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摘要：本文以北方冬季某客运专线32m和24m简支箱梁预制施工为基础，阐述了冬期寒冷季节施工原材料要求、设备配置、控制措施等，供以后混凝土冬季施工参考。
关键词：箱梁预制；冬期混凝土施工；温度；钢筋混凝土
1.前言
冬期混凝土施工是指根据当地多年气温资料，环境昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土及砌体工程施工。在东北地区因寒冷季节较长，同时由于受工期制约，冬季施工是不可避免的。当环境温度降到5℃时，只要采用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期浸冻，使外露混凝土与冬季气温保持较小温差，也会取得非冬期施工的效果，完全可以保证混凝土的施工质量。
2.冬期施工前准备工作
（1）加强对搅拌站的保温防护，上、下水管道的检修、防护。
（2）加强锅炉房等供暖设备的维修保养工作，确保正常供暖，各供暖管沟要进行一次彻底的检查，排除隐患。另外，要注意供暖燃料的储备，统一使用低硫低灰粉的优质煤。
（3）提早准备冬期施工用原材料，尤其要提早备足至少三个月的混凝土用砂石料，以防冬期购砂困难或临时进料因含水过大而结成冰块，无法使用。冬季用外加剂（早强剂、防冻剂）要及早与生产厂家联系，安排试验，确保冬季施工外加剂的数量和质量。
（4）冬季施工技术准备：应组织学习冬季施工技术规程，提前做好防冻剂必试项目试验。
3.冬期施工技术控制
3.1混凝土配合比
主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：
①选择早强硅酸盐水泥，试验结果表明该水泥水化热较大，且在早期放热产生强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度，效果较明显。
②尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。
③掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。
④掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MS-F复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。
⑤选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
3.2原材料要求
（1）水泥
选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥标号不宜低于42.5级，水泥用量一般不小于300Kg/m3，水灰比不大于0.6。另外出现混凝土强度偏低，怀疑水泥实际标号与出厂标号不符，出厂时间超过两个月，水泥有结块现象等情况时应检查水泥质量。
（2）骨料
冬期施工中骨料要求没有冰块、雪团、要求清洁，级配良好，质地坚硬，不应含有易冻坏的矿物，不应含有有机物质，冬期施工混凝土的骨料应采取架棚等覆盖措施，防止冻结，储备地点应选择地势较高不积水的地方。
抗冻混凝土所用原材料应符合下列规定：
①选用连续级配的粗骨料，其含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。
②细骨料含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%。
③混凝土所用的粗骨料和细骨料均应进行坚固性试验，并应符合现行行业标准的规定。
3.3混凝土搅拌
（1）冬期施工混凝土原材料搅拌时需要加热，经计算在自然气温不低于-8℃时，只加热拌和水就能满足拌和物的温度要求（自然气温低于-8℃时我们将采取将原材料放置在封闭房间，房间内供暖的方法提高原材料的温度来保证原材料的入楼温度），加热温度可参考《公路桥涵施工技术规范》
（2）混凝土投料及搅拌
冬期搅拌混凝土的合理投料顺序应与材料加热条件相适应。先投入骨料和加热水，待搅拌一定时间后温度降低40℃左右时（水温80℃时），再投入水泥继续搅拌到规定的时间，要绝对避免水泥假凝现象。每班第一盘混凝土搅拌前，先用热水预热搅拌机2分钟。搅拌时间以最后一种材料投入搅拌机开始计算，搅拌时间一般较正常温度搅拌延长50%左右。
