浅谈抗渗混凝土冬期施工质量控制

浅谈抗渗混凝土冬期施工质量控制

摘要：水工构筑物对混凝土性能要求越来越高，不但促进着混凝土自身质量的不断进步，还对施工工艺有着更高的要求。随着环保工程的蓬勃开展，污水处理厂工程项目开工较多，且工期都十分紧迫，对于位于北方地区工程多数涉及混凝土冬期施工问题。在冬期施工过程中，怎样确保混凝土施工质量是广大施工人员要面临的难题。何为冬期施工？连续5日平均气温低于5°C或日最低气温低于-3°C时，就要采取冬季施工措施，以保证工程质量。因此，只有加强冬期混凝土施工措施，才能使抗渗混凝土满足水工构筑物结构性能需求。

关键字：抗渗混凝土、冬期、低温、加热

环保工程日益受到国家重视，水工构筑物建设也在蓬勃发展。水工构筑物作为储水容器，对抗渗性能有着较高要求。在施工过程中，冬季混凝土施工质量不但影响着其结构安全，还影响其后期的使用性能。冬季混凝土早期的冻害对冬季施工的质量的好坏有着决定性的作用，一旦抗渗混凝土出现冻胀现象，就会对其强度和抗渗性能产生较大影响。

冬季外界的温度是比较低的，使得组成混凝土的各种材料在这种温度的影响下，材料的活性受到影响变得不再有活性。这样的话将会影响混凝土的强度大大减弱，这会使混凝土的质量存在很大的问题，所以应该采取合适措施来解决冬季混凝土施工中存在的问题。对于抗渗混凝土来说，其强度和抗渗性能同样重要。为保证抗渗混凝土施工质量，必须从混凝土原材料到浇筑养护的每个环节进行全方位的监控，如配合比、外加剂、运输、浇筑、养护与保温等。

一、冬期混凝土病害原理分析

混凝土是由粗骨料、细骨料、胶凝材料、水、外加剂等多种物质混合形成的化合物，形成过程经历一系列物理和化学变化而形成的刚体。温度是决定混凝土质量的一个重要因素。当温度升高时，会使混凝土的水化作用增强，使得混凝土强度增长较快；当温度降低时，就会使混凝土水化的能力大大的减弱，使得混凝土强度增长较慢，甚至不增长并产生一定的病害。

当混凝土浇筑温度低于冰点时，就会使得混凝土中含有的水分结冰，混凝土的水化作用减弱，最终导致混凝土强度增长缓慢；如果混凝土温度继续降低，就会使混凝土内部水全部结冰，使得参与水化作用的水全部消失，水化作用无法继续进行，混凝土强度停止增长，同时，水结冰后会出现体积膨胀现象，当膨胀力足够大时，就会破坏混凝土内部结构，是混凝土开裂或破碎。因此，要保证冬季混凝土施工质量，必须从降低水的冰点、提高混凝土入模温度和加热保温养护等多方面入手。

二、冬期混凝土施工保证措施

①调整混凝土配合比

进入冬期施工前，提前调整混凝土配合比，主要通过调整水泥与外加剂的品种和用量等两方面入手。对于水泥来说，不但选择前期混凝土发热量大的水泥，还要尽可能的增加水泥用量和降低水灰比，这样就可以促进混凝土水化作用，尽快提高混凝土早期强度，如前期发热较大的早强硅酸盐水泥比较适合用于冬期施工。与此同时，在混凝土中加入早强剂和引气剂等外加剂也能提高混凝土的抗冻性能。加入早强剂，是为了使混凝土加快水化速度，提高混凝土早期强度，短时间内具有较强的抗冻性能；加入引气剂，可以在水泥浆液中增加较多的微小气泡，既增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘结性及保水性，又缓冲混凝士内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。

②提高混凝土入模温度法

在冬期施工过程中，提高混凝土的拌合温度，可以加快混凝土的水化作用，减小混凝土受冻几率。混凝土拌合前，需要对粗细骨料进行加热，并采用温度接近60℃的热水拌合。至于骨料加热的温度，通过热工计算来确定。根据天津地区施工经验，当外界气温低于-10℃且浇筑薄壁混凝土时，必须对原材料砂石和水进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇筑完成后还储备一定的热量，以便于混凝土能够正常水化反应。

