1、 冬季混凝土工程施工方案一、 基本要求1混凝土工程的冬期施工，要從施工期間的氣溫情況、工程特點和施工條件出發，在保證質量、加快進度、節約能源、降低成本的前提下，選擇適宜的冬期施工措施。2新澆筑的混凝土如果遭凍，拌合水凍結成冰，水結成冰后的體積增加約9%，同時水泥的水化作用也停止進行。在恢復正溫養護以后，會使水泥漿體中的孔隙率比正常凝結的混凝土顯著增加，從而使混凝土的各項物理力學性能全面下降。如抗壓強度約損失50，抗滲等級降低為零，混凝土與鋼筋的粘結力也有大幅度的降低。因此遭受過凍害的混凝土不僅力學強度降低，而且耐久性能嚴重劣化。如在施工時增加混凝土中的水泥用量提高混凝土的強度等級，雖然抗壓強度

2、可以相應增加，但耐久性仍得不到改善。因此從保證混凝土工程全面質量出發，在冬期施工中必須防止混凝土在硬化初期遭受凍害，并盡早獲得強度。3混凝土的溫度降至0前，其抗壓強度不得低于抗凍臨界強度。抗凍臨界強度規定如下：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設計的混凝土強度標準值的30%；礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設計的混凝土強度標準值的40，但C10及C10以下的混凝土，不得低于5.0N/mm2。如施工需要提高混凝土強度等級時，應按提高后的強度等級確定。4冬期施工的混凝土，為了縮短養護時間，一般應選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，用蒸汽直接養護混凝土時，應選用礦渣硅酸鹽水泥。水泥的強度等級不宜低

3、于42.5，每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg，水灰比不應大于0.60并加入早強劑。5為了減少凍害，應將配合比中的用水量降低至最低限度。辦法是：控制坍落度，加入減水劑，優先選用高效減水劑。6為了防止鋼筋銹蝕，在鋼筋混凝土中，氯鹽摻量不得超過水泥重量的1%（按無水狀態計算）。摻氯鹽的混凝土必須振搗密實，且不宜采用蒸汽養護。在下列情況下，不得在鋼筋混凝土中摻用氯鹽：（1）露天結構或經常受水淋的結構；（2）有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結構，以及有外露鋼筋預埋件而無防護措施的結構；（3）使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結構；（4）預應力混凝土結構。素混凝土中氯鹽摻量不得大于水泥重量的3%。7整體

4、澆筑的結構，采用蒸汽加熱養護時，混凝土的升溫和降溫速度，不得超過表22-27的規定。混凝土的升溫降溫速度 表22-27表面系數升溫速度（/h）降溫速度（/h）615106105注：1.表面系數系指結構冷卻的表面積（m2）與結構全部體積（m3）的比值；2.厚大體積的混凝土，應根據實際情況確定。8用蒸汽直接加熱養護混凝土時，采用普通硅酸鹽水泥時，混凝土的溫度不超過80。9模板和保溫層，應在混凝土冷卻到5后方可拆除。當混凝土與外界溫差大于20時，拆模后的混凝土表面，應臨時覆蓋，使其緩慢冷卻。10未完全冷卻的混凝土有較高的脆性，所以結構在冷卻前不得遭受沖擊荷載或動力荷載的作用。11冬期施工期間，施工單

5、位應與氣象部門保持密切聯系，隨時掌握天氣預報和寒潮、大風警報，以便及時采取防護措施。二、 混凝土的拌制1.混凝土原材料加熱應優先采用加熱水的方法，當加熱水仍不能滿足要求時，再對骨料進行加熱。若達到規定溫度后仍不能滿足要求時，水的加熱溫度可提高到100，但水泥不得與80以上熱水直接接觸。投料時應先投入骨料和水，最后才投入水泥。2.水和骨料可根據工地具體情況選擇加熱方法，但骨料不得在鋼板上灼炒。水泥應儲存在暖棚內，不得直接加熱。3.骨料必須清潔，不得含有冰雪和凍塊，以及易凍裂的物質。在摻有含鉀、鈉離子的外加劑時，不得使用活性骨料或混有活性材料的骨料。4.拌制摻外加劑的混凝土時，如外加劑為粉劑，可按

6、要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時投入。如外加劑為液體，使用時應先配制成規定濃度溶液，然后根據使用要求，用規定濃度溶液再配制成施工溶液。各溶液要分別置于有明顯標志的容器內，不得混淆。每班使用的外加劑溶液應一次配成。5.嚴格控制混凝土水灰比，由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分均應從拌合水中扣除。6.拌制摻有外加劑的混凝土時，攪拌時間應取常溫攪拌時間的1.5倍。7.混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10，入模溫度不得低于5。8.混凝土拌合物的理論溫度，可按下式計算：T00.9（mceTcemsaTsamgTg）4.2Tw（mwwsamsawgmg）c1（wsamsaTsawgmgTg）c2（wmms

