膜结构项目混凝土基础工程冬期施工的特点及冻害

膜结构项目混凝土基础工程冬期施工的特点及冻害

《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-2011）的规定，根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5d高于5℃时，解除冬期施工。

（一）冬期施工按时间划分

冬期施工时间除执行规范的具体规定外，为方便混凝土工程施工管理在每年的11月15日～3月15日这段时间，根据不同温度制定不同的技术调整方案，具体划分为三个阶段。

（1）初冻阶段施工（0℃≤平均气温≤5℃）

在此阶段施工时，应采用篷布或棉毡适当保温，使混凝土内部温度降到0℃前已达到设计混凝土强度的30%。混凝土施工前，根据天气预报未来5天的气温情况适量掺加早强剂提高混凝土早期强度。

（2）严冬阶段施工（－5℃<平均气温<0℃）

此阶段混凝土工程施工时，应掺加防冻剂，并对浇筑后的混凝土工程采用篷布或棉毡保温，使混凝土内部温度降到0℃时或防冻剂规定温度前已达到临界强度。

（3）寒冷阶段施工

当冬季大气平均气温低于－5℃，个别极端最低气温达－10℃以下时，或突然遇到大风雨雪天气，应停止混凝土和钢筋工程施工。对浇筑后的混凝土应采取加热措施，提高混凝土工程构件温度。

（二）冬期施工特点

混凝土工程冬期施工受气温影响较大，具有以下特点：

（1）水泥水化直接影响混凝土强度的增长。水泥的水化速率快慢受温度影响，温度降低，水泥水化速率减慢，当温度低于－2℃时，混凝土拌合物游离水结冰，水化反应停止。如何进行保温养护，确保水泥水化时冬期混凝土工程施工的关键。

（2）当气温低于5℃时，混凝土强度增长缓慢，在5℃条件下养护28d混凝土强度仅为标养试块28d强度的60%，混凝土凝结时间较气温15℃时延长3倍。因此，有效的保温养护措施是保障混凝土工程质量的关键。

（3）当温度低于0℃，尤其是温度下降到混凝土液态水冰点（新拌混凝土液态水冰点温度－2℃～－5℃）以下时，混凝土中国的水开始结冰，体积膨胀约9%，此时混凝土内部结构可能遭到破坏。因此，有效的保温措施，预防混凝土冻害是至关重要的。

（4）我国属于季风大陆性气候，冬季除经常有寒流袭击，气温骤降外，还应注意防风。风速大不仅可以加快混凝土降温速度，还会加快水分蒸发，所以混凝土工程冬期施工要注意防风、保温，避免混凝土养护期间失水，降温过快，混凝土产生收缩。

（5）冬期混凝土工程施工的一些工程事故，具有滞后性、隐蔽性。如混凝土工程冻害、后期强度等多在春节才被发现，由于事故发现晚，处理难度相对较大。

（6）冬期施工技术复杂，必须周密计划，做好施工组织和技术措施。

（三）混凝土冻害的影响

众所周知，温度低于0℃时，液态的水就会转化成固态的冰，液态水是密度为1.0g/cm3，固态冰的密度为0.9g/cm3，也就是说，业态水变成固态冰的过程中体积约增大1.1倍。水泥完全水化仅需要的其重量25%左右的水，为了满足混凝土拌合物的施工性能的需要，混凝土的用水量往往大于水泥水化所需要的用水量。混凝土拌合物中的多余自由水结冰会造成混凝土体积膨胀进而引发膨胀应力，当膨胀力大于混凝土抗拉强度时，就会产生为裂纹。

（1）新拌混凝土受冻。即混凝土浇筑以后初凝前遭受冻害，此种情况下，混凝土处于液体冻胀不会使混凝土发生严重恶化，冰融后立即振捣密实，加强保温养护，混凝土后期强度不会受到影响。

（2）混凝土终凝前后受冻会对损坏混凝土内部结构，如混凝土抗压强度、抗拉强度、与钢筋粘结力等，应重点加以预防。混凝土终凝前后，其内部自由水较多，此时混凝土强度刚刚形成，温度降低使混凝土内部的自由水结冰膨胀产生较多的裂纹，这种情况下，混凝土受冻试件比未受冻试件强度损失50%之多。

（3）初冬及初春季节施工，更要注意预防混凝土冻害，而且反复冻融损害更大。即晚上温度降低，混凝土内水结冰膨胀，使内部结构产生微裂缝白天温度升高时，冰融化成水又沿着裂纹流入混凝土内部，晚上温度降低时，流入混凝土裂纹内部的水再次结冰膨胀，如此循环加剧混凝土的破坏，导致混凝土内部裂纹增多，最终对混凝土造成不可逆转的破坏。

（4）混凝土到达抗冻强度后受冻，此时影响较小。通常把冬期浇筑的混凝土在受冻以前必须达到的最低强度，我国《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104-2011对临界强度做出规定，采用蓄热法、暖棚法加热法等施工，采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥受冻强度达到设计强度的30%，采用矿渣水泥、粉煤灰水泥、复合水泥应大于设计强度的40%；当室温不低于-15℃时，受冻临界强度不小于4MPa。

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