冬季水泥混凝土路面早期草帘冻害事故
20XX年12月23日，天气：睛转多云，白天气温3~9℃，西北风3~4级；夜里睛，气温-1~-6℃，西北风4~5级。23日晚上11点对某街道工程近3km混凝土路面浇筑完毕，路面宽5.5m，厚20 cm，强度等级为C25，运距约为1.5krn，混凝土运至工地15 min内浇筑完毕。进行混凝土路面浇筑施工时，天气突然变冷，估计当时气温在-1~-3 ℃。在进行混凝土路面施工时，浇筑后抹平立即用草毡覆盖路面，没有采取有效的保温措施，导致120m的混凝土路面在浇筑7h后出现混凝土路面表层有结冰现象。由于夜间温度达到-6℃左右，第二天早晨进行压面时发现表面冰渣较多且有冰纹、螺旋纹、直立纹等现象，表面混凝土已经受冻，经检测冰冻层厚度为3~5mm，施工方一度手足无措。此次质量事故受到工程各方的高度重视。施工方在查看路面受冻的基础上，经请教有关专家后，采取的应急处理措施及时合理，使混凝土路面的工程质量得到保证，维护了公司信誉，经济上甲、乙双方都没有受到损失。
1混凝土冬期施工的一般原理
JGJ/T 104-2011是针对建筑工程混凝土冬期施工规范中的“冬期”，与其冬季施工在概念上不完全相同。在我国的冬季是指一年12个月中11月、12月和元月，而规范中的冬期施工有其另外明确界定。JGJ/T 104-2011规范总则的1.0.3条规定“冬期施工期限划分原则是:根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时即进人冬期施工，当室外日平均气温连续5天高于5℃即解除冬期施工”。公路养护网微信公众号提醒此规定的冬施与一年的月份没有直接关系。该工程所在地区属于冬期施工的月份有可能在11月、12月和元月。但应该注意的另一问题是，并非是日平均气温非连续5天低于5℃时才有冬季施工问题，突遇寒潮大风降温天气，也可能偶遇气温出现0℃以下的情况，就是说虽不属冬期而是冬季施工，同样需采取一定的防寒防冻措施，以防混凝土受冻。此种冻害，多是发生在未终凝前的混凝土。对此，如能及时处理，措施得当，混凝土表面受冻的质量事故是可以避免的。
1.1混凝土冻害的原理
混凝土通过水泥的水化作用，逐渐凝结和硬化。直至获得最终强度。其中水泥水化作用的速度与气温有密切关系。5℃以下时水化速度很慢，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，逐渐由液相变成固相，水化几乎停止。可以认为，在当时-1℃以下的气温条件下，路面混凝土离浇筑时间在7h以内，还远没达到终凝，甚至连初凝都未到。
已硬化的初龄期混凝土抗拉强度极低，其中的水变成冰后，体积约增大9%，同时产生204~240MPa的膨胀应力。这个应力值远大于水泥石的初龄期强度，便使混凝土受到不同程度的破坏。此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋底部产生较大的冰凌，冰凌像楔子一样，发挥着劈裂作用，使已存在的微缝逐渐向深度发展。公路养护网微信公众号提醒如果水分存在于较深的裂缝中，也可在不断的冻融循环作用下，使裂缝向四周的软弱处发展。如果遇不到缓冲(例如气泡)将直达混凝土表面造成开裂而释放冰冻的膨胀能量。这会减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而使混凝土遭到破坏，此破坏由表及里变酥。由此可见，在冬季或突遇寒潮时，无论是新浇混凝土还是已硬化的初龄期混凝土，加强防冻措施是十分必要的，在混凝土硬化未达到足够的强度前，使其始终处于0℃以上才能确保工程质量。
1.2新浇筑混凝土的受冻
混凝土刚浇筑完毕，还没有来得及水化，立即遭受负温受冻结冰。由于解冻前混凝土没有达到初、终凝，处理起来还比较简单，只需气温上升解冻后，及时抹压收光并及时覆盖蓄热养护，硬化后一般不会有太大的影响，后期强度基本可以达到设计强度。
但对已硬化的初龄期混凝土、特别是水泥用量小，水化热极低的低强度混凝土，在混凝土硬化未达到足够的强度时，受冻害的影响还是比较大的。其受害程度，从以下统计资料可见，低温条件下，水泥石中游离水冻结情况如下:
-4℃水泥石中的水分60%冻结
-12℃水泥石中的水分80%冻结
-30℃水泥石中的水分98%冻结
-50℃水泥石中的水分99%冻结
大量试验表明，在此情况下，不管冻结时间多久，待恢复正温养护后，水泥水化虽还会继续，但后期强度或多或少都会受到一定程度影响。可视其影响程度和工程类型酌情分别处理。一般而言，路面的耐磨性会受到严重影响，会产生起粉、露砂现象。严格的说，应最少将表层凿除不少于100px，重新用小石子混凝土铺设抹压，并严防再受冻害。
2混凝土早期冻害养护
2.1保温蓄热法
对黄河以南的广大地区，冬季气温最低一般在-8℃以上，可称之为“寒冷地区”。相对于新浇混凝土尽量避开在终凝前处于负温环境，最好安排在上半天，抹光搓压好后，加强保温蓄热养护(如在第一层塑料薄膜上覆盖棉毡、无纺布、草帘，其上再覆盖防风黑色塑料薄膜等)，利用混凝土自身水化的水化热和吸收太阳能防止其受到冻害，一般是有效的，可有望解决冬害问题。有关冬季混凝土施工技术论文中提到的对砂石加热、热水拌合、电热法、蒸汽养护的方法，除三北严寒地区外，对一般寒冷地区不现实，也是没有必要的。
2.2混凝土冻害的处理
针对上述提到的街道工程的混凝土路面，在12月23日混凝土施工过程中，由于没有采取必要的防冻措施所遇到的冻害，结冰厚度仅3~5mm,其冻害程度应该说是轻微的，且发生在混凝土初凝之前。公路养护网微信公众号提醒水泥水化程度很低，大可不必惊慌失措。只需在白天气温恢复到正温以上，混凝土解冻以后，及时抹压搓光，待表面水分蒸发吸收后进入终凝前，再抹压拉毛(路面抗滑的需要)，并及时认真地进行保温蓄热养护，路面质量一般不会受到影响。但不处理是不行的。虽然混凝土路面受冻部分仅3~5mm，但其浆体结构已因游离水结冰析出而遭到破坏，硬化后结构疏松，耐磨性将受到极大的影响。
3结束语
本次混凝土路面冻害事故处理，方法简单易行，减少了工程损失，保障了工程质量，维护了企业名誉。混凝土冬期施工是我国工程建设的重要组成部分，混凝土冻害又是建筑工程施工者必须面对的问题。混凝土冻害要做到早预防、早发现、早处理，减少工程损失，确保工程质量。来源基业长青，公路养护网微信公众号编辑，转载请注明。
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