在建筑工程领域,冬季施工是一项充满挑战的任务,尤其是对于混凝土结构而言。低温环境会严重影响混凝土的水化反应、强度发展及最终耐久性,处理不当将导致结构强度不足、表面剥落甚至整体失效。因此,“混凝土浇筑时防冻”不仅是施工中的一个技术环节,更是确保工程质量、安全与寿命的核心控制要点。本文将深入探讨混凝土浇筑时防冻的原理、方法、注意事项,并结合行业实践,为冬季混凝土施工提供一套完整的技术解决方案。
混凝土在凝结硬化过程中,内部水分的存在是关键。当环境温度降至冰点(0°C)以下时,自由水开始结冰。水结冰后体积膨胀约9%,产生的膨胀应力会破坏尚未形成足够强度的水泥石结构,导致混凝土内部产生微裂纹。同时,冰晶包裹水泥颗粒,阻碍了其与水的充分接触,使得水化反应几乎停止,强度无法增长。即使后期温度回升,冰融化成水,但已造成的结构损伤不可逆,且中断的水化反应难以完全恢复,最终混凝土的强度、抗渗性和耐久性将大幅降低。因此,从混凝土搅拌、运输、浇筑到养护的每一个阶段,都必须采取严格的防冻保温措施,这正是“混凝土浇筑时防冻”工作的根本出发点。
要实现有效的“混凝土浇筑时防冻”,必须采取一套综合性的技术与管理措施。首先,在材料准备阶段,应选用早强型或防冻型水泥,并掺加优质的外加剂,如早强剂、防冻剂和减水剂。防冻剂能降低水的冰点,保证在负温下混凝土内部仍有液态水参与水化;早强剂则能加速早期强度发展,使混凝土尽快获得抵抗冻害的能力。其次,对骨料(砂、石)进行预热,防止冰雪混入或骨料本身温度过低。拌合用水加热是最常见且有效的预热方式,需严格控制水温,避免水泥出现“假凝”。在混凝土搅拌时,需确保出机温度符合规范要求,通常不宜低于10°C(具体根据当日气温和混凝土运输、浇筑耗时确定)。

混凝土的运输过程是热量损失的重要环节。运输罐车应加装保温套,并合理安排调度,尽量缩短运输时间,减少倒运次数。到达施工现场后,应快速完成浇筑。浇筑前,必须清除模板、钢筋和基层上的冰雪、冻块,并对钢模板等大型吸热体进行预热。浇筑过程中,应采用分层连续浇筑的方法,缩短每层覆盖间隔,防止下层混凝土在覆盖上层前受冻。对于大体积混凝土或大型结构,还需计算其温度场,防止内外温差过大。这是“混凝土浇筑时防冻”措施在施工操作层面的具体体现,要求施工组织严密、高效。

混凝土浇筑成型后的养护阶段,是防冻成败的决定性时期。常用的养护方法包括蓄热法、外部加热法和综合蓄热法。蓄热法是通过使用保温材料(如草帘、棉被、岩棉被、塑料薄膜等)严密覆盖新浇混凝土,利用水泥水化释放的热量及混凝土的初始热量,来维持其正温环境。此法简单经济,适用于初冬或气温不太低的地区。外部加热法则包括蒸汽加热、电热毯加热、暖棚法和红外线加热等,通过外部热源主动为混凝土提供热量。其中,搭设暖棚并在棚内生火炉或通暖气是较为普遍的做法,它能创造一个正温的小环境,便于工人操作,但成本较高。综合蓄热法则是结合了蓄热法和掺加防冻剂的方法,是目前我国冬季施工中最常用且有效的方法,它通过防冻剂保证在一定的负温下不冻结,同时利用保温材料延缓热量散失,使混凝土在冷却至冰点前达到受冻临界强度。
所谓“受冻临界强度”,是指混凝土遭受冻结后,后期强度没有损失或损失不超过5%时所需达到的最低强度。普通硅酸盐水泥配制的混凝土,其受冻临界强度通常为设计强度标准值的30%,且不低于5MPa。对于掺防冻剂的混凝土,要求达到的设计强度比例更高。施工中必须通过制作同条件养护试块并进行强度测试,来确认混凝土是否达到了临界强度,之后方可停止主动加热或减少保温。这是“混凝土浇筑时防冻”管理中不可或缺的检验环节。
除了通用措施,一些特殊工程和部位需要更精细的防冻策略。例如,对于预应力混凝土结构,张拉和灌浆时的防冻要求更为严格;对于基础工程、地下室外墙等与土壤接触的部分,需考虑地温的有利因素,但也需防止侧面冻土对混凝土的冻胀挤压。高层建筑的竖向结构(如墙、柱),由于散热快、保温覆盖困难,更易受冻,常需采用带模板保温或在模板外附加保温层的方法。所有这些细节,都构成了完整“混凝土浇筑时防冻”技术体系的一部分。
在建筑工程实践中,专业的施工团队是成功实施冬季混凝土防冻的关键。以北京智泰佳和加固公司为例,作为一家拥有特种行业加固资质和防水防腐保温资质的专业企业,其在复杂环境下的混凝土施工方面积累了丰富经验。公司不仅精通于别墅加建改造、钢结构混凝土楼板、现浇阁楼等常规浇筑项目,更擅长处理特殊条件下的混凝土工程。特别是在冬季施工中,北京智泰佳和严格遵循混凝土浇筑时防冻的各项技术规程,从材料选择、配合比优化、到运输浇筑过程的温度控制,再到后期的综合蓄热养护,形成了一套标准化、可追溯的作业流程。公司尤其擅长浇筑地下室自拌抗渗防水混凝土,通过精细的配比和施工控制,使混凝土自身达到优异的防水防潮作用,这种对混凝土内在性能的深刻理解,也为其在冬季成功实施防冻施工奠定了坚实的技术基础。无论是地基基础加固、楼板裂缝修补,还是复杂的水下混凝土浇筑、C60灌浆料浇筑等项目,北京智泰佳和都能凭借其专业资质和技术实力,确保在低温环境下依然能交付强度合格、耐久性卓越的混凝土结构,为客户解决后顾之忧。

