冬季混凝土施工措施探讨

李淋玉

摘要：冬季施工虽然成本较常温施工要高，但在体量较大的项目主体施工期间，为了保证工期，不得不在冬季进行施工。本文以镇雄县保障房工程项目混凝土冬季施工为例,对混凝土冬季施工作了探索和总结。

关键词：混凝土；冬季施工；质量控制

一、项目背景

1.1、本工程建设地点位于云南省昭通地区镇雄县，称作"鸡鸣三省"之地。本工程共承建7栋小高层保障性住房，建筑层数最高为：17层。

1.2、根据镇雄县多年来的气候条件，年均降水量914毫米，阴雨日数232天。镇雄县年平均气温在11.3℃，冬季为雨雪天气。气温很是低，常出现雨雪天气，对混凝土的施工影响很大，严重影响了本项目的正常施工。据工程总体施工进度计划要求，本工程于4月初正式开工，5月底必须完成主体封顶。该工程工期紧张、气候条件恶劣、部分基础及60%主体结构均处于冬季施工，施工作业期间，08:00—18:00平均气温约5℃，18:00—23:00平均气温约0℃，23:00至次日08:00平均气温约-5℃。

二、工程特点

2.1、本工程处于云贵高原，在云南地域尚未有成熟的混凝土冬日施工技术可以借鉴。现浇混凝土结构施工过程中，受气候条件的影响，不可避免的要遇到冬季施工或冬季停工，常成为控制工程建设周期、影响工程质量的技术难题。

2.2、高寒地域因为受自然条件的限制，常规混凝土结构工程施工因无法有效保证混凝土施工质量，导致冬季经常出现停止现浇混凝土施工情况，延长了工程建设周期，该技术能够保证冬季混凝土结构工程连续施工。

2.3、 采用该技术进行混凝土冬期施工，能够有效地保证混凝土工程施工质量，更好地避免发生混凝土质量事故。

2.4、采用高寒地区混凝土冬期施工技术，保证了混凝土在冬季连续施工而不停工，除缩短了建设工期外，也降低了因停工造成的设备、材料等施工成本，经济效益显著。

2.5、混凝土冬季施工不会造成额外环境污染与破坏。

2.6、对我省高寒地区冬季昼夜温差较大（最高气温可能在10℃以上，而夜间最低气温低至-15 ℃）的情况，及省内其他地区冬季混凝土气温异常应急处理与保障具有较强的指导作用。

三、工艺原理

3.1、通过对混凝土粗骨料、细骨料、搅拌用水等原材料加温保证混凝土出机温度，在混凝土输送、运输过程中采取有效地保温措施，保证入模温度符合要求。

3.2、混凝土浇筑后再应用蓄热养护技术和措施，控制混凝土表面温度和水分散失，保证混凝土所需的温度和水满足水化基本要求、达到受冻临界强度墙不受冻。

四、施工工艺流程及操作要点

4.1 、施工工艺流程

     图1 混凝土冬期施工工艺流程图

4.2 、操作要点

4.2.1、施工准备

1）、与镇雄县气象部门取得联系，掌握镇雄县城近5年来，每年冬季的气温变化进行统计，推测出本工程施工期间不同阶段的不同变化，及相应得数值。

2）、对本工程施工现场环境温度进行测量，如果施工现场室外温度，平均气温连续5天都低于5℃，说明镇雄县城已经进入冬季施工期；如果施工现场室外温度，平均气温连续5天都高于5℃时，说明镇雄县城已经过了冬季施工期。

