《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》是中國建築一局（集團）有限公司、江蘇南通三建集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是李洪海、趙向前、黃勇、徐巍、曹光中。該工法適用於緯度大於50度、年降雪量大於200毫米的高寒地區；高寒地區的超高層現澆混凝土結構，寒冷季節風力較大，散熱快的結構工程等。
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》主要的工法特點是：與傳統的空氣加熱養護相比，熱效率高、升溫速度快，不但節約能源，施工成本低，而且混凝土早期強度高，加快了施工速度。
2011年9月30日，《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法
- 工法編號：GJEJGF174-2010
- 完成單位：中國建築一局（集團）有限公司、江蘇南通三建集團有限公司
- 主要完成人：李洪海、趙向前、黃勇、徐巍、曹光中
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
中國陵膠嘗束建築一局（集團）有限公司承建的俄羅斯聯邦大廈工程位於莫斯科市三環路內，該地區冬季氣溫低、降雪量大，常年都在-15~-20攝氏度，2005年冬季達到了50年一遇的-37攝氏度，降雪總量達到90厘米，在該氣候條件下施工混凝土結構的技術難度很大。工程結構形式為全現澆鋼筋混凝土框架剪力牆結構，單層面積最大3200平方米，總建築面積28萬平方米，總高度364米。豎向結構採用B90高強、高性能混凝土（抗壓強度不低於105兆帕），使用高度230米高度，之上到頂為B60混凝土。梁板結構B50混凝土。這種高強、高性能混凝土的坍落度通常在24~26厘米，攤鋪度在62±2厘米。混凝土的框架柱至核心筒之間為無樑樓蓋，樓板厚度250毫米。該建築設計壽命為100年，為保證混凝土結構的壽命，冬期施工的所有混凝土內不添加任何抗凍劑及早強劑。按照業主要求紙甩冬季嚴寒氣溫條件下正常施工，每月至少施工3層，混凝土總量約為4500立方米。該氣候條件、工期條件需要強有力的技術支持才能夠實現設判項。
由於樓板的表面係數大，依靠混凝土自身的水化熱遠不能夠滿足養護所需要的熱量、溫度。為了滿足混凝土養護條件及早期強度要求，傳統做法一般採用表面保溫、外部加熱方法，熱量損失大，熱效率低，浪費嚴重。該工程的樓板結構就是採用了《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》。使用該工法不但熱效率高、溫度容易控制，混凝土養護質量好、早期強度高，為加快施工進度提供了強有力的保障（下圖）。
梁板結構混凝土內部電加熱養護施工剖面圖
工法特點
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的工法特點是：
一、混凝土輸送設備外圍搭設帶隔聲效果的暖棚封閉，內部提前加溫預熱。高壓輸送管道表面纏繞電伴熱線纜，外表用高效保溫板包裹嚴密，提前預熱輸送管道的溫度高於混凝土出罐溫度，保證混凝土輸送到施工面的溫度不低於5攝氏度。與傳統的只在泵管外面保溫相比，混凝土的輸送溫度有可靠的保證。
二、混凝土輸送膠腳整場地設定電熱熱水製備裝置，熱電偶感應器與控制開關相連線，可以恆溫製備清洗熱水，供應濕潤泵管及清洗管道、清洗設備使用。同時清洗場地設定三級沉澱池對清洗污水進行沉澱後，清水泵入水箱重複再利用。傳統的自來水冷水清洗沉澱後直接排放到市政污水系統相比，廢水反覆利用，節約水資源。
