一、前言： 

根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ104－97的規(guī)定，當室外平均氣

溫連續(xù)五天穩(wěn)定低于5℃時，建筑工程施工即進入冬期施工。由于砼外加劑應用技術(shù)的日益完善、規(guī)范，加之既有防凍、又有早強、減水、引氣等多種功能的復合防凍劑在工程上的成功使用，使砼結(jié)構(gòu)工程在冬季負溫下連續(xù)澆注成為現(xiàn)實。而摻防凍劑的負溫砼因其施工技術(shù)簡便、養(yǎng)護條件簡單，已成為建筑業(yè)砼結(jié)構(gòu)工程冬期施工的首選。但由于臨近年終出現(xiàn)的“搶工期”和對負溫砼施工特點和技術(shù)要求的不重視，因氣溫變化或拆模偏早造成結(jié)構(gòu)砼受凍或樓層板砼裂縫的質(zhì)量缺陷也常有發(fā)生，給結(jié)構(gòu)安全使用或外觀質(zhì)量留下缺陷，應引起重視并采取措施加以克服。

根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》和《砼外加劑應用技術(shù)規(guī)范》，參考《冬期施工手冊》，結(jié)合近年來砼冬期施工的經(jīng)驗教訓，本文擬對負溫砼的施工和注意事項進行探討。

二、負溫砼施工定義和防凍劑作用機理： 

1、定義：所謂負溫砼施工是指當室外氣溫較低（－5℃～－20℃）的情況下，在砼中摻加防凍劑（復合防凍劑）與經(jīng)加熱的砼原材料一起攪拌而成的砼澆筑成型后，在裸露的砼表面做簡單的保溫覆蓋，使砼在負溫養(yǎng)護期硬化，并在規(guī)定的時間內(nèi)達到一定強度的砼施工方法。

2、防凍劑的作用機理：砼中摻加的防凍劑（復合防凍劑）其主要功能是使砼內(nèi)的水泥在負溫下不斷進行水化反應，使砼達到早期強度并在負溫下免遭凍害，其作用機理為：

1）防凍組分：在負溫養(yǎng)護期間，降低水的冰點，使砼內(nèi)保有液相，為砼中的水泥有較長時間進行水化反應提供條件；

2）早強組分：在砼內(nèi)有液相存在的條件下，促使水泥盡快水化，使砼盡早獲得強度；

3）減水組分：降低砼的單位用水量，以減少砼內(nèi)的游離水含量，從而減少或避免砼早期凍害；

4）引氣組分：在砼中產(chǎn)生一定量的微細泡孔，以減輕或消除砼中游離水或液相溶液因凍脹引起的凍害。

三、負溫砼的技術(shù)要求： 

1、防凍劑（復合防凍劑）的選擇：其品種應根據(jù)工程情況、砼性質(zhì)、水泥品種、氣溫條件、保溫措施、工期要求綜合考慮，其質(zhì)量應符合《砼外加劑應用技術(shù)規(guī)范》和國家建材行業(yè)標準《砼防凍劑》的相關(guān)規(guī)定；出廠有產(chǎn)品合格證和質(zhì)量檢驗報告；進場應檢查有無沉淀結(jié)晶（溶液）或受潮結(jié)塊（粉狀），并按規(guī)定取樣委托有資質(zhì)的檢測部門復驗合格才能使用。當用于與水接觸（水池側(cè)壁）或潮濕環(huán)境的地下防水砼時，每立方砼內(nèi)防凍劑帶入的堿含量不得超過1公斤；現(xiàn)場儲存時，溶液型產(chǎn)品要有保溫措施，粉狀產(chǎn)品在氣溫低于－10℃時應放入暖棚存放。

2、水泥：應與防凍劑（復合防凍劑）相容，優(yōu)先使用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，強度等級不低于32.5級，不宜選用火山灰硅酸鹽水泥，禁止使用高鋁水泥；水泥進場有出廠合格證和性能檢測報告（7天），并按規(guī)定取樣復驗合格使用；出廠時間或儲存時間超過3個月時，必須重新取樣復驗合格才能使用；當室外氣溫低于－10℃時應放入暖棚存放。

3、粗細骨料：應清潔，不得含冰雪等凍塊和易凍裂物；進場有合格證，并按規(guī)定取樣復驗合格使用；當室外氣溫低于－10℃時，宜放入暖棚內(nèi)存放或覆蓋苫布保溫，防止冰雪進入。

