiáng)度也不會(huì)再增長(zhǎng)。必須注意，水變?yōu)楸?，體積大約增加9%。如果這一應(yīng)力值超過(guò)水泥內(nèi)部構(gòu)成的初期強(qiáng)度值，導(dǎo)致混凝土受到一定程度的破壞，其強(qiáng)度隨之下降。

除此以外，如果水變?yōu)楸?，?huì)使得骨料以及鋼筋表面出現(xiàn)大顆粒冰凌，不僅使得水凝漿與骨料和鋼筋之間的粘結(jié)力減弱，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度也會(huì)產(chǎn)生不良的影響。在冰凌融化之后，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)各種空隙，在一定程度上降低其耐久性、密實(shí)性。由此表明，冬期開展混凝土施工過(guò)程中，水形態(tài)變化成為左右混凝土強(qiáng)度的重要因素。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者針對(duì)上述問(wèn)題開展了大量的試驗(yàn)，研究結(jié)果證實(shí)，新澆筑的混凝土凍結(jié)之前有相應(yīng)的預(yù)養(yǎng)期，會(huì)在一定程度上增加混凝土內(nèi)部液相，促進(jìn)其水泥水化[2]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，混凝土受凍之前預(yù)養(yǎng)期越長(zhǎng)，強(qiáng)度損失更小。在混凝土化凍之后繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度也會(huì)增長(zhǎng)，但其增長(zhǎng)幅度存在一定的差異。

如果預(yù)養(yǎng)時(shí)間比較長(zhǎng)，初期強(qiáng)度偏高的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度不會(huì)受到較大損失。當(dāng)安全預(yù)養(yǎng)期比較短，初期強(qiáng)度偏低的混凝土受凍后，其后期強(qiáng)度會(huì)有一定程度的損失。這也表明，在混凝土凍結(jié)之前，其在正常溫度條件下有相應(yīng)的預(yù)養(yǎng)期，會(huì)在一定程度上加快水泥水化的作用，使混凝土受到凍害影響最小。

3 混凝土冬期施工存在的問(wèn)題

建筑工程施工過(guò)程中，因混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等原因引起的工程事故頻發(fā)，這種情況不僅影響混凝土施工質(zhì)量，也會(huì)給廣大居民生活帶嚴(yán)重的危害。因此，必須高度重視混凝土施工問(wèn)題，設(shè)法提升混凝土強(qiáng)度，確保整個(gè)工程的質(zhì)量。

與其他季節(jié)不同，冬期進(jìn)行混凝土施工有一定的劣勢(shì)。冬期施工受到施工條件及環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致工程質(zhì)量問(wèn)題頻繁發(fā)生，混凝土工程更明顯。加之，冬期施工產(chǎn)生的質(zhì)量事故展現(xiàn)出滯后性、隱蔽性的特點(diǎn)，即冬期施工的工程，其質(zhì)量問(wèn)題可能到下一年的春天才會(huì)慢慢顯露出來(lái)，輕則必須進(jìn)行修補(bǔ)，嚴(yán)重者需要重做，這種情況不僅影響建筑的使用壽命，也會(huì)給施工企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

冬期開展混凝土施工的過(guò)程中，由于外界溫度偏低，對(duì)于混凝土養(yǎng)護(hù)、保溫等工作提出更高的要求。處于低溫條件下，如果未采取恰當(dāng)?shù)谋卮胧┗蝠B(yǎng)護(hù)工作未順利實(shí)施，混凝土構(gòu)件拆模后其表面會(huì)出現(xiàn)裂縫。分析發(fā)現(xiàn)，引起這種質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)鍵，在于混凝土內(nèi)部與表面之間存在較大的溫差，干縮比例的差異，使得水泥在水化中因溫度上升而膨脹，表面裂縫隨之出現(xiàn)。

