冬季施工时,混凝土强度易受低温影响,导致水化反应减缓、强度增长滞后甚至冻害。提高冬季混凝土强度的核心是促进水化反应、控制入模温度、加强早期保温养护,具体措施如下:
一、材料选择与优化
水泥品种选择
掺合料调整
外加剂复配
早强剂:选用氯化钙(掺量1%-2%)或硫酸钠(掺量0.5%-1%),可提高混凝土1-3天强度20%-30%。
防冻剂:选用含硝酸钙、亚硝酸钙的复合防冻剂(掺量3%-5%),降低冰点至-15℃,同时促进水化。
减水剂:掺入聚羧酸减水剂(减水率≥25%),减少用水量,降低冻胀风险。
二、配合比设计优化
低水胶比控制
胶材总量调整
三、施工工艺控制
骨料预热
粗骨料:采用蒸汽或电加热,温度控制在5-10℃(避免高温导致骨料表面水分蒸发)。
细骨料:搭建保温棚,内部设置暖气管道,保持砂温≥5℃。
案例:某高铁项目,通过骨料预热,混凝土入模温度从8℃提高至12℃,3天强度提高15%。
搅拌水加热
运输与浇筑保温
搅拌罐车:加装保温套(导热系数≤0.05W/(m·K)),运输时间≤1小时。
泵管保温:采用岩棉管壳包裹泵管,减少热量损失。
浇筑层厚:每层浇筑高度≤1.2m,快速振捣(插入式振捣棒间距30cm),避免层间冷缝。
四、入模温度控制
目标值
加热措施
蒸汽加热:在搅拌站设置蒸汽锅炉,直接通入搅拌罐。
电加热:采用电阻丝缠绕搅拌罐,适用于小批量混凝土。
热水+热骨料:按配合比计算,通过调整热水和热骨料比例控制入模温度。
五、早期保温养护
覆盖保温
立即覆盖:终凝后立即覆盖塑料薄膜(厚度≥0.1mm)+电热毯(功率50-100W/m²)+岩棉被(厚度≥5cm)。
密封处理:用胶带封堵塑料薄膜接缝,减少热量散失。
案例:某核电站工程,采用“电热毯+岩棉被”复合保温,混凝土内部温度7天维持在15-20℃,强度增长速率提高30%。
暖棚法养护
搭建暖棚:采用钢管支架+彩钢板或篷布,内部设置蒸汽或红外线加热器。
温度控制:暖棚内温度≥5℃,相对湿度≥90%。
通风管理:每天定时通风1-2次(每次30分钟),避免二氧化碳积聚导致碳化。
蒸汽养护
静停期:浇筑后静停2-4小时(覆盖保温),使混凝土初步硬化。
升温期:以10-15℃/h速率升温至40-50℃,保持4-6小时。
恒温期:保持40-50℃恒温12-18小时,促进水化。
降温期:以10-15℃/h速率降温至环境温度,拆模。
注意:蒸汽养护需严格控制温差(≤15℃),避免热震裂缝。
六、温度监测与调整
监测点布置
表面测温点:埋设于混凝土表面下5cm处。
中心测温点:埋设于构件中心。
环境测温点:设置于暖棚内或覆盖层外。
监测频率
浇筑后12小时:每2小时测温一次。
12-72小时:每4小时测温一次。
72小时后:每8小时测温一次。
动态调整
七、质量检验与补救
强度检验
冻害补救
总结:冬季混凝土强度提升关键点
材料优化:选用早强水泥、复配早强剂+防冻剂,控制水胶比。
温度控制:骨料预热、热水搅拌、入模温度≥5℃。
保温养护:覆盖保温(塑料膜+电热毯+岩棉被)或暖棚法、蒸汽养护。
动态监测:实时测温,调整加热措施,控制温差≤15℃。
质量补救:同条件试件检验,冻害部位剔除修复。
通过系统实施上述措施,可有效提高冬季混凝土强度,确保工程质量达标。