③保温与加热养护法

冬季施工期间，在采取加热法和添加外加剂法之外，使用保温养护也是必备的措施，更是最行之有效的质量保证措施。在水工构筑物施工过程中，主要涉及底板、池壁、管渠和顶板等部位的冬季混凝土养护，对于不同的部位必须相对应的保温措施，才能达到预期效果。尤其对于有抗渗要求的薄壁混凝土（如管渠、池壁等），必须在其表面温度降至2℃前，进行保温覆盖，必要时还必须加热养护；对于大体积底板混凝土，一般采用棉毡对混凝土进行全方位的覆盖保温，以减少混凝土自身热量散失，充分利用混凝土自身水化热来保证混凝土的强度增长，因此，使用蓄热法养护抗渗混凝土能够较好的保证混凝土施工质量。一般情况下，在抗渗混凝土强度达到抗冻临界强度（50%设计强度）后，即可拆除外部保温材料。在工期十分紧迫的部位，使用加热养护法也是十分必要的，只要让混凝土在正温条件下才能较快保证强度增长。一般采用搭设封闭暖棚的方式，在内部采用电散热器来加热内部空气，一般控制在13℃左右，既能保证混凝土强度增长较快，又节约能源，因此，经实践检验13℃是最经济合理的养护温度。

④掺加防冻剂法

在混凝土冬期施工时，掺加防冻外加剂是必不可少，防冻剂能够显著的提高混凝土抗冻性能。混凝土是一种多孔性材料，混凝土在硬化中和硬化后会形成许

多大小不同的孔隙及相互连通的毛细孔通道。这些孔隙和毛细孔通道充满水，当温度降到负温后，其由液相转变成冰，因体积膨胀而造成冻害。防冻剂能够有效的降低混凝土中液相冰点，使混凝土在≤0℃的一定范围内不发生冻胀现象，以保证混凝土在遭受冻害之前尽快达到临界强度。现阶段，工程中常用的防冻剂多为复合型，不再是单一的防冻剂，也具有早强剂、引气剂和减水剂的效果，能够更好的满足冬季施工需求。混凝土在冬季施工中，采用负温法掺用防冻剂，与以往冬季施工中通常采用的加热方法相比，具有设备简单，投资少，节约能源，使用方便等优点，在水工构筑物施工中得到广泛应用。

⑤施工工艺控制

浇筑前，从拌合站运至施工现场要注意混凝土的热量损失，对运输容器采取保温措施，使其入模温度不低于5℃，并对每车的混凝土坍落度与温度进行检测。对于池壁混凝土浇筑前，应将模板内的杂物与冰雪全部清除，并在接茬部位混凝土面浇筑同配比热砂浆进行预热。浇筑过程中，每层混凝土浇筑间隔尽量缩小，确保下层混凝土冷却至2℃前完成上层混凝土浇筑。浇筑完成后，根据混凝土初凝和终凝时间及时进行抹面与二次压光，以保证混凝土表面的抗渗能力。混凝土养护期间，通过测温导线要定期对混凝土内部温度进行量测，待混凝土达到抗冻临界强度后，方可停止测温与养护。

⑥综合施工法

抗渗混凝土冬季施工多采用多种质量保证措施来控制施工质量，也就是综合施工法。在天津地区，根据环境温度、结构类型和施工设备来选择具体的质量保证措施，以做到经济合理。调整混凝土配合比和添加防冻剂法是最为常用的方法，也是必不可少的保证措施。根据施工经验，当外界温度低于-5℃时，根据具体情况，还必须适当地增加保温和加热养护措施。

三、结束语

抗渗混凝土对于结构裂缝有着严格的要求，否则，难以满足其抗渗性能的各项指标。通过实践检验，混凝土的冻害主要是在其达到抗冻临界强度之前形成的，尤其在混凝土终凝之前是最关键时期。只要避免混凝土出现冻害，就能使混凝土的强度与抗渗性能满足设计要求。冬季施工中，对原材料选择与加工、保温与养护方法、抗渗混凝土施工工艺等都决定着混凝土施工质量，应根据混凝土施工中的实际情况选择相应质量保证措施，以保障混凝土的强度和抗渗性能地正常增长，防止对混凝土后期的安全性和耐久性造成损害。

参考文献：

1.《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104一2011