三、表面係數較大的結構構件採用混凝土內部埋入電阻絲加熱升溫養護，混凝土澆築完成後表面覆蓋包裹保水、保溫材料後通電加熱。隨著混凝土的澆築向前推進，隨時分區通電加熱養護。與傳統的空氣加熱養護相比，熱效率高、升溫速度快，不但節約能源，施工成本低，而且混凝土早期強度高，加快了施工速度。
四、混凝土通電養護期間只需要派很少的專人送電、檢查維護線路、檢測混凝土實際溫度即可，人員投入少、溫度便於控制，與傳統的內部空氣加熱相比，不但節約工程造價，還減少了二氧化碳排放，避免了火災隱患。
五、混凝土達到上人強度後即可開始測量、放線，為下一步施工創造條件。該時混凝土表面的保水、保溫材料仍然保持，還可繼續通電加熱養護，養護期間即可進行下一步結構施工。直至強度完全達到上部施工荷載的強度要求後方可停止加溫。混凝土自茅仔府然冷卻過程中要保持降溫速度不大於5攝氏度/小時與傳統的蓄熱養護法比較，不但混凝土養護溫升快、溫度高，早期強度高，上層結構施工開始後還可繼續加溫養護，直到本層水平結構混凝土強度達到上部結構施工所需強度為止。
操作原理
適用範圍
《嚴寒地區高強、高性能混凝土察碑察陵施工技術工法》適用於以下幾點：
一、緯度大於50度、年降雪量大於200毫米的高寒地區。
二、適用於高寒地區的超高層現澆混凝土結構，寒冷季節風力較大，散熱快的結構工程。
三、結構表面係數>6的現澆混凝土結構，尤其是高強、高性能全現澆鋼筋混凝土結構。
四、採用傳統的養護法不足以能夠滿足養護條件及早期強度要求的工程。
五、寒冷地區的工程施工工期要求較緊張的現澆混凝土結構
六、施工用電有足夠容量保證的工程。
工藝原理
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的工藝原理敘述如下：
根據混凝土強度增長與養護時成熟度成正比例關係的特性，提高混凝土養護的溫度即可提高早期強度。從混凝土內部直接加熱升悼鍵熱溫會更快、更有效。
輸送到工作面的混凝土入模溫度要保證在5攝氏度以上，除了混凝土到場溫度要保證外，還需要對輸送設備、輸送管道進行預熱加溫、保溫，防止混凝土輸送過程的熱量過多散發。混凝土澆築之前在澆築面上方及側立面搭設預熱暖棚全封閉，內部依靠加熱器加熱，先將鋼筋、模板內的冰雪融化，再將模板、鋼筋升溫到5攝氏度後再澆築混凝土。在綁紮鋼筋時，將發熱電阻絲綁紮在鋼筋上，埋入混凝土內部，混凝土澆築完成後表面覆蓋保水、保溫性能好的複合材料，底部有多層膠合板模板保溫，上部及外立面又有暖棚封閉，混凝土內部溫度與暖棚內溫度、大氣溫度形成了兩個梯級差不但溫差小，而且混凝土外部保溫性能好，熱量損失小，混凝土養護溫度有可靠保證。電阻絲直徑只有1.2毫米，每間隔1.0米左右與鋼筋綁紮固定。將電阻絲綁紮在鋼筋側下面，以避免混凝土振搗棒觸及而損壞絕緣層。綁紮固定點之間自然下垂與鋼筋分離，故不會影響鋼筋與混凝土的握裹力（下圖）。
埋入雙層電阻絲與鋼筋的固定
電阻絲由低壓55~95伏電壓的變壓器供電，每台變壓器的功率在80千伏安。通電發熱後所發生的熱量絕大多數使得混凝土升溫，電熱效率極高。混凝土內的電阻絲通電升溫階段要派專人負責送電、檢查線路，保證加熱、升溫均勻。密切關注、檢測溫升速度、最高溫度，避免升溫過快、溫度過高對混凝土的造成不利影響。單位體積的混凝土內部埋入電阻絲的長度則根據大氣溫度、模板及保溫材料性能、溫升計畫速度、最高溫度等因素計算確定。當混凝土養護到臨界強度後拆除暖棚，進行下一步施工準備工作的同時還可繼續通電加溫養護，直至達到設計的上施工荷載需要的強度後停止加熱，混凝土自然緩慢冷卻。
施工工藝
- 工藝流程