7、awgmg）4.2mw0.9（mcemsamg） （22-10）式中 T0混凝土拌合物溫度（）；mw、mce、msa、mg水、水泥、砂、石的用量（kg）；Tw、Tce、Tsa、Tg水、水泥、砂、石的溫度（）；wsa、wg砂、石的含水率（）；c1、c2水的比熱容kJ/（kgK）及冰的溶解熱（kJ/kg）。當骨料溫度0時，c14.2，c20；0時，c12.1，c2335。9.混凝土拌合物的出機溫度，可按下式計算：T1T00.16（T0Ti） （22-11）式中 T1混凝土拌合物出機溫度（）；Ti攪拌機棚內溫度（）。三、 混凝土的運輸和澆筑1冬期施工運輸混凝土拌合物，應使熱量損失盡量減少，可采取下列

8、措施：（1）正確選擇放置攪拌機的地點，盡量縮短運距，選擇最佳的運輸路線；（2）正確選擇運輸容器的形式、大小和保溫材料；（3）盡量減少裝卸次數并合理組織裝入、運輸和卸出混凝土的工作。2.混凝土在澆筑前，應清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，裝運拌合物的容器應有保溫措施。3.混凝土拌合物經運輸到澆筑時的溫度，可按下式計算：T2T1（tt0.032n）（T1Ta） （22-12）式中 T2混凝土拌合物經運輸到澆筑時溫度（）；tt混凝土拌合物自運輸到澆筑時的時間（h）;n混凝土拌合物轉運次數；Ta混凝土拌合物運輸時環境溫度（）；溫度損失系數（h-1）：當用混凝土攪拌車輸送時，0.25；當用開敞式大型自卸汽車

9、時，=0.20；當用開敞式小型自卸汽車時，=0.30；當用封閉式自卸汽車時，=0.1；當用手推車時，0.5004.考慮模板和鋼筋的吸熱影響，混凝土澆筑成型完成時的溫度，可按下式計算： （22-13）式中 T3考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時的溫度（）；Cc、Cf、Cs混凝土、模板、鋼筋的比熱容kJ/（kgK）：混凝土取1kJ/（kgK）；鋼材取0.48kJ/（kgK）；mc每立方米混凝土重量（kg）；mf、ms與每立方米混凝土相接觸的模板、鋼筋重量（kg）；Tf、Ts模板、鋼筋的溫度，未預熱者可采用當時的環境氣溫（）。【例】設每立方米混凝土中的材料用量為：水150kg，水泥300kg，

10、砂600kg，石1350kg。材料溫度為：水70，水泥5，砂40，石-3。砂含水率5%，石含水率2%。攪拌棚內溫度為5。混凝土拌合物用人力手推車運輸，倒運共2次，運輸和成型共歷時0.5h，當時氣溫-5。與每立方米混凝土相接觸的鋼模板和鋼筋共重450kg，并未預熱。試計算混凝土澆筑完畢后的溫度。【解】混凝土拌合物的理論溫度：T00.9（30056004013505）4.270（1500.056000.021350）4.20.05600402.10.02135033300.0213504.21500.9（3006001350）15.1混凝土從攪拌機中傾出時的溫度：T115.10.16（15.15）

11、13.5混凝土經運輸成型后的溫度：T213.5（0.50.50.0322）（13.55）7.7混凝土因鋼模板和鋼筋吸熱后的溫度：T3（240017.74500.485）（240014500.48）6.6混凝土澆筑完畢后的溫度為6.6。5.冬期不得在強凍脹性地基土上澆筑混凝土，在弱凍脹性地基土上澆筑時，基土應進行保溫，以免遭凍。6.用人工加熱養護的整體式結構，其澆筑程序及施工縫的設置，應能防止產生較大的溫度應力，如混凝土的加熱溫度超過40時，可采取以下措施：（1）支承在已澆筑完畢的厚大結構上的梁，應用鋼板制成的墊板將梁與厚大結構隔開，使梁在加熱和冷卻時可以自由伸縮；（2）如梁不能按（1）所述方法

12、進行澆筑，而在設計中又未考慮到附加溫度應力時，則梁的混凝土澆筑與加熱應分段進行，段之間的間隔長度不應小于1/8梁的跨度，也不得小于0.7m。間斷處應在已澆筑的混凝土冷卻至15以下時，才可用混凝土填實并加熱養護；（3）與支座不做剛性連接的連接梁，應在長度不超過20m的段落上同時加熱；（4）多跨剛架的連續橫梁，如剛架支柱的高度與橫梁截面高度之比小于15時，應按（2）所規定的方法澆筑和加熱混凝土。當剛架的跨度8m時，應每隔兩個跨度留出間斷處；當剛架的跨度8m時，應每隔一個跨度留出間斷處；（5）與小跨度的大型橫梁相連的高柱，應按同一高度進行混凝土的澆筑和加熱；否則在柱子之間的橫梁上留出間斷處；（6）互