混凝土冬期開展施工中，常常發(fā)生結(jié)構(gòu)松散的情況，即混凝土的內(nèi)部存在空洞，混凝土與骨料之間粘接力不佳，從而影響其構(gòu)件的強(qiáng)度及性能。之所以出現(xiàn)這種情況，由于外界溫度較低，混凝土遭受較大的溫差，受到壓力、溫度等多種因素的影響，使得混凝土水分有所轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致其內(nèi)部出現(xiàn)大量的空隙，最終引起混凝土結(jié)構(gòu)松散的問(wèn)題[4]。

冬期對(duì)混凝土進(jìn)行施工時(shí)，其構(gòu)件表面極易出現(xiàn)反霜的情況，這種白色粉末就是混凝土結(jié)晶受到腐蝕后的產(chǎn)物，促使其外加劑在混凝土硬化過(guò)程中深入構(gòu)件表面，水分蒸發(fā)后在混凝土表面慢慢顯示出來(lái)。

4 混凝土冬期各施工階段質(zhì)量控制

4.1 準(zhǔn)備時(shí)期的質(zhì)量控制

4.1.1 收集氣溫各項(xiàng)資料

一般情況下，冬期施工就是最低氣溫處于-3oC以下或連續(xù)5d 平均氣溫低于5oC 的狀況。正常溫度與冬期混凝土在施工工藝上存在明顯的差異，冬期施工過(guò)程中，必須做好施工區(qū)域氣溫變化監(jiān)測(cè)工作，收集、整理氣溫變化資料。通過(guò)深入分析所收集的資料，對(duì)未來(lái)幾日氣溫改變狀況給予精密的預(yù)測(cè)，制定恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)策略。

4.1.2 審查混凝土施工方案

審查冬期混凝土施工方案，重點(diǎn)內(nèi)容如下：審查所設(shè)計(jì)方案是否達(dá)到國(guó)家各項(xiàng)技術(shù)要求；對(duì)于不同板厚混凝土開展精確的熱工計(jì)算；判定所設(shè)計(jì)方案是否與具體的施工條件相結(jié)合；評(píng)估這個(gè)方案是否根據(jù)實(shí)際工程情況選定合理的參數(shù)。從參數(shù)選擇方面分析，必須重視熱工計(jì)算的合理性及其完整性。

4.1.3 加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)工作

混凝土冬期施工階段，對(duì)混凝土施工技術(shù)具有較高的要求，且復(fù)雜性較大，必須做好各方面的控制工作。在工程正式開展施工前，加強(qiáng)施工人員理論知識(shí)與技術(shù)的培訓(xùn)工作。

對(duì)施工人員開展理論知識(shí)培訓(xùn)時(shí)，必須按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家規(guī)范要求等開展培訓(xùn)工作，提升施工人員的認(rèn)知水平，便于根據(jù)規(guī)范流程開展施工[5]。在此基礎(chǔ)上，重視做好施工人員技術(shù)培訓(xùn)工作，培訓(xùn)內(nèi)容不限制在施工技術(shù)方面，還應(yīng)涉及材料使用等內(nèi)容。隨之，明確施工各環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人的職責(zé)范圍，根據(jù)實(shí)際要求做好施工準(zhǔn)備工作。

4.1.4 做好施工設(shè)備及材料管理工作

為確保冬期混凝土施工順利展開，必須加強(qiáng)施工設(shè)備及材料的管理工作。采購(gòu)原材料時(shí)，綜合考察供應(yīng)商規(guī)模、混凝土質(zhì)量等內(nèi)容，保證采購(gòu)的混凝土達(dá)到澆筑要求，例如，要求采購(gòu)的混凝土出機(jī)溫度滿足施工技術(shù)要求等。

原材料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，再次核對(duì)材料規(guī)格、數(shù)量等信息，確定所用原材料未出現(xiàn)質(zhì)量、數(shù)量等問(wèn)題。待各項(xiàng)達(dá)標(biāo)后，分類入庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，避免不同種類材料出現(xiàn)反應(yīng)，影響其性能。