4、拌合水：使用經(jīng)加熱至一定溫度的自來水或潔凈天然水，使用天然水應取樣復驗合格。

5、配合比設計：應按《普通砼配合比設計規(guī)程》JGJ55-2000的要求進行，防凍劑以水泥重量的百分率表示；當摻有引氣組分時，砂率可降低2～3％；最大水灰比和水泥最小用量應根據(jù)砼設計強度等級確定并符合《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》、《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》、《砼外加劑應用技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，通常水灰比不大于0.6（普通砼）或0.55（地下防水砼），水泥最小用量不少于300kg/m³（普通砼）或280 kg/m³（摻粉煤灰等活性摻合料的大體積砼或地下防水砼），對重要的承重結(jié)構(gòu)或薄壁（板）結(jié)構(gòu)，最小水泥用量宜增加10％。

使用預拌砼時，其配合比設計和試配由廠方負責，現(xiàn)場攪拌應按結(jié)構(gòu)砼設計強度等級和預期可能出現(xiàn)的最低氣溫提前委托有資質(zhì)的試驗室進行試配并提供配合比通知單。

四、負溫砼的施工： 

1、原材料的加熱：應根據(jù)不同的環(huán)境溫度進行處理。當氣溫低于－5℃時，主要通過加熱拌和水解決，預先根據(jù)出罐（預拌砼）、出機（現(xiàn)場拌制砼）溫度經(jīng)熱工計算確定拌和水的加熱溫度，但不得高于80℃；當氣溫低于   －10℃時，在加熱水的同時，對骨料進行加熱，但加熱溫度不得高于65℃且不得燒灼骨料；也可用蒸汽直接加熱骨料；水泥及粉狀防凍劑不得加熱。拌和水和骨料的加熱最高溫度符合表1的要求：

表1

2、防凍劑（復合防凍劑）的摻加：成品防凍劑（復合防凍劑）有溶液和粉狀兩種產(chǎn)品，宜優(yōu)先使用粉狀產(chǎn)品，如有受潮應先將結(jié)塊破碎過篩，并按配合比計量準確后摻在水泥面上再與骨料攪拌均勻；如使用溶液產(chǎn)品，應事先按溶液濃度和施工配合比的要求經(jīng)計算確定用量后摻入拌和水中再與砼混合物攪拌均勻。

3、砼攪拌：

1）防凍劑（復合防凍劑）的品種應根據(jù)砼澆注后五天內(nèi)預報出現(xiàn)的最低氣溫確定；當最低氣溫分別為－5～－10℃，－10～－15℃，－15～－20℃時，應分別選用規(guī)定為－5℃、－10℃、－15℃的防凍劑（復合防凍劑）。

2）防凍劑的摻量通過試驗確定，攪拌時嚴格計量，當為自動計量時，事先對計量設備校驗準確，當為非自動計量時，事先應按配合比用量提前稱量，攪拌時由專人負責摻加，確保摻量準確。

3）嚴格控制砼的水灰比，凡由骨料帶入的水（包括蒸汽加熱帶入的水分）及防凍劑溶液帶入的水分，事先均應計算清楚，并從拌和水中扣除。

4）砼攪拌前，應用熱水或蒸汽沖洗攪拌機，砼攪拌的時間應較常溫時延長50％；攪拌時，如拌和水溫度超過65℃，應先放入骨料和熱水，待攪拌水溫降至40℃左右時，再加入水泥和防凍劑（復合防凍劑）攪拌至規(guī)定時間，以確保水泥不“假凝”并保證砼有良好的和易性及拌和物溫度均勻，以利澆注成型后砼強度的發(fā)展和增長。

5）砼出罐（機）溫度不得低于15℃（嚴寒地區(qū)）或10℃（寒冷地區(qū)），砼的入模溫度不得低于10℃（嚴寒地區(qū)）或5℃（寒冷地區(qū)），以保證砼澆注成型后有一段正溫養(yǎng)護期，以利于砼早期強度的增長和及早達到抗凍臨界強度，避免遭受低溫凍害。

4、砼的運輸：現(xiàn)場采用泵送澆筑砼時，泵送管距離宜短，外側(cè)綁扎保溫材料（干草袋、麻袋等），砼輸送泵宜搭設暖棚并提前維修好，確保性能良好、泵送正常；采用預拌砼時，運輸罐車應進行保溫，運輸速度宜快，運距宜短，倒運次數(shù)要少，特別在城市內(nèi)施工時，事先應對運輸線路進行實地考察，選擇最短運距并盡可能避開城市上下班交通擁擠高峰，以盡可能減少砼運輸、等候中的熱損失。

5、砼的澆注與振搗：

1）砼澆注前應清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，清除宜用熱風而不得用蒸汽直接融化，防止再度結(jié)冰，有條件時可用熱風對模板、鋼筋進行預加熱。