13、相平行又彼此間以剛性連接的梁（在同一柱上又與柱剛性連接的兩根吊車梁），應同時進行加熱；（7）澆筑和加熱肋形樓板時，應按（2）和（4）規定進行，在縱向和橫向兩個方向留在間斷處，梁與板應同時進行澆筑和加熱養護。7. 澆筑裝配式結構接頭的混凝土（或砂漿），應先將結合處的表面加熱到正溫。澆筑后的接頭混凝土（或砂漿）在溫度不超過45的條件下，應養護至設計要求強度，當設計無要求時，其強度不得低于設計的混凝土強度標準值的75。8. 預應力混凝土構件在進行孔道和立縫的灌漿前，澆灌部位的混凝土須經預熱，并宜采用熱的水泥漿、砂漿或混凝土，澆灌后在正溫下養護到強度不低于15N/mm2。四、 混凝土強度估算1.在冬期

14、施工中，需要及時了解混凝土強度的發展情況。例如當采用蓄熱養護工藝時，混凝土冷卻至0前是否已達到抗凍臨界強度；當采用人工加熱養護時，在停止加熱前混凝土是否已達到預定的強度；當采用綜合養護時，混凝土的預養時間是否足夠等。在施工現場留置同條件養護試件做抗壓強度試驗，固然可以解決一部分問題，但所做試件很難與結構物保持相同的溫度，因此代表性較差。又由于模板未拆，也不能使用任何非破損方法進行測試。因此，運用計算的方法對混凝土強度進行估計或預測是很有實用價值的。2用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土，在各種養護溫度下的強度增長率分別如圖22-22。圖22-22 用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土圖22-26 用普通硅酸鹽

15、水泥拌制并摻有防凍劑的混凝土3.當混凝土的養護溫度為一變量時，混凝土的強度可用成熟度的方法來估算。其原理是：相同配合比的混凝土，在不同的溫度、時間下養護，只在成熟度相等，其強度大致相同。計算方法如下：（1）適用范圍本法適用于不摻外加劑在50以下正溫養護和摻外加劑在30以下正溫養護的混凝土，亦可用于摻防凍劑的負溫混凝土。本法適用于估算混凝土強度標準值60以內的強度值。（2）前提條件使用本法估算混凝土強度，需要用實際工程使用的混凝土原材料和配合比，制作不少于5組混凝土立方體標準試件，在標準條件下養護，得出1、2、3、7、28d的強度值。使用本法同時需取得現場養護混凝土的溫度實測資料（溫度、時間）。

16、（3）用計算法估算混凝土強度的步驟1）用標準養護試件17d齡期強度數據，經回歸分析擬合成下列形式曲線方程：（22-14）式中 f混凝土立方體抗壓強度（N/mm2）；D混凝土養護齡期（d）；a、b參數。2）根據現場的實測混凝土養護溫度資料，用式（22-15）計算混凝土已達到的等效齡期（相當于20標準養護的時間）。tTtT （22-15）式中 t等效齡期（h）；T溫度為T的等效系數，按表22-30采用；tT溫度為T的持續時間（h）。3）以等效齡期t代替D代入公式（22-14）可算出強度。（4）用圖解法估算混凝土強度的步驟等效系數T 表22-30溫度T（）等效系數T溫度T（）等效系數T溫度T（）等效

17、系數T503.16281.4560.43493.07271.3950.40482.97261.3340.37472.88251.2730.35462.80241.2220.32452.71231.1610.30442.62221.1100.27432.54211.05-10.25422.46201.00-20.23412.38190.95-30.21402.30180.91-40.20392.22170.86-50.18382.14160.81-60.16372.07150.77-70.15361.99140.73-80.14351.92130.68-90.13341.85120.64-100

18、.12331.78110.61-110.11321.71100.57-120.11311.6590.53-130.10301.5880.50-140.10291.5270.46-150.091）根據標準養護試件各齡期強度數據，在坐標紙上畫出齡期-強度曲線；2）根據現場實測的混凝土養護溫度資料，計算混凝土達到的等效齡期；3）根據等效齡期數值，在齡期-強度曲線上查出相應強度值，即為所求值。【例】某混凝土在試驗室測得20標準養護條件下的各齡期強度值如表22-31。混凝土澆筑后測得構件的溫度如表22-32。試估算混凝土澆筑后38h時的強度。標養試件試驗結果 表22-31標養齡期（d）1237抗壓強度（