投料时要注意不要把冰雪或冻团骨料装入搅拌机内，避免给拌合物温度带来很大的损失。而且大于8cm的冻块很难通过搅拌被粉碎和融化，热量尚未平衡的冻团骨料除给混凝土成型带来困难外更主要的是影响混凝土的质量。
（3）拌和设备保温
对拌和站的料仓、输送带及拌和仓采用彩钢瓦和蓬布进行封闭保温处理并设置热水罐或火炉。
3.4混凝土运输
如果混凝土在运输至浇注地过程中发生冻结现象时，浇注前进行人工二次拌合。为防止混凝土坍落度的变化，运输工具除保温防风外，还应严密、不漏浆、不吸水。在施工中，我们采用混凝土运输车运送混凝土。混凝土罐车采用棚布和土工布包裹，尽量减少中间倒运环节，缩短运输时间，减少混凝土运输过程中的热量散失。
3.5冬期混凝土浇注
冬期混凝土浇注前清除模板和钢筋上的冰雪及污垢，浇注前应采取防风、防冻保护措施，模板底面和侧面直接通蒸汽对模板进行预热和保温，顶面搭设棚架（我梁场采用梁顶覆盖蒸养棚的方法、如图在蒸养棚四周在悬挂帆布进行四周保温），混凝土浇筑采用从中间向两边全断面浇筑的方法减少混凝土的散热面积。已浇注层的混凝土温度，在被上一层混凝土覆盖前不应降至热工计算的数值以下，且不得低于2℃。
混凝土入模前，专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。混凝土拌和物入模温度不得低于10℃。
3.6混凝土养护 冬期混凝土的养护采用蒸汽养护。
（1）蒸养系统
采用额定蒸发量4t/h，工作压力1.25Mpa的锅炉。其使用程序为：烘炉→煮炉→升火→供汽→正常运行。
蒸养管道：主管道采用φ60mm钢管、支管道采用φ42mm钢管，蒸发管采用φ15mm钢管，供汽量和蒸发量平稳通过内杆式楔型阀调节，蒸汽养护管道如右图所示。
蒸养罩：箱梁进行蒸汽养护时直接采用蒸养罩覆盖严实。蒸养罩采用密封性高、隔热好、安拆方便的专用双层屏蔽罩。采用计算机及远程温度传感器自动控制蒸汽管道上的电磁阀开合，以控制养护罩内的温升速度和温度的高低。蒸养棚如右图所示。
测温计：采用压力式指示温度计，测温范围0～100℃，精度等级1.5级。
测温计的布置：箱梁两外侧、两端及跨中各布置一块，孔道布置一块，梁顶和梁底各布置四块，箱内两端各布置一块。温度传感器安装牢靠，位于梁体外侧、箱内高度的中部位置，其它部分离混凝土面或模板5～10cm左右。
（2）混凝土蒸汽养护
梁体混凝土灌注完毕后，立即覆盖养护罩，在棚内进行二次收抹，收抹完成后马上对箱梁顶面进行通汽养护。
采用蒸汽养护时，实施跟踪养护，使蓬温与梁体内水化热相适应。蒸汽养护全过程分为静停、升温、恒温、降温四个阶段，降温阶段要保证梁体的混凝土强度在60﹪以上方可停止。
序号阶段说明
1静停在混凝土浇筑时通底板2个管道、腹板4个管道的蒸汽，浇筑完成后将蒸养棚下放通顶面2个管道的蒸汽，养护罩内温度保持5℃以上
2升温梁体混凝土在灌注完成4h后开始通蒸汽加温，升温速度平均每小时控制在5℃～10℃。
升温速度应视环境温度而定，当环境温度低于15℃时，每小时升温5℃，当环境温度高于15℃时，每小时升温8℃～10℃。
3恒温恒温约24小时左右，养护温度不超过45℃，梁体芯部混凝土温度应控制在60℃以内。
4降温降温速度在每小时8℃～10℃，在升、恒、降温过程中，梁体混凝土芯部、表面、养护棚内温度差异均不超过15℃。
（3）冬期养护容易出现的问题及处理措施
①容易出现的问题
a、混凝土表层受冻变酥，减少构件有效截面积。
b、裸露混凝土受冻，使混凝土丧失强度。
c、梁体出现裂纹。
②问题的原因分析
a、模板保温失效。
b、混凝土覆盖措施不力。
c、梁体模板保温不良，拆模后覆盖不好。
d、养护方法失当，使混凝土产生裂纹。
4.冬季施工保证措施
4.1质量保证措施
①建立完善的质量保证体系和质量管理制度。
②完善质检、试验、测量检测控制体系，严格执行"自检、互检和专检"三级检验制度。特别是针对冬季施工的特点制定详细可行的控制体系。
③加强施工过程控制。
④制定冬季施工的测量、试验检测、质量监督预案。
4.2安全保证措施
①养护管路和设备一周检修一次，电路管理符合用电规范要求。
②蒸养设备设专人负责，定期半月检修一次，严防火灾、烫伤事故。在危险的地域设明显警告标示。
③养护人员高空作业要系安全带，穿防滑鞋。
