張 杰

（上海電力建筑工程有限公司，上海 200437）

我國氣候?qū)儆诖箨憵夂颍居泻饕u擊，氣溫變化頻繁。在冬季施工過程中，不穩(wěn)定的因素很多，工程質(zhì)量不容易控制，混凝土工程的施工更是難以控制?；炷凉こ淌撬薪ㄖこ讨凶钪匾囊徊糠?，它直接涉及主體結(jié)構(gòu)的安全性。新澆筑的混凝土一旦受凍，混凝土的質(zhì)量將無法保證。為了給冬季混凝土施工創(chuàng)造一個正溫養(yǎng)護(hù)環(huán)境，常常采用材料預(yù)熱、保溫、養(yǎng)護(hù)期間加熱等措施，這些措施使得施工技術(shù)更加復(fù)雜，費(fèi)用也更加昂貴，對能源供給的要求也較高。嚴(yán)寒地區(qū)高性能混凝土的冬季施工技術(shù)研究及綜合運(yùn)用工程實(shí)例調(diào)查、前期試驗(yàn)分析、資深專家論證、現(xiàn)場監(jiān)控量測，信息反饋，指導(dǎo)施工研究、技術(shù)成果整理等研究方法。

1 主要實(shí)施基本技術(shù)要求

平山冷卻塔筒壁冬季施工期間擬采用電加熱法對混凝土進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)，防止混凝土遭受凍害，并盡可能早的獲得強(qiáng)度，滿足現(xiàn)場拆模及爬模的提升施工要求?；炷翝仓捎霉潭ū帽盟?，泵管長度達(dá)到400 m。要求在低溫環(huán)境下，混凝土在遠(yuǎn)距離輸送過程中或其他突發(fā)情況下，混凝土還有泵送能力并且不被凍，最終完成混凝土入模的澆筑工作，入模溫度不低于5℃。根據(jù)GB 50573—2010《雙曲線冷卻塔施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，采用爬模工藝施工時(shí)，自澆筑層向下第一節(jié)、第二節(jié)、第三節(jié)混凝土強(qiáng)度應(yīng)分別達(dá)到4 MPa、9 MPa、12 MPa。對應(yīng)現(xiàn)場爬模工藝，要求混凝土拆模時(shí)，拆模強(qiáng)度達(dá)到4 MPa；第三節(jié)的掛點(diǎn)受力位置，混凝土強(qiáng)度達(dá)到12 MPa。

2 環(huán)境工況模擬

根據(jù)安徽淮北冬季歷史氣溫情況，從11 月份開始進(jìn)入到零下溫度天氣，冬季常態(tài)溫度均在冰點(diǎn)以下，近兩年冬季極低溫度為-7℃～-9℃，所以我們租賃了當(dāng)?shù)乩鋷熘行?，人工營造了可控的環(huán)境溫度。冷庫每天凌晨3點(diǎn)和下午3點(diǎn)左右開始降溫，到達(dá)-13℃后停止降溫，實(shí)測環(huán)境溫度整體保持在-13℃～-2℃[1]。

3 原材料的選用及要求

3.1 粗、細(xì)骨料

符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的砂石材料，為防止冬季期間，骨料含有冰、雪及凍塊，砂、石的存儲采用全封閉式棚結(jié)構(gòu)料倉，定時(shí)做好環(huán)境氣溫和各項(xiàng)材料溫度觀測，保證倉內(nèi)溫度不低于0℃。

3.2 水泥

選用宿州海螺普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級P.O42.5，其技術(shù)質(zhì)量符合國家規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。最好當(dāng)天進(jìn)料當(dāng)天使用，利用水泥的熱度使水化熱的時(shí)間延長（水泥不得直接加熱）。

3.3 粉煤灰

選用F Ⅱ級粉煤灰，其技術(shù)質(zhì)量符合國家規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

3.4 拌合用水

采用預(yù)熱水的方法。凝土攪拌前準(zhǔn)備足量且符合國家規(guī)范的熱水，水溫最高溫度控制為60℃，以提高混凝土出機(jī)溫度。

3.5 外加劑

采用上海元順聚羧酸系高性能減水劑和粉狀聚羧酸系專用防凍劑2 種外加劑；防凍劑配制成規(guī)定濃度溶液，然后根據(jù)使用要求，用規(guī)定濃度溶液再配制成施工溶液。各溶液分別置于明顯標(biāo)志的容器內(nèi)，不得混淆，每班使用的外加劑一次配成。配制與加入防凍劑設(shè)專職試驗(yàn)員負(fù)責(zé)并做好記錄，嚴(yán)格按試驗(yàn)配比結(jié)合生產(chǎn)廠家技術(shù)要求摻入。使用時(shí)隨時(shí)測定外加劑溫度，并根據(jù)溫度變化用比重計(jì)測定溶液濃度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)溶液濃度有變化時(shí)， 加強(qiáng)攪拌直至濃度保持均勻?yàn)橹筟2]。

4 配合比的設(shè)計(jì)及抗凍試驗(yàn)