19、N/mm2）4.011.015.421.8測溫記錄 表22-32從澆筑起算的時間（h）02468101238溫度（）1420263032364040【解】（1）當采用計算法時，根據表22-31的數據，通過回歸分析求得曲線方程為：（2）當采用圖解法時，將表22-31中的數據在坐標紙上繪出齡期-強度曲線，如圖22-28。圖22-28 某混凝土的齡期-強度曲線（標養）（3）根據測溫記錄，計算出整個養護過程中的時間-溫度關系如表22-33。并計算等效齡期。養護過程的時間-溫度關系 表22-33時間間隔（h）22222226平均溫度（）17232831343840等效齡期：t20.8621.1621.4

20、521.6521.8522.14262.3078h（3.25d）（4）根據等效齡期估算混凝土強度。當采用計算法時，將t值作為齡期D代入曲線方程，得：16.0N/mm2當采用圖解法時，在圖22-28上找到相應的點，查得強度值為16.0N/mm2。4.當采用綜合蓄熱法施工時，混凝土如果在達到抗凍臨界強度值之前就撤除保溫材料，混凝土會遭受凍害；如果在達到抗凍臨界強度值之后繼續保溫，則勢必影響工程進度。用以下方法可以找到混凝土澆筑后達到抗凍臨界強度的時刻。（1）使用與施工混凝土相同的材料和配合比，配制混凝土并制備抗壓試件6塊，成型后立即放進20標準養護室，養護至24h時取出試壓，從試壓數據中舍棄最大和

21、最小值，取中間4個數據計算其平均值，作為該種混凝土標養24h的強度（f1）。（2）根據f1與該種混凝土的設計強度（f設）的比值，按表22-34查出該種混凝土強度0點的標養時間。強度0點取值表 表22-34f1/f設比值（）強度0點的標養時間（h）1012102092030730405.5404（3）以標養時間（h）為橫坐標，以強度（MPa）為縱坐標，建立坐標系。將強度0點的標養時間標繪在橫坐標上，再將f1標繪在24h處，做直線相連，在該直線上查到強度達到4MPa時所需的標準養護時間t0（h）。（4）計算成熟度的公式如下：M （22-16）式中 M混凝土成熟度（h）；T混凝土溫度（）；t兩次測溫

22、間隔時間（h）。（5）將t0作為t，T為20代入公式（22-16）再除以平均差值系數0.8，所得值即為達到抗凍臨界強度的成熟度值。（6）工地在實際施工時，應做好測溫記錄，根據混凝土的實際養護溫度與養護時間，按公式（22-16）計算成熟度，當達到抗凍臨界強度的成熟度時，即可停止保溫。五、 蓄熱法養護1工藝特點將混凝土的組成材料進行加熱然后攪拌，在經過運輸、振搗后仍具有一定溫度，澆筑后的混凝土周圍用保溫材料嚴密覆蓋。利用這種預加的熱量和水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中逐漸硬化，當混凝土溫度降至0時可達到抗凍臨界強度或預期的強度要求。蓄熱法具有經濟、簡便、節能等優點，混凝土在較低溫度

23、下硬化，其最終強度損失小，耐久性較高，可獲得較優質量的制品。但用蓄熱法施工，強度增長較慢，因此宜選用強度等級較高、水化熱較大的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或快硬硅酸鹽水泥。同時選用導熱系數小、價廉耐用的保溫材料。保溫層敷設后要注意防潮和防止透風，對于構件的邊棱、端部和凸角要特別加強保溫，新澆混凝土與已硬化混凝土連接處，為避免熱量的傳導損失，必要時應采取局部加熱措施。2適用范圍當結構表面系數較小或氣溫不太低時，應優先采用蓄熱法施工。蓄熱法的適用范圍大致如表22-35所示。蓄熱法適用范圍 表22-35室外平均氣溫（）結構表面系數57.57.5101012.512.5150蓄熱法蓄熱法蓄熱法蓄熱法-2

24、蓄熱法蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法-5蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法綜合蓄熱法-8蓄熱法綜合蓄熱法綜合蓄熱法-10綜合蓄熱法綜合蓄熱法 注：綜合蓄熱法即在蓄熱法工藝的基礎上，在混凝土中摻入防凍劑，以延長硬化時間和提高抗凍害能力。3熱工計算蓄熱法熱工計算的依據是熱量平衡原理，即每立方米混凝土從澆筑完畢時的溫度下降到0的過程中，透過模板和保溫層所放出的熱量，等于混凝土預加熱量和水泥在此期間所放出的水化熱之和。當施工條件（結構尺寸、材料配比、澆筑后的溫度和養護期間的預測氣溫）確定以后，先初步選定保溫材料的種類、厚度和構造，然后計算出混凝土冷卻到0的延續時間和混凝土在此期間的平均溫度。據此再用成熟度方法估算出混凝土

