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混凝土凍害及冬期施工原理

冬期施工時，氣溫低，水泥水化作用減弱，新澆混凝土強度增長明顯地延緩，當氣溫降至0°C以下時，水泥水化作用基本停止，混凝土強度已停止增長。

新澆混凝土中的水可分兩部分：

一是吸附在組成材料顆粒表面和毛細管中的水，這部分水能使水泥顆粒起水化作用，稱為“水化水”；

二是存在于組成材料顆粒空隙之間的水，稱為“游離水”，它只對混凝土澆筑時的和易性起作用，在某種意義上說，混凝土強度的增長取決于在一定溫度條件下水化水與水泥的水化作用及游離水的蒸發。

因此，混凝土強度增長速度在濕度一定時就取決于溫度的變化。特別是氣溫降至混凝土冰點溫度（新澆混凝土冰點溫度為-0.3°C～-1.5°C）以下時，混凝土中游離水開始凍結，氣溫降至-4°C時，水化水開始凍結，水化作用停止，凍結后的水體積膨脹約8%～9%，在混凝土內部形成強大的冰脹應力，將是強度尚低的混凝土內部產生微裂縫，同時降低了水泥與砂石和鋼筋間的粘結力，導致結構強度和耐久性降低。新澆混凝土在養護初期遭受凍結，當氣溫恢復到正溫后，即使正溫養護到一定的齡期，也不能達到其設計強度，這就是混凝土的早期凍害。

研究表明，塑性混凝土終凝前（澆后3～6h）遭受凍結，開凍后后期強度要損失50%以上，凝結后2～3天遭凍，強度損失15%～20%。實驗證明，混凝土遭受凍結的危害程度還與凍結前混凝土的強度、水灰比、水泥標號、養護溫度等有關。如果混凝土受凍前已經具備抵抗凍脹應力的強度，則混凝土內部結構就不致受凍結的損害。

防止混凝土早期凍害的措施有兩類：一是早期增強。主要是提高混凝土的早期強度，使之盡早達到混凝土受凍臨界強度。具體措施有：使用早強水泥或超早強水泥，摻早強劑或超早強劑，早期保溫蓄熱，早期短時加熱等；二是改善混凝土的內部結構。具體做法是增加混凝土的密實度，排除多余的游離水，或摻入減水型引氣劑，提高混凝土的抗凍能力。還可摻防凍劑，降低混凝土的冰點溫度。

混凝土強度及主要影響因素

混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度。材料的品種和質量，直接影響混凝土的強度。同等水泥用量的拌合物，水泥標號等級高的，混凝土的強度必然高；骨料的顆粒組成不好，搭配得不密實，含有泥土、雜質等過多，都能降低混凝土的強度。

組成材料的配合比，是影響強度的重要因素。比如減少拌合用水和所用水泥的比例，適當增多水泥漿的含量， 都能顯著提高混凝土的強度，反之則顯著降低。

在施工中混凝土作業的各個環節，準確稱料，適度的拌合和振搗，加強養護等，對混凝土強度的影響也很大。

混凝土在冬期施工時應采取的措施

1．冬期施工中配制混凝土用的水泥，應優先選用活性高、水化熱大的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。水泥的標號不應低425號，少水泥用量不應少于300Kg/m3。

2．拌制混凝土所采用的骨料保證清潔，不得含有冰雪凍結塊等其它宜凍裂物質。混凝土拌制采取加熱水法，水箱四壁用120mm磚砌體砌筑圍護以提高水溫，混凝土施工時間每隔半小時測量一次水溫、混凝土入模溫度及環境溫度，并做好溫度記錄。

梁板中的冰雪凍塊在混凝土澆筑之前一定要將其熔化并將水放掉；確保無凍塊，混凝土在澆注過程中在模板下面間隔6m設一火盆對模板底部進行烘烤，時間要求從混凝土澆筑時間開始制混凝土澆筑完成72小時內不間斷。

3．嚴格控制混凝土的水灰比，水灰比不應大于0.6。

4．使用超早強劑效果明顯，制作同條件試塊3天試壓強度達到30%，14天達到。

5．混凝土不宜露天攪拌，攪拌站應搭設暖棚，優先選用大容量的攪拌機，以減少混凝土的熱量損失。攪拌前，用熱水或蒸汽沖洗攪拌機。混凝土的攪拌時間比常溫規定時間延長50%。經加熱后的材料投料順序為：先將水和沙石投入拌和，然后加入水泥。混凝土出機溫度不宜低于10°C。

6．混凝土的運輸過程是熱損失的關鍵階段，應采取必要的措施減少混凝土的熱損失，同時應保證混凝土的和易性。常用的主要措施為減少運輸時間和距離；使用大容積的運輸工具并采取必要的保溫措施。保證混凝土的入模溫度不低于5°C。

7．混凝土在澆筑前，應清除鋼筋和模板上(下轉第129頁)(上接第132頁)的冰雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度，防止熱量散失過多。當采用加熱養護時，混凝土養護前的溫度不得低于2°C。

8．冬期施工混凝土振搗應用機械振搗，振搗時間比常溫時有所增加。

9．混凝土現澆板上的后序工程規定：混凝土初凝后方可進行下道工序的施工，時間由工程項目部人員及監理人員現場確定。班組人員接到“同意下道工序施工”的通知后方可進行施工。凡違反本規定者，責令將施工用品吊離板面并處以一定程度的罰款。

混凝土的保溫措施

1）框架柱：混凝土拆模后立即在其表面包裹一層塑料薄膜，在外裹棉氈或草簾，用綁扎絲捆結實。該工序有混凝土施工班組具體執行，項目部施工員負責驗收；

2）梁板混凝土澆筑完畢后，在其上面覆蓋一層塑料布、一層毛氈和三層草簾，其間做好測溫記錄。下道工序開始前有混凝土施工班組組織撤離，擊中堆放看管；

3）對混凝土的保溫材料的保護，各施工班組積極配合，人員到位，避免材料和用工的重復。