建筑工程冬季施工新型保温养护工艺

牛著廷（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

由于混凝土本身就是一种脆性材料，抗拉强度比较差，在使用的时候会因为外界的压力产生变形或者裂缝。在浇筑完混凝土以后，水泥会释放较多热量，混凝土的内部温度会升高，但是表面的温度会很快降低，内部温度和外部温度的温差比较大，就会造成温度应力。混凝土结构会因为温度的变化出现变形，混凝土产生拉力，如果拉力大于混凝土最大压力的时候，混凝土就会出现裂缝。因为温度变化太大造成混凝土结构出现变化所产生的裂缝叫作温度裂缝。因此，想要保证冬天混凝土不出现裂缝的主要预防手段就是把控混凝土施工过程当中的温度差。

1 冬季混凝土工程施工的一般原理

混凝土搅拌以后是会凝固的，随着时间会慢慢硬化，这是因为水泥和水共同的作用，当然这个过程的速度和混凝土本身与材料配比都有一定的关系。如果温度很高的话，水化速度就会变快，而且混凝土结构的强度也会快速增加。如果温度低于零度，混凝土当中含有的水分就会结冰，液体水变成固态冰，这个时候混凝土当中的水分就会减少，水化作用也会降低，混凝土强度的增加速度就会降低。如果温度一直都在下降的话，混凝土当中的水分就会全部凝结成冰，达到了全部固态，水泥水化的作用就已经停止了，这个时候的混凝土强度就不会再增加了。水结成冰体积是会增加的，而且会出现很大的冰胀应力，通常情况下这个应力值会超过水泥刚开始的强度，混凝土会因为温度的变化而出现不同程度的损坏。所以说，在冬天施工的过程中，一定要控制好混凝土当中水分的变化，水分的含量是混凝土强度的关键。很多国外的研究学者通过实验结果证明，新浇筑而成的混凝土在冻结之前是需要进行预养的，可以提高混凝土内部的液相、降低固相，帮助水泥快速水化。实验结果还发现，混凝土的预养时间越长，混凝土的强度损失就越小。

2 混凝土冻裂的原因

混凝土出现冻裂的原因有好多种，最主要的因素就是周围环境温度和湿度的变化，混凝土本身就是不均匀并且很脆弱，而且原材料的质量也会影响到混凝土的质量。当商品泵传送混凝土的过程中坍落度太大的话，水泥就会超过使用标准，而且其中的粉煤灰也会增加，比例越大混凝土的收缩力就会越大，这也是出现裂缝的主要原因之一。在刚开始浇筑的时候，晚上的温度是很低的，不过混凝土还是会保留一些热量，内部热量高，外部热量低就会造成混凝土表面出现变形的现象，而且混凝土表面的温度应力超过了混凝土本身最大抗裂强度，就会导致混凝土出现裂缝，刚浇筑过后的15h之内，水化反应是最为剧烈的，会有泌水和水分含量增加的现象，这种现象会造成混凝土内部失水收缩，极易产生裂缝。当毛细孔含水量减少，就会给细孔带来压力，进一步烘干只会造成水分继续蒸发，导致水泥出现压缩，混凝土一旦收缩就会出现变形，从而产生裂缝。

3 常见的冬季混凝土保温方法

3.1 暖棚法

这种方法是在混凝土浇筑仓上面搭建一个暖棚，棚里面会有蒸汽排管和暖风机持续提供热量，让棚内的温度保持在零度以上，混凝土浇筑工作在棚内进行。这种方法的优点就是环境温度适宜、劳动条件良好、工作效率高、混凝土浇筑工作质量高、不会轻易出现冻害。这种方法一般都会在混凝土施工比较多地方使用，而且基本都在地下工程中使用，如果当天的温度低于-10℃，暖棚法就没有太大的作用了。

3.2 蓄热保温法

首先把混凝土的原材料进行加热，然后搅拌、运输和浇筑，成型以后要保持在适当温度，接着用专门的材料进行覆盖，防止热量流失，可以结合水泥水化所产生的热量，在混凝土的温度还没有降低到0℃以下之前，达到规定的冻临界强度。保温材料可以使用草帘、草袋、塑料薄膜和毛毯等。这种方法比较简单，而且成本也比较低。在早期的冬季施工过程中，这种方法是极为有效的，如果室内的温度在-15℃以下，可以使用蓄热保温法。

