冬季混凝土工程施工的一般原理是什么？

混凝土拌合物浇筑后之所以逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化的。

当温度升高时，水化作用加快，强度增长液较快;而当温度降低到0℃时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相(水)变成固相(冰)。这时参与水泥水化作用的水减少了。因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不在增长。

水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500 kg/平方厘米的膨胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土收到不同程度的破坏(即早起受冻破坏)而降低强度。

此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成各种空隙，而降低混凝土的密实性及耐久性。

由此可见，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键，国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验。研究结果表明，新浇筑混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。

混凝土化冻后(即处在正常温度条件下)继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。对于预养期长，获得初期强度较高(如达到R28的35%)的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度都有不用程度的损失。

由此可见，混凝土冻结前，要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度，一般称临界强度，即可达到预期效果。对于临界强度，各国规定取值不等，我国规定为不得低于设计强度等级的30%，也不得低于35千克每平方厘米。

混凝土冻害的危害

1、降低混凝土强度

2、造成混凝土裂缝

3、混凝土中钢筋的锈蚀

4、降低混凝土耐久性能施工前的准备工作

(1)混凝土浇筑前应清除模板和钢筋上的冰雪及垃圾，尤其是新老混凝土交接处(如梁柱交接处)，但不得用水冲洗。

(2)浇筑前应准备好混凝土覆盖用保温材料，如塑料薄膜、彩条布、棉毡和草帘等，做好相应的防冻保温措施。并采取必要的挡风、封闭措施，以提高保温效果。

(3)不得在冻土层上进行混凝土浇筑，浇筑前，必须设法升温使冻土消融。混凝土接槎时，应预热旧槎，浇筑后加强保温，防止接槎受冻。

(4)如果混凝土的坍落度过小，不能满足施工要求时，可在混凝土公司技术人员的指导下，使用外加剂调整，严禁用加水的办法调整混凝土坍落度。混凝土浇筑

(1)为保证混凝土的浇筑质量，防止温度发生变化影响质量，混凝土运至施工单位浇筑地点后应尽快浇筑，宜在90min内卸料;采用翻斗车运输时，宜在60min内卸料。

(2)冬施期间泵车润管水不得放入模板内;润管用过的砂浆也不得放入模板内，更不准集中浇筑在构件结构内。

(3)在浇筑过程中，施工单位应随时观察混凝土拌合物的均匀性和稠度变化。当浇筑现场发现混凝土坍落度与要求发生变化时，应及时与混凝土公司联系，以便及时进行调整。进入浇筑现场的混凝土严禁随意加水，更应杜绝边加水边泵送浇筑的行为发生。

(4)当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时，先浇筑墙柱、混凝土沉实后，再浇筑梁和楼板。浇筑墙、柱等较高构件时，一次浇筑高度以混凝土不离析为准，一般每层不超过500mm，捣平后再浇筑上层，浇筑时更注意振捣到位，使混凝土充满试模，不在显著下沉，无明显气泡排出。

(5)分层浇注厚大的整体式结构混凝土时，已浇注层的混凝土温度在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2℃。采用加热养护时，养护前的温度不得低于2℃。

(6)混凝土的入模温度不得低于5℃，浇注后，对混凝土结构易冻部位，必须加强保温以防冻害。适时合理地抹压

1)冬期混凝土初凝时间一般为8~12小时，终凝为12~16小时。因此应适当把握好抹面时机，并在初凝前(用手轻按表面可留下指痕)进行二次抹面，可以减少表面裂缝。混凝土墙、柱等边模的拆模时间应适当延长，以避免表面发生脱皮等影响外观质量。

2)混凝土初凝前用刮尺赶平，用木抹子第一次抹面，初凝后到终凝前用铁抹子碾压表面数遍，将表面不均匀、不规则裂缝闭合，最后用收光抹子第二次抹面，闭合收水裂缝，随后立即在混凝土表面覆盖塑料薄膜，使混凝土内蒸发的游离水积在混凝土表面进行保温养护，在薄膜上再盖草帘子。混凝土的养护

1)混凝土经过相关施工工艺处理后，应及时覆盖塑料薄膜并加盖草帘、棉毡等保温养护，以保证混凝土初凝前不受冻。根据施工工程部位及气温情况，可参照以下方法进行覆盖：

当气温在0℃~5℃时，盖一层棉毡或草帘和一层塑料薄膜;

当气温在-5℃~0℃时，盖两层棉毡或草帘和一层塑料薄膜;

当气温在-10℃~-5℃时，盖三层棉毡或草帘和一层塑料薄膜;

当气温低于-10℃时，盖四层棉毡或草帘和一层塑料薄膜;

低于-15℃时应采用加温和其他材料(如岩棉、苯板等)进行保温，其保温层厚度，材质应根据计算确定。

(2)养护初期，派专人负责测温并详细记录整个养护期的温度变化，每昼夜最少四次测量混凝土和环境温度以便发现问题及时采取措施补救。

(3)在模板外部保温时，除基础可随浇筑随保温外，其它结构须在设置保温材料后方可浇筑混凝土。钢模表面可先挂草帘、麻袋等保温材料并扎牢然后再浇筑混凝土。

(4)混凝土终凝后应立即进行覆盖保温养护，按国家标准要求养护时间不得少于14天，若早期养护不到位，其28天强度将受很大影响。(5)拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，以防混凝土表面温度骤降而产生裂缝。模板牢固，适时加荷、拆模

1)拆模时混凝土必须达到规定的拆模强度，过早拆模、承重会导致混凝土表面撕裂产生裂缝等质量问题。在混凝土未达到1.2MPa前，不准在幼龄混凝土上面踩踏、支模和加荷。不要过早在楼板上进行施工作业或堆放重物，以减少或避免结构产生收缩变形裂缝。

2)混凝土拆模时要注意拆模式时间及顺序，特别对于梁、墙板等结构应适当延长拆模时间，拆模后应继续进行养护。

3)模板和保温层，应在混凝土冷却到5℃后方可拆除。未冷却的混凝土有较高的脆性，所以结构在冷却前不得遭受冲击或动力荷载的作用。当混凝土与外界温差大于20℃时，拆模后的混凝土表面，应临时覆盖，使其缓慢冷却。

4)根据同条件养护的试块强度决定拆模时间。