此外，可通采用草墊等覆蓋原材料，防止其由于受潮結(jié)塊。在此基礎(chǔ)上，認(rèn)真檢查施工所用機(jī)械設(shè)備，保證其不存在缺少零件、螺絲松動(dòng)等情況，并對(duì)機(jī)器使用性能展開檢查，保證不存在故障等問(wèn)題。

4.2 施工階段質(zhì)量控制

4.2.1 合理控制混凝土配方比及溫度

對(duì)混凝土拌制前，先要注意清潔骨料，確保其中不摻雜容易凍裂的物質(zhì)或冰雪等。對(duì)混凝土配制時(shí)，必須嚴(yán)格根據(jù)要求對(duì)各種原料用量實(shí)施控制，保證混凝土質(zhì)量達(dá)到施工需求。比如，防凍劑用量注意結(jié)合施工地區(qū)溫度而定，一般情況下，取水泥量3%～5%左右即可。

混凝土攪拌時(shí)間也要實(shí)施控制，通常正常溫度下時(shí)間為0.5min～1min[6]。如果混凝土所用外加劑是液體，必須先根據(jù)規(guī)定制成濃度溶液，再依照要求制備為施工溶液，且溶液需要放在具有明顯的標(biāo)志容器內(nèi)。當(dāng)使用的外加劑為粉末時(shí)，則要依據(jù)配合比直接撒到水泥表面即可。在保持混凝土配合比不變的條件下，可有效提升拌合物的流動(dòng)性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰引起的水壓力，從而改善其黏聚性及保水性，提升混凝土的抗凍性能。

冬期混凝土施工時(shí)，混凝土通常使用綜合蓄熱法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，為保證混凝土入模后依然有一定的流動(dòng)性，防止凍結(jié)過(guò)早出現(xiàn)，其入模、出機(jī)溫度不可低于5oC、10oC。混凝土施工階段，若施工使用泵送或預(yù)拌混凝土，且運(yùn)送路徑比較長(zhǎng)，可以適當(dāng)調(diào)高出機(jī)溫度，具體調(diào)高數(shù)據(jù)，應(yīng)與輸送實(shí)際距離相結(jié)合展開熱工計(jì)算，最終溫度控制在15oC以上。

當(dāng)混凝土體積偏大，入模溫度合理控制在30oC之內(nèi)，如果溫度不滿足施工要求，必須對(duì)泵送管或運(yùn)輸車給予預(yù)熱、保溫處理[7]。

4.2.2 加強(qiáng)混凝土澆筑質(zhì)量管理

冬期混凝土施工時(shí)，必須按照詳細(xì)的施工方案要求開展一系列工作，保證每一次澆筑高度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范。若混凝土澆筑期間，由于部分原因無(wú)法及時(shí)供應(yīng)混凝土或兩層澆筑時(shí)間存在較長(zhǎng)的間隔，為防止混凝土過(guò)早凍結(jié)，可采用恰當(dāng)?shù)拇胧?shí)施保溫處理，確?；炷辆哂辛己玫牧鲃?dòng)性。

與此同時(shí)，注意監(jiān)測(cè)混凝土表面溫度及其與內(nèi)部溫度之間的差值，澆筑完成后，對(duì)環(huán)境與混凝土表面進(jìn)行隔絕處理，有利于阻斷二者之間的熱交換過(guò)程，避免因混凝土表面溫度下降過(guò)快，使得混凝土表面存在裂縫。必須注意，由于水泥型號(hào)不同或所用施工方法不一，其受凍臨界強(qiáng)度存在差異。

基于此，要注意合理控制受凍臨界強(qiáng)度。比如，所用混凝土原材料屬于硅酸鹽水泥，其受凍臨界強(qiáng)度應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度30%；當(dāng)混凝土原材料屬于其他類型的水泥，混凝土受凍臨界強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%[8]。當(dāng)環(huán)境最低溫度處于零下15oC 以上，其臨界強(qiáng)度約為4MPa 以上；若最低溫度超過(guò)零下30oC，混凝土的受凍臨界值超過(guò)5MPa。