3.3 综合蓄热法

综合蓄热法是改进的蓄热保温法，在配置混凝土的过程中要使用比较硬的水泥，也可以加入一些外加剂，早期在养护的时候可以稍微加热以下，然后使用棚罩进行保温，确保混凝土硬度可以快速增加。综合蓄热法有低蓄热养护和高蓄热养护两种，前者主要是在早期混凝土防冻剂过程中使用，一般都是用短时间加热的方式，混凝土在养护期间需要达到标准的受力强度；后者需要将原材料加热，然后提高混凝土的温度，在选择外加剂的时候一定要谨慎，而且要保证保温材料是高度干燥的。

3.4 外强剂和早强水泥法

混凝土在准备的过程中，可以适当地加入一些复合型或者单一的防冻剂、早强剂、减水剂等，让混凝土在短时间内达到混凝土受冻临界强度。加入外加剂可以让混凝土初期的施工更为简单，节省很多成本，带来更多的经济效益，也是当前最有效的一种施工方法。

3.5 外部加热养护法

如果在前期使用蓄热法没有达到标准的话，可以使用蒸汽和暖棚进行保温，给混凝土硬化带来条件。如果环境温度比较低，混凝土表面的系数比较大，要想在短时间内完成养护工作就需要使用蒸汽对混凝土进行均匀加热，帮助混凝土完成水化，加速混凝土硬化，及时地投入到使用当中。

4 混凝土浇筑现场的质量控制、保温及养护

在浇筑工作开始之前，先检查模板面有没有受到冷冻或者积雪，二者都会影响到混凝土的质量。

现场的工作人员应该提前做好人员和机械分配工作，混凝土罐车到位以后，工作人员需要马上对坍落度、含气量和入模温度进行试验，这是为了压缩混凝土的原材料装卸时间，确保混凝土的入模温度。

在施工的时候，可以先使用布搭建一个保温的暖棚，暖棚里面采用热风炉来持续保温，热风炉炉管能够上下环绕，就可以保证棚内的温度持续稳定，还降低了出现火灾的可能性，浇筑工作完成以后就可以采用棉被进行覆盖了，确保混凝土前期不会受到低温冻害，冬天不可以对混凝土进行浇水养护，可以让工作人员在暖棚里面搭建一个火炉，然后在火炉上浇水，产生的水蒸气也可以对混凝土进行养护。

如果混凝土的强度没有达到1.2MPa，是不可以进行踩踏和支模的，拆除模以后混凝土的温度和环境温度超过20℃，要继续进行保温。

5 冬季施工注意事项

冬天的混凝土施工保温工作是非常重要的，在施工周期内要建设一个大棚，然后对输送管道和保温措施进行检查，防止热量流失，确保棚内温度保持。可以使用蒸汽口，避免管道破裂。

冬天搅拌混凝土，水泥不可以和80℃以上的热水直接接触。而且水泥不可以直接加热。骨料一定要清理干净，不能有碎冰等容易冻裂的杂质，含泥量也不可以超过标准值，在混凝土当中加入含有钾离子和钠离子的防冻剂时不得加入活性骨料。要控制好水灰比，不能超过0.6，在加入骨料时带入的水分应在搅拌过程中去除。在施工的时候每1h都要测量每个材料的温度，确保混凝土的入模温度合适。混凝土搅拌车的温度要大于10℃，入模温度要在80℃以上。如果距离比较远的话，可以稍微提高混凝土的温度，但是最多也不能超过200℃。

因为暖棚里面的热量来源比较多，会使用到很多易燃材料，因此一定要做好防火措施，配备专业的消防器材，暖棚中不可以吸烟和明火，电焊工作之前也要做好防护措施。

外加剂不可以使用含盐类防冻剂，混凝土要加入引气剂和减水剂，要由专业的工作人员负责防冻剂配置工作。

6 结语

综上所述，在温度较低的地区，外界温度是混凝土温度应力变化的主要原因。经过大量的实验结果发现，长时间的低温会导致混凝土表面出现裂缝，而且持续的浇筑工作也会造成混凝土表面结构通体超冷，严重的时候会出现深层裂缝或者贯彻裂缝。所以，在温度较低的冬天，一定要使用合适的混凝土保温方法，对混凝土施工有至关重要的作用。