高寒地区低温季节混凝土施工工法

高寒地区低温季节混凝土施工工法1.前言混凝土质量控制是建筑工程质量控制的重要部分，混凝土的耐久性决定工程结构的寿命。

受冻融破坏作用的混凝土表面会出现胀缩、崩解、风化剥蚀，长时间受冻融破坏作用，整体混凝土结构将受到严重破坏，以至于结构无法正常运行。

在西藏、青海等高海拔寒冷地区，日平均气温低、昼夜温差非常大，每年11月至次年3月属低温季节，持续时间较长。

恶劣的自然环境，对建筑工程混凝土质量，特别是混凝土耐久性，有了更高的要求。

长期以来，由于缺乏科学的方法和手段，在高寒地区低温季节往往停止施工，导致工程建设周期相对较长。

探寻科学、有效的方法进行低温季节混凝土施工并确保工程质量，对加快工程项目建设，推动经济和社会建设发展将起到积极的作用，意义重大。

某公司在西藏、青海地区承担了金河电站、某电站、雪卡电站、老虎嘴电站、地盘子电站等工程的建设和施工。

这些工程海拔都在3000——4300m范围内，都有冬季施工的实践。

历时10多年的探索、总结，在高寒地区进行混凝土低温季节施工方面积累了大量的实践经验和数据。

经过系统的研究和总结，形成本工法。

2.工法特点2.1本工法完全突破了高寒地区低温季节不宜进行混凝土浇筑施工的常规，可以加快工程建设进度，使工程项目尽快发挥效益。

2.2本工法是在多个工程切实的施工实践基础上总结出来的，针对高寒环境，对一些现行的施工规范、规程的标准、要求有更深入的验证、理解和认识，提出了一些更实际的指标，有较强的实践性。

2.3本工法对施工工艺各环节的要求很明确，很多的质量控制指标都有具体的数据，有较强的可操作性。

2.4 本工法所使用的主材、辅材和机具设备无特殊要求，一般的建材市场都能够提供，后勤供应简便，适用的地域范围和行业范围比较宽泛。

3.适用范围3.1 地域范围本工法适用于西藏、青海、四川等高海拔寒冷地区低温季节的混凝土施工；也适用于北方寒冷地区的冬季混凝土施工。

3.2 行业范围本工法虽然主要以水电工程施工为基础总结而出，但不仅适用于高寒地区低温季节的水利水电工程混凝土施工，也同样适用于工民建、公路、铁路等行业高寒地区低温季节的混凝土施工。

4.工艺原理本工法的工艺原理是：在高寒地区低温季节条件下，根据工程特点，在混凝土配合比设计时，通过试验确定，适量地加入高效引气减水剂和防冻剂，并围绕混凝土拌合生产、输送、浇筑各个环节，利用综合温控措施，创造满足水化反应能够正常进行的状态环境，维持混凝土本身的水化反应得以正常进行，保证混凝土的质量，使混凝土工程施工在高寒地区低温季节能够正常进行，并得到满足设计要求的混凝土结构工程，从而突破高寒地区低温季节不能进行混凝土工程施工的常理，达到快速进行工程建设施工的目的。

5.施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程高寒地区低温季节的混凝土施工工艺基本流程见图5.2-1。

5.2 施工操作要点5.2.1 原材料的选用1、做好砂石骨料的检验分析。

特别是直接影响到混凝土配合比参数的设计和混凝土质量的细度模数、针片状含量、坚固性及碱活性等技术指标。

宜选用级配良好的中、粗砂，应避免使用细砂；可以使用坚固性及碱活性良好的碎石或卵石，若使用卵石时，应避免使用针片状含量较大的卵石。

在拌合站（楼），应设立砂石骨料成品料堆场，对砂石骨料进行滤水稳定，确保用于混凝土拌和生产的骨料含水量小且稳定。

2、做好水泥、粉煤灰的检验与选型。

高寒地区对混凝土的耐久性（抗冻性能）一般要求较高。

对于水泥，应选用42.5级以上等级、水化热相对较高的普通水泥；当掺用粉煤灰时，应优先选用I、II级灰，关于替代掺量，宜采用超量替代的方法，当采用等量替代的方法时，替代掺量不宜超过20%。