3）、根据施工方要求进行料场、库房等临时设施建设，混凝土施工设备进场安装调试，加温、保温设备、测温设备、工具的准备。

4）、镇雄保障房项目所需的砂石料、水泥等原材料需要提前准备，提前准备好本项目冬季施工的保温材料、加温材料。

5）、项目部组织管理人员认真熟悉图纸、审查图纸，同时与设计单位设计人员保持良好的沟通，及时解决不能适应冬期施工的问题。

4.2.2、 配合比设计与试配

1）、混凝土配合比设计

a水泥的选用：选用42.5Mpa以上的普通硅酸盐水泥。

b水灰比小于或等于0.6。

c根据试验确定了混凝土防冻剂和外加剂的选择和用量。

d混凝土配合比应满足混凝土性能要求。

2）、混凝土试配

a根据配合比进行混凝土的粗骨料、细骨料等的配置。

b适配环境温度、蓄热养护条件与实际施工条件相一致。

c记录适配材料、拌合用水、装模温度、并测定混凝土拌合物降温速度、初凝时间等参数。

d测定混凝土的各项参数，通过现场测定的参数确定配合比。

4.2.3、 原材料控制

1）、拌和混凝土所需要的粗骨料、细骨料不能含有杂质。

2）、细骨料、粗骨料要满足相应得级配条件。

3）、搅拌前对水进行加热（根据具体条件可采用电加热、蒸汽加热及其他加热方法），水温按现场实际情况确定，最好控制在60～70℃左右。

4）、混凝土抗冻剂、外加剂的掺量和选用通过实验确定。

4.2.4、混凝土施工

1）、混凝土施工时原材料加热的确定

通过热工计算混凝土拌合时、混凝土搅拌完成时、施工现场混凝土入模时的温度，温度的计算结果，确定混凝土搅拌时加热原材料的方法以及还需要提升多少温度。通过实践，镇雄保障房项目原材料加热采用加热水的方法（水温不超80℃，骨料温度不超60℃）。

本项目所使用水泥标号低于52.5。

图2 混凝土拌和用水加热

图3 混凝土入模温度监控

2）、混凝土搅拌

a混凝土搅拌过程工艺：

公分石、砂、→热水→搅拌→水泥、外加剂、掺合料→搅拌→搅拌完成。

避免水泥直接与高于80℃的拌合水直接接触。

b满足经适配符合要求配合比，计量准确。

c确定不同温度下混凝土搅拌时间为延长50%，原材料的遮盖方法，如果加了外加剂，搅拌时间为常温的1.5 倍。

   表4.2.4 拌制最短时间（s）         

混凝土坍落度 （cm）	搅拌机机型	搅拌机容积（L）
		< 250	250～650	> 650
≤3	自落式	135	180	225
	强制式	90	135	180
>3	自落式	135	135	180
	强制式	90	90	135

d在冬期施工期间对原材料、外加剂及混凝土出机温度、坍落度、泵送性能及抗冻温度等要求。

e水灰比要严格控制，由砂石等骨料和外加剂顺带入的水应从拌合使用水量中扣除，配料拌制时要按配合比进行，做好施工配合比计量管理工作。

f混凝土的搅拌统一在现场搅拌站进行拌制，控制混凝土出机温度≥10℃、入模最低温度≥5℃，通过水温进行及时调整。粗骨料、砂虽可不加热，现场采取保温覆盖措施，保证骨料不因下雨、下雪和气温骤降而发生冻融、结冰、骨料温度大幅度下降等情况，以保证最终的入模温度符合镇雄冬季施要求。

3）、混凝土浇筑

a混凝土在浇筑前，要将表面的冰雪、污垢等杂物清理干净，浇筑时，按照合理的工序，尽快铺料，振捣、刮平、搓压及时，及时覆黑盖塑料薄膜及阻燃草席保温保水，尽量减少热量及水分的损失，以保证工程质量。

b混凝土浇筑时，保证混凝土的浇筑温度（大于5度）。

c根据当班预计混凝土浇筑工程量，准备充足的水泥、砂石、外加剂、保温等材料，保证混凝土能够连续浇筑，很好地控制混凝土的浇筑质量和保温工作要求。

4.2.5、试块留置

1）、混凝土试块：除了应该按常温规定要求取样外，同条件试块应增加3组：

（1）抗冻临界强度试块一组（砼 R≥4N/mm2 ）；

（2）14d强度试块一组；

（3）60d强度试块一组。

2）、冬季施工期间混凝土同条件试块应放在专门的用保温的铁笼子里面，放在浇筑部位相应位置或试验室外，以便同条件试块养护，并得以妥善保管。

4.2.6、混凝土养护

1）、冬期施工混凝土养护要求

a加强混凝土养护过程的温度测量，即混凝土倒入模板、砼最初养护、砼冬施硬化期间养护、室外大气、日平均温度等），详4.2.6-1。

表4.2.6-1混凝土冬期施工温控测温记录样表

日  期	时点	作业部位	室外 温度	自然水温	浇筑水温	混凝土入模温度	养护温度	混凝土内 部温度	天气情况	日最低 气温
	08:00
	14:00
	18:00
	24:00