④人员上下支架或平台作业要谨慎小心，在保护好混凝土成品，保证养护措施实施的同时，加强个人安全防护工作，杜绝丢伤、烫伤事故的发生。
关键词：箱梁预制；冬期混凝土施工；温度；钢筋混凝土
1.前言
冬期混凝土施工是指根据当地多年气温资料，环境昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土及砌体工程施工。在东北地区因寒冷季节较长，同时由于受工期制约，冬季施工是不可避免的。当环境温度降到5℃时，只要采用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期浸冻，使外露混凝土与冬季气温保持较小温差，也会取得非冬期施工的效果，完全可以保证混凝土的施工质量。
2.冬期施工前准备工作
（1）加强对搅拌站的保温防护，上、下水管道的检修、防护。
（2）加强锅炉房等供暖设备的维修保养工作，确保正常供暖，各供暖管沟要进行一次彻底的检查，排除隐患。另外，要注意供暖燃料的储备，统一使用低硫低灰粉的优质煤。
（3）提早准备冬期施工用原材料，尤其要提早备足至少三个月的混凝土用砂石料，以防冬期购砂困难或临时进料因含水过大而结成冰块，无法使用。冬季用外加剂（早强剂、防冻剂）要及早与生产厂家联系，安排试验，确保冬季施工外加剂的数量和质量。
（4）冬季施工技术准备：应组织学习冬季施工技术规程，提前做好防冻剂必试项目试验。
3.冬期施工技术控制
3.1混凝土配合比
主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：
①选择早强硅酸盐水泥，试验结果表明该水泥水化热较大，且在早期放热产生强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度，效果较明显。
②尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。
③掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。
④掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MS-F复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。
⑤选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
3.2原材料要求
（1）水泥
选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥标号不宜低于42.5级，水泥用量一般不小于300Kg/m3，水灰比不大于0.6。另外出现混凝土强度偏低，怀疑水泥实际标号与出厂标号不符，出厂时间超过两个月，水泥有结块现象等情况时应检查水泥质量。
（2）骨料
冬期施工中骨料要求没有冰块、雪团、要求清洁，级配良好，质地坚硬，不应含有易冻坏的矿物，不应含有有机物质，冬期施工混凝土的骨料应采取架棚等覆盖措施，防止冻结，储备地点应选择地势较高不积水的地方。
抗冻混凝土所用原材料应符合下列规定：
①选用连续级配的粗骨料，其含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。
②细骨料含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%。
③混凝土所用的粗骨料和细骨料均应进行坚固性试验，并应符合现行行业标准的规定。
3.3混凝土搅拌
（1）冬期施工混凝土原材料搅拌时需要加热，经计算在自然气温不低于-8℃时，只加热拌和水就能满足拌和物的温度要求（自然气温低于-8℃时我们将采取将原材料放置在封闭房间，房间内供暖的方法提高原材料的温度来保证原材料的入楼温度），加热温度可参考《公路桥涵施工技术规范》
（2）混凝土投料及搅拌
冬期搅拌混凝土的合理投料顺序应与材料加热条件相适应。先投入骨料和加热水，待搅拌一定时间后温度降低40℃左右时（水温80℃时），再投入水泥继续搅拌到规定的时间，要绝对避免水泥假凝现象。每班第一盘混凝土搅拌前，先用热水预热搅拌机2分钟。搅拌时间以最后一种材料投入搅拌机开始计算，搅拌时间一般较正常温度搅拌延长50%左右。