3、做好外加剂的检验与选型。

应使用减水剂；对有抗冻性能技术要求的混凝土，必须使用引气减水剂；宜使用防冻剂。

根据混凝土的具体抗冻性能技术要求和施工实际条件，对引气减水剂供货厂家应提出具体的产品技术参数指标，诸如对钢筋的腐蚀性、含气量、凝结时间、减水率等。

减水剂、引气减水剂及防冻剂的掺量，应根据减水率、含气量等指标的预期值和气温情况等通过试验确定。

5.2.2 配合比设计1、应通过分析比较，确定出各种类混凝土的抗压强度、抗冻性能及抗渗性能等技术指标要求中的设计主控制指标。

如对C15F150W6混凝土，经过分析，F150就成为配合比参数的设计主控制指标。

2、充分考虑混凝土拌合生产、运输实际过程中的砂浆量损失，根据砂石骨料、外加剂的检验成果，结合混凝土的级配，选择设计好粗骨料的混合比例及砂率。

砂率对混凝土的质量，特别是混凝土的抗冻性能影响很大，必须保证混凝土拌合物在入仓后有足够的砂浆量和良好的合易性。

砂率参数应比常规设计偏大取值1—2%。

5.2.3 仓位保温1、做好混凝土仓位的保温棚搭设。

应充分考虑保温的要求，模板安装、仓内架管搭设均要顾及到保温材料的外挂要求，空间的尺寸和承重的强度要满足浇筑作业和操作安全的要求，还应考虑是否影响拆模。

宜使用较为结实的帆布蓬布，当气温达到-10℃以下时，应在帆布蓬布外侧加挂棉被类轻质量加厚保温材料。

仓位内加温用的炉具和辅助加温用的照明碘钨灯等应均匀布设。

对有孔洞的结构部位，应采取封堵挡风措施，边角部位保温材料厚度应加强。

洞室类的内部，应在进出口部位外挂加厚型棉质蓬布进行封闭，并做好供风换气工作，应采用电加热类设备进行加热保温，宜采用碘钨灯进行洞室内部温度调整。

2、混凝土浇筑前，对仓位应进行预热。

应在仓内温度达到5℃以上后，才可以开始混凝土的入仓浇筑。

保温用燃料炉具宜挂置，不得直接放在老混凝土面上，防止灼伤老混凝土结构。

3、浇筑过程中和浇筑完成后的仓位持续保温都应保持仓内温度在5℃以上，最低不得低于1℃。

浇筑完成后的仓位持续加热保温时间应不少于72小时。

图5.2-1 高寒地区低温季节混凝土施工基本流程5.2.4 混凝土拌合1、高寒地区的混凝土工程施工，在前期做施工总布置时就应考虑拌和系统的布置。

在允许的条件下，混凝土拌和系统宜布置在避风带，不宜布置在风口位置。

2、施工配合比应严格按照设计配合比执行。

特别是外加剂的掺用量和拌合水用量一定要按照配料单的数据执行。

在混凝土生产拌合现场，应根据砂石骨料的含水量变化情况和细骨料的细度模数变化情况对水用量及时调整。

3、宜采用强制式搅拌设备拌制混凝土，混凝土的拌合时间应适当延长，应保持在90S左右，以保证外加剂的性能得以充分发挥，使混凝土拌合物有良好的合易性、均匀性。

对称量集料仓（斗）闸阀、拌合主机设备等部位应进行辅助加热，确保设备正常运转。

4、拌合作业前，应先用热水对搅拌设备进行清洗预热。

拌合材料应按照粗骨料→细骨料→水→水泥→外加剂的先后顺序进行投料。

5、防冻剂的掺量应根据气温变化通过试验适时调整。

当平均气温低于-5℃时，应开始掺用防冻剂；防冻剂的起点掺量应根据具体的品种、型号以试验选定，当无试验资料或不具备试验条件时，起点掺量一般可采用2.5-3.0%；气温每下降5℃，应通过试验增加防冻剂的掺量，当无试验资料或不具备试验条件时，可按每下降5℃增加0.5%的掺量进行，但防冻剂的最高摻量不宜超过4.5%。