4.3 養(yǎng)護(hù)階段質(zhì)量控制

混凝土養(yǎng)護(hù)包含自然與蒸汽養(yǎng)護(hù)，對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，要重視合理控制混凝土的溫濕度，盡可能減少表面混凝土暴露時(shí)間，及時(shí)覆蓋暴露的混凝土，避免表面水分蒸發(fā)。暴露面保護(hù)層在混凝土初凝前，可卷起覆蓋物，通過(guò)抹子搓壓表面最少兩遍，促使其平整后再次覆蓋。必須注意，覆蓋物不可與混凝土表面直接接觸，直到混凝土終凝為止。

有效的保溫措施對(duì)混凝土施工質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，在完成混凝土澆筑后，必須采用恰當(dāng)?shù)谋夭牧细采w混凝土構(gòu)件，確保所用構(gòu)件全部覆蓋，保證混凝土的施工質(zhì)量。

此外，冬期混凝土施工過(guò)程中，所用保溫材料覆蓋部件時(shí)間適當(dāng)長(zhǎng)一些，直至混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求方可開展拆模處理。為混凝土鋪設(shè)保溫材料時(shí)，如果溫度在0oC以上，可以鋪設(shè)1層；當(dāng)溫度低于0oC，需要鋪設(shè)2～3層。必須注意，保溫材料不可直接覆蓋到剛剛建筑好的混凝土層上，需要蓋上一層塑料薄膜，再覆蓋草袋等保溫材料。

混凝土養(yǎng)護(hù)方式較多，包含蓄熱法、暖棚法、綜合蓄熱法等。其中，蓄熱法就是把混凝土組成材料實(shí)施加熱處理，確保澆筑后有一定的溫度，其外圍采用保溫材料進(jìn)行覆蓋，保證混凝土冷卻速度緩緩下降，在冷卻中慢慢硬化。若混凝土冷卻至0oC，可滿足抗凍臨界或預(yù)期強(qiáng)度。

冬期混凝土施工完成后，常使用蓄熱法對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，若蓄熱法難以達(dá)到要求，可通過(guò)加熱養(yǎng)護(hù)法處理，即使用外部熱源對(duì)混凝土加熱養(yǎng)護(hù)，包含暖棚法、蒸汽加熱等。其中，大體積混凝土主要使用暖棚法予以加熱，蒸汽加熱法主要用在混凝土預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)中。

蒸汽加熱就是借助蒸汽加熱的方式完成混凝土養(yǎng)護(hù)，這種做法不僅確保新澆筑混凝土得到較高溫度，也具有足夠的濕度，在一定程度上促進(jìn)水化凝固，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到技術(shù)要求[9]。加之，這種加熱方式也比較容易控制，且混凝土受熱溫度均勻，促使每一個(gè)部位的溫度基本保持平衡，確?；炷猎诹己玫臐駸釛l件下硬化。但這種方式成本較高，必須配置專門的鍋爐，熱量損失比較大。

當(dāng)蓄熱法難以達(dá)到混凝土防凍、抗凍要求時(shí)，可使用綜合蓄熱法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。這種方式就是蓄熱法的擴(kuò)大處理，在加入外加劑的混凝土澆筑后，通過(guò)原材料加熱、保溫等方法使得混凝土冷卻延緩，在混凝土溫度降低至0oC 前，滿足預(yù)期強(qiáng)度要求。基于此，施工企業(yè)要結(jié)合實(shí)際情況，挑選合適的養(yǎng)護(hù)方法，從而確?；炷翉?qiáng)度及整個(gè)工程的質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，與平常混凝土施工相比，冬期施工比較復(fù)雜，施工流程、工藝也隨之增加。為有效控制混凝土施工質(zhì)量，要嚴(yán)格根據(jù)施工流程展開操作，注意結(jié)合實(shí)際情況采用恰當(dāng)?shù)姆纼龃胧?，保障混凝土施工質(zhì)量達(dá)到工程設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。