综合蓄热法混凝土冬季施工表面温度实测及

Value Engineering
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—作者简介：王新涛（1978-），男，河北石家庄人，助工，研究方向为
岩土工程。

综合蓄热法混凝土冬季施工表面温度实测及分析
Surface Temperature Measurement and Analysis of Concrete Construction in Winter by Integrated Heat
Storage Method
王新涛WANG Xin-tao ；高春乐GAO Chun-le ；梁学鹏LIANG Xue-peng
（河北建设勘察研究院有限公司，石家庄050051）
（Hebei Construction Survey Research Institute Co.，
Ltd.，Shijiazhuang 050051，China ）摘要：在严寒地区，建筑工程组织冬季施工，可以加快施工进度，缩短工程建设周期；混凝土工程在极限气温不低于-15°C 、平均
气温不低于-5°C 时，采用综合蓄热法进行混凝土冬季施工，投入费用不多，措施简单可行。

本文通过就其工程混凝土在冬季施工表面
温度实测及分析进行论述,仅供参考。

Abstract:In cold areas,construction in winter can accelerate the progress of construction and shorten the construction cycle;the limit temperature of concrete works can not lower than -15℃,and the average temperature can not below -5℃.If use the integrated heat storage method in concrete construction in winter,the cost of inputs is less and the measures are simple and feasible.Surface temperature measurement and analysis of the concrete construction in winter are discussed for reference only.
关键词：混凝土；冬季施工；蓄热法；实测；温度Key words:concrete ；winter construction ；storage method ；measurement ；temperature 中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）23-0119-02
0引言
由于受工期制约，许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。

根据国内外对混凝土冬季施工理论和方法探索的研究成果，当环境温度降到较低时，只要采用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期受冻，使外露混凝土与冬季气温保持较小温差，也会取得象在天暖施工时的效果。

1混凝土冬季施工概况冬期施工的起止日期为：当冬天到来时，如连续五天的日平均气温稳定在5℃以下，则此5d 的第一天为进入冬期施工的初日，当气温转暖时，最后一个5d 的日平均气
温稳定在5℃以上，则此5d 的最后一天为冬期施工的终
日（日平均气温是1d 内2、
8、14和20时等4次室外气温观测结果的平均值，这是在地面以上1.5m 处，并远离热源的地方测得的）。

钢筋混凝土工程当室外日平均气温连续5d 稳定低于5℃或最低气温降低于0℃或0℃以下时，砼施工进入冬期施工。

施工现场的具体控制时间以实测气温为准。

当室外日平均气温为-10℃，最低温度不低于-15℃时，地面以下工程或表面系数（结构冷却的表面积与结构体积之比）M 燮5的结构，优先采用蓄热法进行施工。

综合蓄热法是在混凝土中掺加化学外加剂，利用原材料加热和周边松散，更甚者出现空洞的问题。

如果桥梁出现位移、倾斜或者是受到活载作用，墩顶会产生大幅度的位移，可以断定出现了基础病害问题，则要采取挖探检查的措施。

深水墩台的检查，可以在水流速不大的情况下利用封底抽水的方法来进行检查；而浅水墩台，则可以利用设围堰防水的方法进行检查。

此外，在检查
墩台基础的裂缝、
断裂以及冲空等病害时，可以采用激光探测以及振动检查的方案。

基于天然地基的浅基础的常见问题包括以下几点：埋深较浅，受到冲刷后就会被掏空；地基不稳，导致滑移或者倾斜问题。

基于岩石地基的基础常见问题包括以下几点：地震时会对基础产生剪切作用产生裂缝；而且由于基础置于风化石层，风化部分处理不好，在受到长时间的水流冲刷后会现出掏空或者悬空等问题。

基于软弱地基的人工地基基础常见问题为受到竖向荷载作用后基础会出现下沉的现象。

对于木桩基础而言，最常见的缺陷当属桩身被腐蚀。

对于钢筋混凝土打入桩基础而言，常见问题包括：打桩过程中损坏桩身；受到水流的冲刷与浸蚀作用，会出现剥落或者是空洞的现象；另外，物体的撞击也会使得桩身的损坏。

对于钻挖孔桩基础而言，在施工过程中如果淤泥清理不清就灌注混凝土，这样会导致桩身基础出现下沉的现
象；此外，在灌注混凝土时出现塌孔的问题，但是未引起重视未做处理，导致桩身部分脱空。

对于管桩基础而言，其最大的问题就是由于承载力的不足而出现的基础下沉现象。

对于沉井基础而言，在地基下沉时，其基础也会受到影响，如果基础下沉出现不均匀的情况时，或者是桥台台背受地基土流动的冲击时，基础就会出现倾斜、滑移的现象；如果装身的中间层是弱粘土层，施工挖基坑以及填土会使得桩身基础发生变位，而在冲刷的作用力下，沙层被冲走或者是由于震动会使得地基液化，从而使基础变位。

桥梁病害的出现是一个长期的、复杂的过程，通常情况下，一种病害的发生会引发一系列的损害，因此，桥梁的管理维护中，对桥梁现场病害进行检查非常必要，针对病害初期出现的细微异常做出及时处理，可以防微杜渐，提高桥梁的使用性能，延长期使用寿命。

参考文献：
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2006,(01).
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价值工程
表1输煤廊地道地板混凝土面测温记录
①段②段③段备注
龄期温度龄期温度龄期温度预报温度
3d
(70h)
38°C-7～0
4d (94h)34°C
1d
(24h)
34°C
1d
(24h)
21°C-7～0
5d (118h)33°C
2d
(48h)
41°C
2d
(48h)
23°C-7～-1暴雪
6d (142h)20°C
3d
(72h)
27°C
3d
(72h)
17°C-14～-5
化雪，棉
被湿
水泥水热化的热量，通过适当保温，延缓混凝土冷却，使混凝土在一定时间内保持正温，再利用外加剂的早强组分作用，加快混凝土的硬化速度，使混凝土在温度降到0℃前达到预期要求强度的冬期施工方法。