25、可能獲得的強度。如所得結果達不到抗凍臨界強度值或預期的強度要求，則需調整某些施工條件或修改保溫層設計，再進行計算，直至符合要求為止。蓄熱法的熱工計算按以下方法進行：（1）混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的溫度，可按下式計算： （22-17）（2）混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的平均溫度，可按下式計算： （22-18）其中、，為綜合參數，按下式計算：式中 T混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的溫度（）；Tm混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的平均溫度（）；t混凝土蓄熱養護開始到任一時刻的時間（h）；Tm，a混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的平均氣溫（）；c混凝土的質量密度（kg/m3）；mce每立方米混凝土

26、水泥用量（kg/m3）；Qce水泥水化累積最終放熱量（kJ/kg）；vce水泥水化速度系數（h-1）；透風系數；M結構表面系數（m-1）；K結構圍護層的總傳熱系數kJ/（m2hK）；e自然對數底，可取e=2.72。注：結構表面系數M值可按下式計算：MA/V式中 A混凝土結構表面積（m2）；v混凝土結構的體積（m3）。結構圍護層總傳熱系數可按下式計算：di第i層圍護層厚度（m）；i第i層圍護層的導熱系數W/（mK）。平均氣溫Tm,a取法，可采用蓄熱養護開始至t時氣象預報的平均氣溫，亦可按每時或每日平均氣溫計算。水泥水化累積最終放熱量Qce、水泥水化速度系數vce及透風系數取值見表22-36和表2

27、2-37。水泥水化累積最終放熱量Qce和水化速度系數vce 表22-36水泥品種及強度等級Qce（kJ/kg）vce（h-1）52.5號硅酸鹽水泥40052.5號普通硅酸鹽水泥36042.5號普通硅酸鹽水泥3300.01342.5號礦渣、火山灰、粉煤灰硅酸鹽水泥240透風系數 表22-37圍護層種類透風系數小風中風大風圍護層由易透風材料組成2.02.53.0易透風保溫材料外包不易透風材料1.51.82.0圍護層由不易透風材料組成1.31.451.6 注：小風風速vw3m/s；中風風速3vw5m/s；大風風速vw5m/s。（3）當需要計算混凝土蓄熱養護冷卻至0的時間時，、可根據公式（22-17）

28、采用逐次逼近的方法進行計算。如果蓄熱養護條件滿足，且KM50時，也可按下式直接計算： （22-19）式中 t0混凝土蓄熱養護冷卻至0的時間（h）。混凝土冷卻至0的時間內，其平均溫度可根據公式（22-18）取tt0進行計算。（4）混凝土蓄熱養護的有關參數，也可用圖22-29和表22-38查得。各種保溫模板的傳熱系數 表22-38保溫模板構造傳熱系數K W/（m2K）鋼模板，區格間填以聚苯乙烯板50mm厚3.0鋼模板，區格間填以聚苯乙烯板50mm厚，外包巖棉氈30mm厚0.9鋼模板，外包毛氈三層20mm厚3.5木模板25mm厚，外包巖棉氈30mm厚1.1木模板25mm厚，外包草簾50mm厚1.0圖

29、22-29 用普通42.5級水泥拌制的混凝土蓄熱計算圖（入模溫度：20）【例】一批鋼筋混凝土柱，斷面為300mm400mm，用普通42.5號水泥拌制，混凝土澆筑后的溫度為20，預計養護期間室外平均氣溫為-10，要求混凝土溫度降至0時達到50%的設計強度。求保溫條件和構件冷卻時間、平均溫度。【解】先計算構件的表面系數：使用圖22-29中M12.5的一欄。在“達到設計強度的百分率”中找出50的強度線與-10的氣溫線相交，在縱坐標上查得K0.9W/（m2K），然后在K0.9的水平線與-10氣溫線相交處分別查得冷卻時間為5d，平均溫度為10。根據K值在表22-38“各種保溫模板的傳熱系數”中選用：鋼模

30、板，在鋼模板的區格間填以聚苯乙烯板50mm厚，外包巖棉氈30mm厚。但在構件的自由端應將巖棉氈加厚至100mm，構件的根部與原有混凝土連接處應局部短期加熱。4施工注意事項（1）混凝土澆筑后要在裸露的混凝土表面先用塑料薄膜等防水材料覆蓋，然后鋪設保溫材料。對于端部其厚度要增大到面部的23倍。（2）混凝土澆筑后應有一套嚴格的測溫制度，如發現混凝土溫度下降過快或遇寒流襲擊，應立即采取補加保溫層或人工加熱措施。（3）采用組合鋼模板時，宜采用整裝整拆方案，并確保模板保溫效果和減少材料消耗。為了便于脫模，可在混凝土強度達到1N/mm2后，使側模板輕輕脫離混凝土再合上繼續養護到拆模。六、負溫混凝土1工藝特點