5.2.5 混凝土输送对水平和垂直运输的设备都应采用保温措施，比如对罐车、吊罐等外挂加厚型保温蓬布“裹肚”，对吊罐、溜槽、溜桶的进料口和上口也要进行防护保温，减少水平和垂直运输过程中混凝土热量损失过快和温度降低过大。

混凝土浇筑完成收仓后，应用热水对运输设备进行清洗。

5.2.6 温度监控1、混凝土的入仓温度不应低于5℃，出机口混凝土拌合物的温度最低限值应根据水平和垂直运输手段、运输距离等实际情况确定。

2、拌合用水的最低加热温度可依据热工计算进行计算,应根据热工计算成果并放大2～3℃确定，但最高加热温度应不高于60℃。

若计算得出的拌合用水最低加热温度高于60℃，则应采取其它的措施以保证混凝土的出机口温度满足最低限值要求。

热工计算应包括混凝土新拌合物温度计算、运输过程温度损失计算、浇筑过程温度损失计算及暖棚下料口冷空气渗入的耗热量计算等内容。

3、应对浇筑过程中及浇筑完成后的混凝土内部水化温度进行测定，对混凝土成熟度进行计算，确定更准确的加热保温持续时间，避免混凝土在达到临界受冻强度前终止保温而冻坏。

5.2.7 混凝土拆模低温季节浇筑的混凝土，非承重模板应在仓位持续保温结束后方可拆除，承重模板的拆除时间不得早于规范规定或经成熟度计算确定的时间。

遵循高寒地区的气温和日照规律，模板的拆除作业时间宜选择在白天，不宜在晚班作业。

拆模后要按照“5.2.8混凝土表面覆盖及养护”的要求及时对混凝土表面进行保护。

5.2.8 混凝土表面覆盖及养护大体积混凝土浇筑完成收面后，应以保温性良好的棉被等材料覆盖表面，利用其本身水化反应产生的水化热达到保温的目的，棉被等材料的覆盖时间应不少于施工规范规定的混凝土养护时间。

小体积混凝土浇筑完成收面后，应以气密性良好的塑料薄膜等材料及时进行表面覆盖，并在持续保温结束、暖棚拆除后，在塑料薄膜等材料外增加保温性良好的棉被等材料覆盖表面，棉被等材料的覆盖时间应不少于施工规范规定的混凝土养护时间。

无论是大体积混凝土，还是小体积混凝土（构件），都不宜直接洒水养护。

6.施工辅助材料与机具设备6.1 辅助材料6.1.1 加热材料加热用燃料应优先选用无烟燃煤；不具备无烟燃煤供应条件的，可以选用有烟燃煤或木质柴火。

宜用照明用碘钨灯作为辅助加热手段。

6.1.2 保温材料拌合用水的储存和输送管路、混凝土输送设备、仓位保温宜采用棉被、海棉类、蓬布、塑料薄膜等材料。

拌合站（楼）的保温宜采用钢质、木质材料做骨架，外挂蓬布等材料防风。

6.2 机具设备拌合用水的加热设备可以结合实际情况选用电加热类或燃料加热类锅炉设备。

设备的容量、功率等应根据混凝土拌合生产能力计算出每小时需要的拌合用水量并乘以1.1～1.2的放大系数后确定，并作为设备选型的参考依据。

低温季节混凝土施工辅助材料与机具设备参见表6.1。

表6.1 施工辅助材料与机具设备备注：本表的材料与机具设备的规格型号和数量仅供参考，应根据具体的工程规模、施工计划和强度进行选型、合理配置。

7.劳动组织在高寒地区的低温季节，人员、机械设备的效率都相对降低。

要根据低温季节混凝土施工的特点，认真抓好施工组织，提高效率。

充分做好仓位预热工作，宜在仓位保温棚搭设后期就开始对仓位加热，避免仓位预热环节耽误时间过长。

抓好拌和、运输和入仓浇筑各环节的协调与配合，组织好交接班工作，保证施工生产连续性作业，特别要明确实际施工过程中的试验人员对各项温度数据测量、配合比调整的工作职责和程序，以便为措施跟进和质量监控提供准确的基础依据并防止随意更改混凝土施工配合比。

低温季节混凝土施工劳动力组合参见表7.1。

表7.1 施工劳动力组合备注：本表的劳动力组合的工种和数量仅供参考，应根据具体的工程规模、施工计划和强度进行合理配置。