图4 混凝土养护保温监控

b在冬季混凝土施工的整个过程中，养护温度低于掺合温度时，保证混凝土的抗压强度不应低于4牛/平方毫米（临界冻结强度）。

c本项目，在混凝土浇筑过程中，要对保温层的遮盖。做好记录。

d冬施期间严禁对混凝土进行浇水养护。

e如果降低了大气温度，可以采取增加保温层数量，进一步加强温度测量的措施，以确保混凝土养护温度降低到低于预定温度。掺合料的温度和抗压强度可达到4牛/平方毫米。

2）、混凝土保温养护措施

a承台、基础、柱、楼板混凝土立面：模板迎混凝土面用双面胶粘贴20mm后聚苯板后再安装承台边模，模板拆除后，泡沫板将自动牢靠、密实地粘贴在在混凝土表面上，从而形成封闭立面保温层。

b承台、地梁混凝土表面：混凝土浇筑收光找平后，及时覆盖保温材料，若遇气温骤降，可适当增加保温层数。具体从底层到顶层依次是：黑塑料布、双层草席和黑塑料布。

c框架柱、斜墙混凝土拆模时间要往后推迟，拆模后混凝土表面立即用黑塑料布进行封闭，生火加热。

d梁板混凝土表面保温：若遇气温骤降，可适当增加保温层数，板下生火加温。具体从底层到顶层依次是：黑塑料布、保温棉被和黑塑料布。见图5所示。

图5 结构混凝土冬期施工蓄热养护示意图

图6 混凝土浇灌同时板下升温

3）、混凝土测温

对凝土施工进行测温控制和检查。测温方法为：

a测温管设置：每个承台在迎风面设置一个测温点，在混凝土浇筑时将测温管埋入混凝土表面以下100-150mm，测温管内注满水，用木塞封堵管口（地梁每隔6m设置）。

b测温：测温结果控制在抗冻临界温度以上，若低于临界温度应立即采取保温加强措施。

图7 基础、竖向结构混凝土冬期施工蓄热养护及测温装置示意图

五、材料与设备

5.1、材料（冬施）

表5.1主要材料          

序号	材料名称	数量	用途
1	黑塑料布	2.5倍混凝土覆盖面积	混凝土覆盖
2	彩条布	按工程实际需要	砂石料覆盖
3	阻燃棉被	1．5倍混凝土覆盖面积	混凝土覆盖
4	手套	若干	劳保
5	防冻剂	按配合比设计	混凝土外加剂
6	阻燃保温材料	竖向结构混凝土表面积	混凝土覆盖

5.2、设备（冬施）

表5.2 主要设备                  

序号	设备名称	数量	用途
1	水箱	根据混凝土用水需求配置	混凝土拌合水加热、储存
2	温度计	3~10支	温度测量
3	火炉	若干	现浇楼板下加热
4	手电筒	若干	劳保
5	电加热器	同水箱数量	混凝土拌合水加热

六、质量控制

在工程质量控制上除执行相关规范、设计施工图纸、有关设计文件的要求外，还应做好以下几点要求：

6.1、成立冬季施工领导小组，加强冬期施工管理。

6.2、项目部应认真做好镇雄年度冬季施工项目的准备工作，随时检查各项措施的实施情况，完善施工技术责任制、气象预报系统、技术基础系统A的管理制度。冬季掺杂物管理系统。