31、將拌合水預先加熱，必要時砂子也加熱，使經過攪拌后的混凝土于出機時具有一定的零上溫度。在拌合物中加入防凍劑，混凝土澆筑后不再加熱，僅做保護性覆蓋以防止風雪侵襲。混凝土終凝前，其本身溫度即已降至0，并迅速與環境氣溫相平衡。混凝土就在負溫中硬化。2適用范圍可用于零星的、不易蓄熱保溫也不易采取加熱措施，并對強度增長速度要求不高的結構，如圈梁、過梁、挑檐、雨篷、地面和梁柱接頭等。硬化時混凝土本身的溫度在0-10之間。3作用機理根據拉烏爾定律，當水中溶入了不揮發的物質后成為溶液，水的蒸汽壓下降造成溶液的冰點降低。當溫度降至該溶液的冰點時，溶液中開始有冰析出，此時溶液的濃度升高，冰點相應降低，當溫度繼續下降

32、時，溶液的冰點就更低，溫度下降至該溶液的最低共熔點時，溶液中的水才全部成固態隨溶劑晶體一道析出。由于溶液具有這種性質，因此在混凝土中加入適當的防凍劑后，在一定的負溫條件下，可以使含冰率控制在10%以內，而大部分拌合水仍為液相，可以與水泥起水化反應，使混凝土的強度逐漸增長。4防凍劑的組成防凍劑通常由防凍組分、早強組分和減水組分復合而成。防凍組分是防凍劑的核心成分，由它來保證混凝土中液相水的存在，常用的種類見表22-48。防凍組分 表22-48名稱化學式析出固相共熔體時附注濃度（g/100g水）溫度（）食鹽NaCl30.1-21.2致銹氯化鈣CaCl242.7-55致銹亞硝酸鈉NaNO261.3-

33、19.6硝酸鈉NaNO358.4-18.5硝酸鈣Ca（NO3）278.6-28乙酸鈉CH3COONa-17.5碳酸鉀K2CO356.5-36.5尿素（NH2）2CO78-17.6氨水NH4OH161-84甲醇CH3OH212-96早強組分用來促進水泥的硬化，常用的種類見表22-49。早強組分 表22-49名稱化學式摻量占水泥（%）相對早強效果（）f1f3f7（空白）100100100硫酸鈉Na2SO42138143122三乙醇胺C6H15O3N0.04147136125硫代硫酸鈉Na2S2O3214712898注：相對早強效果，均以空白標養試件為基準的標準養護下的齡期分別為1、3、7d的抗壓強

34、度之比。減水組分用來減少拌合水量，從而降低混凝土中的含冰量，提高混凝土的密實度和抗凍害能力。減水組分宜選用萘系高效減水劑，如FDN。防凍劑的參考配方如表22-50。在選擇防凍劑配方時，可以取混凝土自澆筑之時起5晝夜內的預計平均氣溫作為硬化溫度（防凍劑的規定溫度）來選擇防凍劑配方。防凍劑參考配方 表22-50水泥品種硬化溫度（）配方（）普通水泥-10亞硝酸鈉（13.4）硫酸鈉2FDN 0.75亞硝酸鈉（6.1）硝酸鈉（9.7）硫酸鈉2FDN 0.75尿素（7.3）硝酸鈉（8.5）硫酸鈉2FDN 0.75-5亞硝酸鈉（6.9）硫酸鈉2FDN 0.75亞硝酸鈉（3.4）硝酸鈉（5.7）硫酸鈉2FDN

35、 0.75尿素（4.5）硝酸鈉（5.7）硫酸鈉2FDN 0.750亞硝酸鈉（3.2）硫酸鈉2木鈣0.25尿素（4.4）硫酸鈉2木鈣0.25食鹽（4.4）硫酸鈉2木鈣0.25礦渣水泥-5亞硝酸鈉（9.0）硫酸鈉2FDN 0.75亞硝酸鈉（4.4）硝酸鈉（6.6）硫酸鈉2FDN 0.75尿素（6.6）硝酸鈉（6.6）硫酸鈉2FDN 0.750亞硝酸鈉（3.1）硫酸鈉2木鈣0.25尿素（4.1）硫酸鈉2木鈣0.25食鹽（4.1）硫酸鈉2木鈣0.25注：1.配方中括號內數字為占拌合水量的百分數，其余為占水泥用量的百分數。 2.食鹽配方僅用于無筋混凝土，其余均可用于鋼筋混凝土。5負溫混凝土的物理力學性能

36、表22-51是一組負溫混凝土各項性能的試驗結果，從表中可以看出，在混凝土中加入適當的防凍劑后，雖經冷凍，其各項物理力學性能均不低于同樣配合比的空白標準養護的混凝土。不加防凍劑的混凝土，即使將混凝土強度等級從C20提高到C30，經過冷凍以后，盡管抗壓強度可以達到C20的要求，但抗滲、粘結力等性能仍相當低劣，彈性模量也有所下降。因此在施工中單純采取提高強度等級的辦法，用混凝土遭凍后的殘余強度來滿足設計要求，是不能保證工程質量的。負溫混凝土性能 表22-51 注：編號13，空白標準養護28d抗壓強度為21.5MPa；編號4空白標準養護28d抗壓強度為33.7MPa。6施工方法（1）負溫混凝土應優先選