投料时要注意不要把冰雪或冻团骨料装入搅拌机内，避免给拌合物温度带来很大的损失。而且大于8cm的冻块很难通过搅拌被粉碎和融化，热量尚未平衡的冻团骨料除给混凝土成型带来困难外更主要的是影响混凝土的质量。
（3）拌和设备保温
对拌和站的料仓、输送带及拌和仓采用彩钢瓦和蓬布进行封闭保温处理并设置热水罐或火炉。
3.4混凝土运输
如果混凝土在运输至浇注地过程中发生冻结现象时，浇注前进行人工二次拌合。为防止混凝土坍落度的变化，运输工具除保温防风外，还应严密、不漏浆、不吸水。在施工中，我们采用混凝土运输车运送混凝土。混凝土罐车采用棚布和土工布包裹，尽量减少中间倒运环节，缩短运输时间，减少混凝土运输过程中的热量散失。
3.5冬期混凝土浇注
冬期混凝土浇注前清除模板和钢筋上的冰雪及污垢，浇注前应采取防风、防冻保护措施，模板底面和侧面直接通蒸汽对模板进行预热和保温，顶面搭设棚架（我梁场采用梁顶覆盖蒸养棚的方法、如图在蒸养棚四周在悬挂帆布进行四周保温），混凝土浇筑采用从中间向两边全断面浇筑的方法减少混凝土的散热面积。已浇注层的混凝土温度，在被上一层混凝土覆盖前不应降至热工计算的数值以下，且不得低于2℃。
混凝土入模前，专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。混凝土拌和物入模温度不得低于10℃。
3.6混凝土养护 冬期混凝土的养护采用蒸汽养护。
（1）蒸养系统
采用额定蒸发量4t/h，工作压力1.25Mpa的锅炉。其使用程序为：烘炉→煮炉→升火→供汽→正常运行。
蒸养管道：主管道采用φ60mm钢管、支管道采用φ42mm钢管，蒸发管采用φ15mm钢管，供汽量和蒸发量平稳通过内杆式楔型阀调节，蒸汽养护管道如右图所示。
蒸养罩：箱梁进行蒸汽养护时直接采用蒸养罩覆盖严实。蒸养罩采用密封性高、隔热好、安拆方便的专用双层屏蔽罩。采用计算机及远程温度传感器自动控制蒸汽管道上的电磁阀开合，以控制养护罩内的温升速度和温度的高低。蒸养棚如右图所示。
测温计：采用压力式指示温度计，测温范围0～100℃，精度等级1.5级。
测温计的布置：箱梁两外侧、两端及跨中各布置一块，孔道布置一块，梁顶和梁底各布置四块，箱内两端各布置一块。温度传感器安装牢靠，位于梁体外侧、箱内高度的中部位置，其它部分离混凝土面或模板5～10cm左右。
（2）混凝土蒸汽养护
梁体混凝土灌注完毕后，立即覆盖养护罩，在棚内进行二次收抹，收抹完成后马上对箱梁顶面进行通汽养护。
采用蒸汽养护时，实施跟踪养护，使蓬温与梁体内水化热相适应。蒸汽养护全过程分为静停、升温、恒温、降温四个阶段，降温阶段要保证梁体的混凝土强度在60﹪以上方可停止。
序号阶段说明
1静停在混凝土浇筑时通底板2个管道、腹板4个管道的蒸汽，浇筑完成后将蒸养棚下放通顶面2个管道的蒸汽，养护罩内温度保持5℃以上
2升温梁体混凝土在灌注完成4h后开始通蒸汽加温，升温速度平均每小时控制在5℃～10℃。
升温速度应视环境温度而定，当环境温度低于15℃时，每小时升温5℃，当环境温度高于15℃时，每小时升温8℃～10℃。
3恒温恒温约24小时左右，养护温度不超过45℃，梁体芯部混凝土温度应控制在60℃以内。
4降温降温速度在每小时8℃～10℃，在升、恒、降温过程中，梁体混凝土芯部、表面、养护棚内温度差异均不超过15℃。
（3）冬期养护容易出现的问题及处理措施
①容易出现的问题
a、混凝土表层受冻变酥，减少构件有效截面积。
b、裸露混凝土受冻，使混凝土丧失强度。
c、梁体出现裂纹。
②问题的原因分析
a、模板保温失效。
b、混凝土覆盖措施不力。
c、梁体模板保温不良，拆模后覆盖不好。
d、养护方法失当，使混凝土产生裂纹。
4.冬季施工保证措施
4.1质量保证措施
①建立完善的质量保证体系和质量管理制度。
②完善质检、试验、测量检测控制体系，严格执行"自检、互检和专检"三级检验制度。特别是针对冬季施工的特点制定详细可行的控制体系。
③加强施工过程控制。
④制定冬季施工的测量、试验检测、质量监督预案。
4.2安全保证措施
①养护管路和设备一周检修一次，电路管理符合用电规范要求。
②蒸养设备设专人负责，定期半月检修一次，严防火灾、烫伤事故。在危险的地域设明显警告标示。
③养护人员高空作业要系安全带，穿防滑鞋。
④人员上下支架或平台作业要谨慎小心，在保护好混凝土成品，保证养护措施实施的同时，加强个人安全防护工作，杜绝丢伤、烫伤事故的发生。