冬季高寒地区混凝土施工技术与方案选择

冬季高寒地区混凝土施工技术与方案选择

高寒地区冬季混凝土施工一直是工程建设的难点。为提高工程质量，节约资本，加强冬季高寒地区混凝土施工技术研究有较大意义。本文分析比较了高寒地区混凝土施工方法，为冬季混凝土施工提供理论依据。

标签：高寒地区；混凝土；施工技术

1 冬季混凝土施工概述

根据建筑工程施工相关规程，室外平均气温连续5天稳定低于5℃时即进入冬季施工状态；当其温度连续5天稳定高于5℃即解除冬期施工。我国部分地区冬季时间长，气温较低，每年冬季施工时间约达到5个多月（即每年10月至新一年3月中下旬）。这样严寒的气候加大了建筑施工的难度，为了保证工程质量，提高工作效率及经济效益，我们因对高寒地区冬季混凝土施工方法进行相关研究。

国内外混凝土施工的相关理论与实践表明，当环境温度低于4℃时，需要采取相应的保温防冻措施，避免早期受冻，保证混凝土外露面与环境气温保持较小温差，这样也能取得较好的施工结果。我国水工混凝土施工规范规定大体积混凝土受冻临界强度不低于7.0MPa，钢筋混凝土和非大体积混凝土则不小于设计强度的85%。为达到规范要求，目前应用较多的是“成熟度”法，根据强度、温度和时间的关系，推算冬季施工时的混凝土强度，并了解负温情况下混凝土生长情况。

2 冬季混凝土施工方法

一般来说，混凝土冬季施工方法主要有以下几种：

2.1 提高养护温度。该方法适宜的环境温度为0～-25℃时，可通过提高混凝土养护温度，来保证混凝土在正温下硬化。这类施工技术具体的做法主要有：暖棚法、电加热法、蒸汽法等。

2.2 投加防冻剂。此方法一般的做法是负温养护法，即是在拌合料中加入防冻剂，利用防冻剂的性能保证混凝土在负温情况下硬化，并在相应规定的时间内达到强度要求，适宜的环境温度为-15℃。该方法应用较为广泛，可以与其他方法配合使用，目前常用较多的有单抗冻剂如氧化钙、氯化钠等和复合抗冻剂。

2.3 提高混凝土入模前温度。此类方法较为简单，应用的也较多，一般有：蓄热法（适宜温度为-5℃）、综合蓄热法（适宜温度为-15℃）、广义综合蓄热法（适宜温度为-25℃）。蓄热法较多应用在大体积混凝土施工中，其主要原理是利用拌合料的热量和水化热，在散热面覆盖相应的保温材料，降低混凝土的冷却速度，达到正温硬化的效果。综合蓄热法施工应选用一定的早强剂或防冻剂。这两种方法在《建筑工程冬季施工规程）（JGJl04-97）已有明确的规定。对于广义综

合蓄热法，它指的是在负温条件下，依靠防冻剂和混凝土拌合骨料，提高混凝土拌合物入模温度，并且附以有效保温材料，使混凝处于低负温养护状态，缩短养护时间，在防冻剂温度限值之前混凝土达到受冻临界强度。一般来说，防冻剂组成以防冻为主，早强为辅。

3 高寒地区冬季混凝土施工方法

高寒地区冬季室外环境温度可达-40℃以上，由上述可知，负温法和蓄热法已经无法满足这样极端的低温环境，但暖棚法和电热法虽然能适应低温条件，但施工较为复杂，造价偏高。对于实际工程项目，还需要根据地区条件和工程情况来选择合适的施工方法。

3.1 暖棚法

暖棚法是指采用暖风机、保温模板和保温材料提高仓面温度，减少混凝土浇筑和养护期间的热量损失，保证表面温度达到相应规范要求的施工方法。一般来说，暖棚法的施工方案包括：立保温模板、布热风炮及其风筒架设、仓面升温、浇筑、覆盖保温材料、养护、拆除相应装置。

暖棚法一般应用在混凝土量较多的地方，如一些混凝土工程较为集中的地下基础工程等。在正温养护条件下，有效地达到防冻效果，同时也保证了较高的混凝土强度增长速度。此类方法施工时应做好相应的施工防护工作，避免造成环境污染。根据胡小舟等研究表明，该方法在大唐内蒙古托克托发电厂3号机组主厂房得到了良好的应用，施工期间环境最低温度达-20℃，棚内温度可达8℃以上，对混凝土养护创造了合适的条件。

3.2 电加热法

电加热法指的是将电能转化为热能对混凝土进行加热养护的方法。一般的做法是将电热器靠近混凝土表面或将电极放入混凝土内，接通电源，提高混凝土温度。此类方法简单易控制，热损失较小，但是电耗过大，不经济，一般适用于小体积混凝土。对于小型的构件，可以利用电热毯法进行包裹加热。此法在大唐七台河电厂锅炉耳房得到了应用，其应用后混凝土温度和强度达到了相应的规范要求，效果良好。

3.3 蒸汽养护法

蒸汽养护法是指利用蒸汽直接或间接养护，为混凝土结构表面营造良好的湿热环境，加快混凝土硬化。该法一般适用于预制构件或大体积混凝土，但需要相应的锅炉设备，热损失大，费用较高，劳动条件不佳，所以它的應用受到了一定的限制。

3.4 广义综合蓄热法

广义综合蓄热法使用的前提是防冻剂的选择和浇筑后的模板保温。已有研究表明，通过投加适宜的防冻剂可以确保混凝土在低温下浇筑，提高混凝土强度。

3.5 复合养护法

单一的养护方法有其局限性，无法满足实际工程中多种多样的环境变化，所以在施工过程中，根据实际工程特点和区域环境特征，可以采用多种方法相结合，相互弥补各自的缺陷，达到最佳的养护效果。在大唐黑龙江七台河发电厂二期工程中，工作人员应用了暖棚法和广义综合蓄热法相结合施工方法，即是利用暖棚进行混凝土的浇筑养护，同时利用广义综合蓄热法进行施工过程控制，其混凝土各项指标均达到规范要求。

4 结束语

混凝土施工对工程质量有着直接的影响。一直以来，高寒地区冬季混凝土施工是工程建设的难点。相关专业人员仍应结合工程实践，加强对冬季混凝土施工技术的研究与探索。

参考文献

[1]史鹏飞，张永奎.高寒地区冬季混凝土施工理论与实践[J].云南水力发电，2010，26（2）.

[2]胡小舟，王兴利.高寒地区混凝土冬季施工技术[J].电力建设，2008，29（10）.

[3]杨赵军.高寒地区混凝土施工技术[J].中国水运（下半月），2010，10（10）.

[4]郭春庆.关于北方高寒地区混凝土施工的工艺和方法的应用研究[J].呼伦贝尔学院学报，2008，16（2）.