37、用42.5級或42.5級以上的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，尤其應優先選用早強快硬水泥，嚴禁使用高鋁水泥。（2）砂石材料必須清潔。不得含有冰雪和凍塊，也不得含有活性骨料和能凍裂的物質。（3）防凍劑應先溶解于水，配制成溶液，然后投入攪拌。配制硫酸鈉溶液的水溫應保持3050，濃度不宜大于20。如溫度降低而發生結晶沉淀時，應再加熱攪拌待完全溶解后方可使用。（4）防凍劑如以干粉狀態直接投入攪拌時，應在事先與較多量的載體（如粉煤灰）混拌均勻，方可使用。如受潮結塊，應磨碎并通過0.63mm的篩后方可使用。（5）負溫混凝土的坍落度，應嚴格控制在13cm之間。（6）混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10，澆筑成型后

38、的溫度不宜低于5。在有條件時，應盡量提高混凝土的溫度，并盡量延長混凝土在成型后保持正溫的時間。（7）混凝土澆筑后，其裸露表面應立即用塑料薄膜覆蓋保護以防止脫水。如構件的表面系數大于18，而硬化溫度又在-8以下時，構件澆筑后還須用保溫材料圍護1d，以延長其保持正溫的時間。（8）摻有防凍劑的混凝土，當環境溫度降至預計溫度以下前，混凝土必須達到抗凍臨界強度：當最低氣溫不低于-10時，混凝土抗壓強度不得小于3.5MPa；當最低氣溫不低于-15時，混凝土抗壓強度不得小于4.0MPa；當最低氣溫不低于-20時，混凝土抗壓強度不得小于5.0MPa。（9）防凍劑在使用前，應對照質量標準進行系統檢驗。防凍劑的配

39、方確定以后，在施工過程中仍要對外加劑進行抽樣檢查。用于鋼筋混凝土中的外加劑，更應經常抽查其氯離子含量，某些化工產品有時含有大量氯化物，應嚴加防范以免引起鋼筋銹蝕。（10）各種外加劑要分別包裝堆放，避免混淆和散失。有毒物品（如亞硝酸鈉）更應加強保管，以免發生意外事故。八、 綜合養護法1工藝特點在混凝土拌合物中摻有少量的防凍劑，原材料預先加熱，攪拌站和運輸工具都要適當保溫，拌合物澆筑后的溫度一般須達到10以上，當構件的斷面尺寸小于300mm時須達到13以上。通過蓄熱保溫或短期人工加熱，使混凝土經過11.5d后才冷卻至0，此時已經終凝。然后逐漸與環境氣溫相平衡，由于防凍劑的作用，混凝土在負溫中繼續硬

40、化。少量防凍劑與蓄熱保溫相結合，而不進行人工加熱的方法稱為綜合蓄熱法。綜合養護法的優點是：與負溫混凝土工藝相比，防凍劑摻量可以減少，混凝土強度增長也較快。與各種加熱養護工藝相比，可以節約能耗。尤其當采用綜合蓄熱法時，擴大了蓄熱法的應用范圍，避免了人工加熱，有較好的技術經濟效果。2適用范圍本法適用于在日平均氣溫不低于-10或極端最低氣溫不低于-16的條件下施工。綜合蓄熱法的適用范圍見表22-35。3工藝參數的選擇為了保證綜合養護的效果，必須選擇好工藝參數。其中最基本的參數是預養時間和防凍劑摻量。綜合養護開始時的正溫養護過程稱為預養。預養程度可以用在20恒溫條件下所經歷的時間來表示。實際上混凝土在

41、預養階段的溫度不一定等于20，也不可能保持恒定不變，此時可運用“22-5-4 混凝土強度估算”中的公式（22-15）將實際溫度變化過程換算成相當于20條件下養護的時間，即等效齡期。綜合養護時的最佳預養程度如表22-52。最佳預養程度 表22-52水泥品種室外平均氣溫（）預養程度（20，h）普通水泥-5-101218礦渣水泥-5-101824綜合養護時混凝土中所摻防凍劑配方可參考表22-53。防凍劑參考配方 表22-53室外平均氣溫（）防凍劑摻量（占水泥重的）-5亞硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣0.25尿素1硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣0.25-10亞硝酸鈉3.5硫酸鈉2木鈣0.25亞硝酸鈉2硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣

42、0.25尿素2硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣0.25*注：1帶*的配方不適用于礦渣水泥。 2木鈣可用適量的其他減水劑取代。4工藝設計當采用綜合養護法時，必須進行工藝設計。具體步驟如下：（1）預測從混凝土澆筑之日起未來6d內的平均氣溫，作為工藝設計的依據。（2）選定拌制混凝土所用水泥的品種。（3）參考表22-52選擇預養程度。（4）根據施工條件，先暫時設定混凝土澆筑完畢時的溫度和保溫圍護層構造。（5）運用公式（22-17）和公式（22-15）計算混凝土從澆筑完畢時起至溫度降為0時止，這段冷卻過程的等效齡期。（6）如冷卻過程的等效齡期與所選預養程度相等，即可按設定的混凝土溫度與保溫構造施工。如冷卻過程的等效

43、齡期與所選預養程度不符，則須重新設定再做計算。（7）如重新設定的混凝土溫度與保溫構造可以滿足預養程度的要求，即可按重新設定的參數施工。如在現實條件下無法滿足要求，則必須采用人工短時加熱的辦法來達到預養程度。（8）人工加熱的全過程，包括升溫、恒溫和溫度降至0前的整個養護過程，也需要計算出等效齡期，其值必須與所選預養程度相等。（9）參考表22-53初步選定防凍劑配方，并通過試驗予以確定。例某混凝土墻體，厚度為160mm，須進行冬期施工，預計未來6d內日平均氣溫為-5，混凝土用普通水泥拌制，試確定采用綜合養護時的工藝參數。解（1）根據條件確定預養時間為20/12h；（2）設混凝土澆筑后的溫度為10，

44、圍護層構造為：在鋼模板外面包以巖棉被30mm厚，圍護層的傳熱系數K3.6W/（m2K）；（3）計算出混凝土冷卻至0的時間為1.8d，冷卻過程的平均溫度為3.5；（4）冷卻過程的等效齡期為：0.361.82415h（12h）（5）選擇防凍劑配方；（6）最終結果：本工程可以采用綜合蓄熱法施工，工藝參數如下：混凝土在澆筑完畢時的溫度不小于10，在鋼模板外面包以巖棉被30mm厚，在拌合物中摻入防凍劑，初選配方為：亞硝酸鈉2%硫酸鈉2%木鈣0.25%（均占水泥重），待試驗后確定。九、 混凝土質量檢查1混凝土工程的冬期施工，除按常溫施工的要求進行質量檢查外，尚應檢查以下項目：（1）外加劑的質量和摻量；（2

45、）水和骨料的加熱溫度；（3）混凝土在出機時、澆筑后和硬化過程中的溫度；（4）混凝土溫度降至0時的強度（負溫混凝土則為溫度低于外加劑規定溫度時的強度）。2水、骨料及混凝土出機時的溫度，每工作班至少測量4次。3混凝土溫度的測量：（1）采用蓄熱法養護混凝土時，養護期間每晝夜測量4次；（2）負溫混凝土，強度達到抗凍臨界強度以前，每隔2h測量1次；以后每晝夜測量2次；（3）采用綜合養護的混凝土，每晝夜測量4次；（4）室外空氣溫度及周圍環境溫度，每晝夜測量4次。4混凝土的溫度測量，應按下列規定進行：（1）全部測溫孔、點均應編號，繪制布置圖，測量結果要寫入正式記錄；（2）測溫孔、點應設在有代表性的結構部位和

46、溫度變化大、易冷卻部位，測溫孔的深度一般為1015cm，或板、墻厚度的1/2。（3）測溫時，應將溫度計與外界氣溫做妥善隔離，可在孔口四周用保溫材料塞住，溫度計在測溫孔內應留置3min以上，方可讀數。5測量讀數時，應使視線和溫度計的水銀柱頂點保持在同一水平高度上，以避免視差。讀數時，要迅速準確，勿使頭、手或燈頭接近溫度計下端。找到溫度計水銀柱頂點后，先讀小數，后讀大數，記錄后再復驗一次，以免誤讀。6測溫人員應同時檢查覆蓋保溫情況，并應了解結構物的澆筑日期、要求溫度、養護期限等。若發現混凝土溫度有過高或過低現象，應立即通知有關人員，及時采取有效措施。7在混凝土施工過程中，要在澆筑地點隨機取樣制作試件，每次取樣應同時制作3組試件。1組在20標準條件下養護至28d試壓，得強度f28；1組與構件在同條件下養護，在混凝土溫度降至0時（負溫混凝土為溫度降至防凍劑的規定溫度以下時）試壓，用以檢查混凝土是否達到抗凍臨界強度；1組與構件在同條件下養護至14d，然后轉入20標準條件下繼續養護21d，在總齡期為35d時試壓，得強度f14+21。如果f14+21f28，則可證明混凝土未遭凍害，可以將f28作為強度評定的依據。