2、砼運至現(xiàn)場后應立即入模澆注，并隨澆隨振連續(xù)作業(yè)，銜接時間不得超過15min，并確保砼振搗密實；砼澆注時分層厚度應按使用振搗器而定，對用插入式振搗的梁、墻、柱及厚板（≥200mm），澆注厚度不得大于振搗器作用長度的1.25倍，振搗時不得碰撞模板、鋼筋、預埋件，插點的間距不得大于振搗器作用半徑的1.5倍，延續(xù)振搗的時間應使砼表面呈浮漿和不再沉降，通常為20～30s；對厚度≤200mm的平臺樓板宜采用平板式振動器振搗，移動的間距應保證振動平板能覆蓋振實部分的邊緣不小于50mm，延續(xù)振搗時間為30～40s，

6、砼的養(yǎng)護：

1）砼澆注振搗平倉成型后，應立即對裸露的砼表面用一層塑料薄膜（保濕）和二層保溫材料（保溫）覆蓋，嚴禁澆水養(yǎng)護。遇有大風應提前安排人員對保溫覆蓋進行壓實加固，大風過后應及時檢查維護，防止砼表面因風干失水引起干縮裂縫；對墻、柱、板等邊角易受凍部位，保溫覆蓋應嚴實。

2）砼初期養(yǎng)護的日平均氣溫不得比選用防凍劑（復合防凍劑）的規(guī)定溫度低5℃，否則應加厚保溫層數(shù)。

3）當砼溫度降至選用防凍劑（復合防凍劑）的規(guī)定溫度時，砼的強度應達到受凍臨界強度，即當最低氣溫分別不低于－10℃、－15℃、－20℃時，砼的臨界抗壓強度應不得小于3.5、4.0、5.0Mpa，此后砼的保溫可不考慮。

4）負溫砼養(yǎng)護的最短時間應根據(jù)砼設計溫度（或防凍劑規(guī)定溫度）確定，并符合表2的要求：

表2

5）拆模后砼的表面溫度如與周圍環(huán)境溫度之差大于20℃時，應對裸露的砼表面進行保溫覆蓋。

7、砼的測溫：

1）砼的測溫包括環(huán)境氣溫、原材料、砼出機（罐）、入模、澆筑、養(yǎng)護等溫度的測試：

（1）    環(huán)境氣溫測量：每晝夜按8、12、14、20點分4次測量；

（2）    拌合材料（含溶液防凍劑）溫度測量：每工作班不少于3次；

（3）    砼出機（罐）溫度：每2h測量一次；

（4）    砼入模溫度和澆筑完后的砼溫度：每2h測量一次；

（5）    砼養(yǎng)護期測溫：在砼達受凍監(jiān)界強度前，每隔2h測一次，達受凍臨

界強度后每隔6h測一次；超過養(yǎng)護期，在氣溫發(fā)生變化時抽測。砼養(yǎng)護溫度測量的同時應測定環(huán)境溫度。

對使用預拌砼時，（1）～（3）項由廠方負責測量，（4）～（5）項由施工現(xiàn)場測量，測溫應由專人負責，并按要求格式詳細記錄清楚。

2）測溫點的布置：砼澆注前，選定有代表性的部位或易受凍部位設置測溫點，砼澆注時在該部位埋設測溫頭或測溫管，測溫管用直徑10mm的白鐵管制做（一端封口），內(nèi)盛廢機油，管口用保溫材料塞住，埋入砼內(nèi)深度100～200mm，或墻、板厚度的1/2（墻、柱向下斜插），并做好編號，繪制平面布置示意圖。

3）測溫時，將溫度計或測溫元件插入管中，并加以覆蓋。溫度計在管中保留不少于5min，取出后迅速讀數(shù)記錄，也可用自動式測溫計放入管中后記錄其顯示的穩(wěn)定溫度。

4）測溫結(jié)束后，負責測溫的人員整理好測溫記錄，連同原始記錄經(jīng)項目技術(shù)負責人審核后交項目資料員歸檔。

8、試塊留置：負溫砼施工時，除按規(guī)定留置強度（抗?jié)B）標養(yǎng)試塊和同條件養(yǎng)護拆模試塊外，尚應在澆注地點每次增留二組同條件養(yǎng)護試塊和一組同條件養(yǎng)護抗?jié)B試塊（防水砼），一組在環(huán)境溫度達防凍劑規(guī)定溫度時檢測，檢測結(jié)果作為檢驗砼強度是否達抗凍監(jiān)界強度的依據(jù)，另一組（含抗?jié)B試塊）與結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護28天再轉(zhuǎn)入標養(yǎng)28天后檢測，以檢驗砼的實際抗凍（抗?jié)B）強度等級。