但是，在施工过程中，我们要重点做好以下几方面工作：
首先，对原材料进行加热。

在施工过程中，要适当对原材料（水，砂，石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量,以达到加快水泥水化放热的速度。

其次，加强保温。

在施工过程中，要加强对混凝土的保温，以保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。

根据初冬、严冬、受风面、背阴面等具体情况，采用覆盖保温措施，使混凝土从入模成型时起至达到抗冻临界强度期间不致受冻。

在冬季混凝土施工中，蓄热法施工要求工艺比较简单，容易操作，而且成本也比较低，是比较理想的冬季混凝土施工方法。

下面以输煤廊地道地板和汽机房屋面混凝土板为例进行简要分析。

2输煤廊地道地板
2.1概述输煤廊地道采用C35混凝土，按照-100C 配置抗冻剂混凝土，浇注日期为①段11月28日，②③段12月1日，均为下午到晚上进行；混凝土初凝后用棉被覆盖，其下为塑料薄膜粘贴；①②段在坑中，③段在地面，所以散热影响不同。

从12月1日下午5点用普通酒精温度计在棉被下和未覆盖的混凝土面上实测混凝土温度，连续4天记录如表1。

2.2分析①综合蓄热法就是添加少量防冻剂与蓄热保温相结合而不进行人工加热的混凝土冬季施工方法。

加防冻剂使水成溶液，冰点降低，在试配设定的负温下不结冰；只要有液态水，就可以与水泥进行水化反应而发热硬化。

塑料薄膜加棉被的覆盖，一可以阻止蒸发，二可以有效地保温，使水化热以极慢的速度散发。

等到水全部结成冰时，混凝土已超过临界强度（30%设计强度以上），而不再怕冻，此后可在负温下继续硬化。

②干燥棉被与浸湿棉被，其保温效果相差悬殊。

在表中最后一天的记录中，其温度比前一天相差数字分别为13℃、14℃和6℃，而前2天，12月2日和12月3日的差别为1℃、7℃和1.5℃，其原因是雪融化为水将棉被浸湿，使其保温性能恶化。

其物理意义为：干燥棉被富含静止空气，空气的导热系数只有0.027w/ mk，一旦浸湿，水就成了散热介质，水的导热系数为0.58w/ mk，是空气的20多倍；如果水再结冰，由于冰的导热系数为2.33w/mk，比空气大了近100倍，那么棉被的保温性能就完全失效了。

2.3汽机房屋面混凝土板汽机房屋面板为压型波状薄钢板为底的C40混凝土板，厚度为60～136mm，平均厚度98mm。

养护混凝土采用覆盖法，在浇筑混凝土之后，及时用塑料布进行覆盖以保持水分，同时在塑料外侧覆以棉被进行保温，棉被覆盖整齐、严密，使混凝土温度不至下降过快，保持混凝土表面温度。

仅在浇注后第3天测了一次混凝土表面温度。

棉被下为1℃，未盖棉被处-2℃，当时地面以上1米处的温度为-4℃。

这个温度比输煤廊地道地板差别太大，而且效果不理想，测温时为中午12点，夜间应该更低。

2.4试分析混凝土表面温度与其厚度的关系混凝土的水化热，在相同配制时是相同的，但散热与其表面积成正比。

表面系数η是指每立方米混凝土与空气接触的面积，当为平板或混凝土不计边沿效应时，输煤廊地道地板
①段η1=1/1.3=0.77，②段η2=1/1.2=0.83，③段η3=1/0.4=
2.5，它们同龄期的表面温度逐个减小。

汽机房屋面η汽= 23。

因为两面散热，这样打的表面系数，即使上面满盖棉被，其内部水化热量也会即生即散，上面由棉被保存住一部分，但下面没有采暖加热，温度仍然和大气温度相近，因此混凝土表面积温度相当低。

3小结
①在工期比较紧的情况下，用棉被覆盖保温的综合蓄热法有很大的温度效应，可促使低温下混凝土早期达到临界强度而不需人工加热，而且棉被可多次重复使用，因此其经济性、使用性很好。

②用棉被覆盖保温，对为拆模的梁、柱、墙和底板难以实施。

③棉被及棉毯等必须配以塑料薄膜粘贴，一可减小水汽蒸发，二可避免棉被混凝土表面的水份浸湿，损失保温性能。

④如遇到下雪，应及时将棉被上的积雪清理，以防浸湿。

⑤保温覆盖必须铺满、搭接，用重物在周边压实，防止被风吹落和下部空气随风流动，静止的空气就是最好的保温层。

⑥对表面积大而且厚度小的混凝土板，棉被在上面覆盖，可起一半作用。

但固体薄，混凝土水化热小，下表面散热太快，应设法在板下短期加热。

新疆地区冬季较长，而且温度太低，给混凝土施工带来了许多困难，本文结合新疆某工程输煤廊地道地板和汽机房屋面混凝土板施工后测温记录做了实测分析，由于条件有限，实测分析的规范性、标准性有所欠缺，不足之处，请指正。

参考文献：
[1]JG J104-1997，建筑工程冬季施工规程.
[2]GB50119-2003，混凝土外加剂应用技术规范.
[3]马明波，乔雄，柳之森.综合蓄热法在地铁车站混凝土冬期养护中的应用研究[J].科学技术与工程，2011，11（32）.
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