6.3、进入冬期施工前，对各环节人员要组织专门技术业务培训，重点学习有关冬期施工方案、施工方法、日常技术工作和操作要点，明确职责。

6.4、做好检查记录。

6.5、做好冬期施工技术交底。

6.6、严加控制外加剂的使用情况。

6.7、施工现场须准备好混凝土覆盖材料，麻袋和草席等。

6.8、浇筑混凝土前，将模板上的冰块、积雪和污物清除。

6.9、冬季施工时，不应在冻土层上进行混凝土灌浆。

6.10、混凝土严禁在运输过程中加水，以防结构件出现裂纹和强度降低。

6.11、混凝土要连续浇筑，不要在管中停留。

6.12、混凝土表面用保温材料覆盖。

6.13、工程部位混凝土浇筑完成后，要加强混凝土的保温工作，以防止混凝土温度过低而冻结。

6.14、冬季施工时，温度低，混凝土初凝时间一般为8-10小时，最终凝结时间为12-14小时，应掌握抹灰时间，开始前应先设定二次-三次，以减少混凝土表面的收缩裂缝。

6.15、混凝土捣固后，应及时覆盖保温材料，确保混凝土在初始凝固前不冻结。

6.16、同时，将混凝土置于28d试块和具有相同养护条件的试块（按GB/T14902标准的试样和合格证书合格的试验机），经试验满足强度要求后，可将模具拆除。

6.17、暖棚养护法

1）、用钢管建造建筑物周围的温室并用彩色胶带密封。天棚必须坚固和气密，并覆盖草席。

2）、当暖棚内的温度低于5度时在下层楼面上采用煤炉加热，增加混凝土养护温度，但是煤炉的排气管必须从棚中抽出。以防煤气中毒。

3）、暖棚内要有湿度，湿度不够时要进行保湿。

图8 铺盖塑料膜及保温材料

图9 炉火升温

图10 暖棚围设

七、安全措施

7.1、检查各项设备，各项工序是否安全。

7.2，及时清理积雪等。

7.3.冬季施工时要注意预防火灾，远离易燃物品、准备好消防设备和工具。

7.4、凡是易燃品要及时清理，草袋子、锯沫等保温材料严禁靠近火源。

7.5、在冬季前检查供电线路，有问题的要及时更换，不能及时修复和更换的，应关闭电源，电源开关、控制箱等设施应上锁。

7.6、除以上特别注意外，按国家有关规范、规程及本公司相关条文严格执行。

八、环保措施

8.1、建立环境保护保证体系，责任到人。

8.2.现场施工总平面图，要根据实际情况，合理布局，尽量减少占地，少破坏植被。

九、效益分析

9.1、社会效益

高寒地区由于受自然条件的限制，常规混凝土结构工程施工因无法有效保证混凝土施工质量，导致冬季停止现浇混凝土施工，必将延长工程建设周期，该技术能够保证冬季混凝土结构工程连续施工。

9.2、质量效益

采用该技术进行混凝土冬期施工，能构有效地保证混凝土工程施工质量，更好地避免了混凝土质量事故的发生。

9.3、经济效益

该技术保证了混凝土在冬季连续施工而不停工，除缩短了建设工期外，也降低了因停工造成的设备、材料等施工成本，经济效益显著。

9.4、环境保护

在环境影响方面，混凝土冬期施工与常规施工条件下大的混凝土施工差异不大，不会造成额外环境污染与破坏。

十、结语

运用该技术进行混凝土冬期施工，保证了本工程的建设工期，该技术所使用材料、设备等成本低，操作简单，降低了本工程因停工造成的设备、资料等施工成本。在此次施工中还是遇到了不少问题，但是在公司领导及项目部成员的共同努力下这些问题都得到了一一解决。随着本项目的施工完成，混凝土冬季施工技术存在这一些不足，我们会努力改进和完善。

参考文献：

[1]《建筑工程施工技术方面存在的问题及改善方法》 作者张俊.

[2]《建筑工程冬季施工要点浅析》作者郭俊峰.

[3]《冬季混凝土施工保护措施》作者丁冠军. 

[4]《浅谈住宅开发冬季施工的质量控制》作者焦梅.