五、負溫砼的適用范圍： 

根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》的規(guī)定，負溫砼適用于不易加熱保溫且對強度增長無特殊要求的結(jié)構(gòu)工程，“如圈梁、過梁、挑檐、地面、梁柱接頭以及高空中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的現(xiàn)澆砼和鋼筋砼工程”（冬期施工手冊，1998年9月中國建筑工業(yè)出版社二版），由于各類砼外加劑和復合防凍劑的廣泛應用，冬期砼施工越來越廣泛，負溫砼已突破了規(guī)程和冬期施工手冊的范圍，擴展到高強砼、抗?jié)B砼等范圍，因此在《砼外加劑應用技術(shù)規(guī)范》GB50119－2003中明確：“有機化合物及無機鹽復合防凍劑及復合型防凍劑可用于素砼、鋼筋砼及預應力砼工程”，同時強調(diào)，防凍劑與其它品種的外加劑（如高效減水劑、防水劑、泵送劑等）共同使用時，應先進行試驗，滿足要求方可使用。

六、負溫砼施工應注意事項： 

1、負溫砼施工，關(guān)鍵是選好防凍劑品種，應根據(jù)砼性質(zhì)和澆注后5天內(nèi)可能出現(xiàn)的最低氣溫優(yōu)先選用與之相適應溫度的成品復合防凍劑。為施工方便，復合防凍劑宜為粉狀成品，使用前必須按規(guī)定取樣復檢合格，摻量經(jīng)試驗確定并嚴格計量，與其它外加劑復合使用必須事先進行相容性試驗合格。

2、水泥應優(yōu)先使用強度等級不低于32.5級的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，為砼提供較大的水化熱和較高的早期強度，并對砼后期強度增長有利。

3、使用的粗細骨料和拌合水應預先加熱，加熱溫度應通過熱工計算確定。當室外氣溫低于－5℃時，主要通過加熱拌合水解決，當水溫高于65℃時應先與骨料拌和使水溫降至40℃，再與水泥和防凍劑攪拌；當室外氣溫低于－10℃時，在加熱水的同時對骨料進行加熱，骨料加熱不得高于65℃且不得燒灼；水泥和粉狀防凍劑應放在暖棚內(nèi)保溫，而不得通過加熱提高溫度。

4、砼攪拌應根據(jù)拌和水、骨料的加熱情況控制好投料程序，攪拌時間不得少于常溫時間的1.5倍；由骨料、溶液防凍劑帶入的水量應從拌合水中扣除，確保砼水灰比不變。

5、嚴格控制好砼出罐（預拌砼）、出機（現(xiàn)場拌制砼）溫度和砼入模溫度符合規(guī)范規(guī)定，為減少砼運輸、澆注中的熱損失，砼運至現(xiàn)場后應立即澆注，做到隨澆隨振連續(xù)作業(yè)。

6、重視砼澆注成型后的保溫養(yǎng)護，在砼澆注成型后應立即覆蓋一層塑料薄膜和二層保溫材料進行保溫養(yǎng)護，防止砼水化熱的散失，確保砼早期強度增長和免遭天氣降溫的凍害影響；對使用大模板的墻、柱砼，拆模后應立即用塑料薄膜捆纏和掛干草簾（麻袋、棉氈）被等保溫材料，對轉(zhuǎn)角等易受凍部位更應覆蓋嚴實。此外，由于負溫砼強度增長較常溫為慢，故在樓層平臺樓板砼施工時，應增加模板及支撐系統(tǒng)的投入量，延長樓層砼的養(yǎng)護時間，樓層砼模板及支撐的拆除不宜只按同條件養(yǎng)護拆模試塊的檢測值控制，而宜通過驗算施工荷載下樓板砼的承載力能否足以承擔其上樓層傳遞下來的荷載來確定，防止拆模后因樓層砼承載力不足造成樓板裂縫。

7、重視負溫砼的測溫檢查，確保當室外氣溫降至防凍劑規(guī)定溫度前檢驗留置的砼同條件養(yǎng)護試塊強度滿足抗凍臨界強度的要求。

8、負溫砼施工時結(jié)構(gòu)實體強度檢驗試塊的留置問題，根據(jù)《砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的要求，結(jié)構(gòu)砼強度評定除留置相應的標養(yǎng)強度試塊外，尚應按結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部位、砼設計強度等級留置必要的結(jié)構(gòu)實體強度檢驗同條件養(yǎng)護試塊，齡期不得少于14天，不大于60天，累計溫度不大于600℃，平均溫度低于0℃時不計，但冬期負溫砼施工時，平均氣溫均較低，滿足規(guī)范條件有一定困難。建議其結(jié)構(gòu)實體強度同條件養(yǎng)護試塊宜按《砼外加劑應用技術(shù)規(guī)范》有關(guān)防凍劑中質(zhì)量控制的規(guī)定留置“與工程同條件養(yǎng)護28天再標準養(yǎng)護28天”的抗凍試塊來代替，到期后檢驗砼的抗凍強度代替相應結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實體檢驗強度。