根據(jù)冷卻塔施工特點(diǎn)，不僅僅是保證混凝土不受凍、無色差，還需要早期強(qiáng)度高來滿足拆模要求。

4.1 配比驗(yàn)證

首先我們使用表1。夏季在用配比在-15℃～-5℃時(shí)沒有摻加防凍組分的外摻料進(jìn)行配比試驗(yàn)（此配比混凝土泵送距離已經(jīng)達(dá)到270 m，坍落度在200 mm～220 mm，泵送損失20 mm）。

表 1 夏季在用配比

4.2 混凝土拌和性能

在-15℃～-5℃時(shí)沒有摻加防凍組分的混凝土和易性很好，但是防凍效果很差，見表2、表3。

表2 和易性情況

表3 抗凍情況

4.3 試驗(yàn)調(diào)整及對比

由于表1 配比試驗(yàn)不能滿足試驗(yàn)要求，現(xiàn)將配合比進(jìn)行調(diào)整（見表4），且對調(diào)整后配合比的拌合物性能進(jìn)行對比，詳見表5、表6。

表 4 純水泥施工配合比

表5 抗凍混凝土拌和性能對比

表6 抗凍混凝土低溫養(yǎng)護(hù)下試塊強(qiáng)度增長跟蹤對比表

5 試驗(yàn)心得

5.1 防凍組分的局限性

通過這次試驗(yàn)防凍組分摻量按膠凝材料的用量的百分比有很大局限性。如果是在-15℃的時(shí)候，低標(biāo)號（例如C15）那么防凍組分就不夠，達(dá)不到防凍的效果。所以要根據(jù)當(dāng)?shù)販囟鹊那闆r，進(jìn)行試拌確定防凍組分的摻量[3]。

5.2 溫度的影響

溫度對加了防凍組分的混凝土也有很大的影響，當(dāng)溫度偏高時(shí)（保持10℃以上），摻防凍組分混凝土都會有明顯的干縮，冬季時(shí)并不是每天都在0℃以下，所以使用防凍組分時(shí)要注意根據(jù)溫度來調(diào)整合適摻量。

5.3 防凍組分的影響

防凍組分對混凝土的和易性影響比較明顯，當(dāng)防凍組分摻量過大，混凝土用水量會明顯增加，干縮很快，出漿率很低，坍損嚴(yán)重，縮短凝結(jié)時(shí)間，嚴(yán)重影響了泵送效果。但對于冬季現(xiàn)澆混凝土有很大幫助。

6 生產(chǎn)過程中對混凝土拌和、運(yùn)輸溫度控制措施

6.1 攪拌機(jī)的保溫措施

冬季施工混凝土的攪拌時(shí)間一般為常溫的1.5 倍。在拌和時(shí)要求對拌和機(jī)械進(jìn)行預(yù)熱，且混凝土入模澆筑溫度不低于5℃；拌和上水管道及外加劑管道采取聚氯酸泡沫纏繞進(jìn)行保溫；攪拌設(shè)備在配料、卸料、轉(zhuǎn)運(yùn)及皮帶機(jī)廊道各處增加保溫措施。

6.2 運(yùn)輸溫控

混凝土運(yùn)輸采用攪拌車運(yùn)輸，為了減少拌制好的混凝土在運(yùn)輸過程中的熱量損失，在攪拌車的筒體外側(cè)應(yīng)增加保溫的特制棉罩，使混凝土在運(yùn)輸過程中的熱量損失減少?；炷吝\(yùn)至現(xiàn)場時(shí)溫度不小于8℃，入模溫度不低于5℃。

6.3 養(yǎng)護(hù)室的溫控

混凝土成型室溫度20±5℃；混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度（20±2）℃，濕度不小于95%；水泥室溫度20±3℃，濕度為60%～80%。

7 混凝土澆筑控制措施

混凝土澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，應(yīng)選擇氣溫相對較高的白天進(jìn)行混凝土澆筑。澆筑中應(yīng)加強(qiáng)混凝土振搗，振搗棒應(yīng)垂直插入，快插慢拔，每層混凝土控制在30 cm 左右，振搗棒移動間距控制在25 cm～30 cm，做到不漏振、不過振，確?；炷撩軐?shí)。混凝土密實(shí)的標(biāo)志是混凝土不再下沉，表面變得平坦并泛漿。在澆筑過程中，應(yīng)采用保溫被對混凝土進(jìn)行覆蓋保溫，必要情況下采取特殊措施。

8 結(jié)語

在建筑工程中，冬季氣溫低，常常給混凝土施工帶來許多問題。我國氣候條件的差異尤其是在北方，冬季長達(dá)幾個月的寒冷氣候，給混凝土工程施工帶來了很多困難。所以，在這種環(huán)境下進(jìn)行施工時(shí)，一定要采取一些特殊的施工防護(hù)措施，以保證工程的正常施工。此外，在冬季施工中，長時(shí)間的持續(xù)負(fù)低溫，較大的溫差、降雪和反復(fù)的冰凍，經(jīng)常造成建筑施工的質(zhì)量事故。跟據(jù)資料分析，大部分的混凝土工程質(zhì)量事故發(fā)生在冬季。但是由于施工工地受工期制約，許多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。對于需要安排在冬季施工的混凝土工程，必須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采取切實(shí)可行的技術(shù)措施來提高混凝土工程的施工質(zhì)量，從而確保整個工程的質(zhì)量。