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》以水平結構樓板為例，高寒地區高強、高性能混凝土施工技術工藝流程見下圖。
高寒地區高強、高性能混凝土施工工藝流程圖
- 操作要點
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的操作要點如下：
一、鋼筋及電阻絲綁紮：按照根據施工時的大氣溫度、模板及保溫材料性能、升溫速度、最高溫度等指標計算確定電阻絲的布設間距，並且儘量綁紮在鋼筋的側下方，綁紮間距控制在1.0米，中部自然下垂幅度不大於跨度的1%。
二、預熱暖棚搭設：暖棚保溫棉被儘量選擇保溫性能優良的複合材料，並且保證封閉嚴密，外立面的暖棚結構要保證抗風壓變形不大於30毫米。上部暖棚要有足夠的操作空間，暖棚支撐立柱間距不小於3.0米，以保證混凝土施工的操作空間。
三、低壓變壓器及線纜布設：根據每次所施工的工程量計算供電總容量，確定低壓變壓器的數量。變壓器儘量布設在距離施工地距離最近的地點，以減少輸電距離過長而產生的電壓降。變壓器總開關控制多個漏電分開關，每個開關控制一片區域，邊澆築、邊通電升溫。低壓端送電主電纜沿四周外防護架體內側走線，與電阻絲連線的2.5平方毫米導線的接線點用絕緣膠布包裹，以防短路。
四、混凝土輸送設備的預熱：將混凝土高壓輸送泵周圍搭設隔聲、保溫暖棚，提前對暖棚內空氣加熱，預熱輸送設備。混凝土輸送高壓泵管表面纏繞電伴熱電阻絲，外面包裹高效保溫材料封閉。電伴熱用熱電偶感應頭與溫控開關相連線，預設加熱溫度，使得泵管的預熱溫度保持恆溫。泵管的預熱溫度不低於5攝氏度，以彌補混凝土在輸送過程中散發的熱量。
五、融冰雪、預熱模板、預熱鋼筋：採用燃油加熱器或者電加熱器提前加熱暖棚內的空氣，將空氣溫度加熱到零上，並使空氣對流。溶解模板、鋼筋內的冰雪，避免混凝土澆築後內部產生空洞。
六、鋼筋、模板、預熱溫度檢查驗收：繼續加熱暖棚內的空氣，使得模板、鋼筋的溫度達到5攝氏度後進行驗收手續，然後再澆築混凝土。靠近外立面及暖棚角落因為散熱快而升溫慢，是加熱的重點關照地區。
七、混凝土澆築、壓光：混凝土輸送泵管在暖棚內架空布設，防止輸送泵管反衝力晃動鋼筋。混凝土澆築方向由施工段的一端平行推向另一端，以便及時分區通電加熱。混凝土振搗時要防止振搗棒或者振搗器直接接觸鋼筋和電阻絲，以免損壞絕緣層而短路、漏電。混凝土表面振搗密實、找平後，用表面抹光機反覆抹壓混凝土表面，使密實度進一步提高，預防開裂。
八、混凝土輸送設備及管道的清洗：待混凝土澆築完成後，輸送管道內的混凝土用空氣和海綿球由上往下吹送到外面帶有保溫層的混凝土吊斗內，由塔吊吊運到施工面下料。輸送泵根部管道及料斗則用熱水清洗乾淨，污水流入多級沉澱池內沉澱，澄清後用水泵將最後一級水池內的水送到貯水箱加熱，以備下次繼續使用。
九、混凝土表面覆蓋包裹：混凝土表面壓光之後隨即覆蓋具有保水、保溫功能的複合材料，避免混凝土內部熱量散發過多。覆蓋的保溫材料每塊尺寸不大於1.0米×2.0米，以方便覆蓋操作，兩塊之間搭接寬度不少於100毫米。
十、通電加熱升溫養護：當一個電箱控制加熱區域的混凝土覆蓋完成後，隨即送電加熱升溫養護。相鄰兩區域之間送電養護的開始間隔不得大於2小時。以防止溫差過大而導致混凝土開裂。
十一、混凝土的測溫：要密切關注混凝土升溫情況，升溫速度要均勻。澆築完成後的頭3天內，每隔4小時測溫一次，並認真做好測溫記錄。之後7天每隔8小時測溫一次。
十二、暖棚的拆除：通過混凝土養護的同條件試塊或者成熟度測算，確定混凝土達到臨界強度後即可拆除暖棚，進行測量放線工作。
十三、停止加溫與降溫：通過混凝土養護溫度計算成熟度或者同條件試塊確定混凝土強度達到上部結構施工需要的強度要求後即可停止通電加溫。當混凝土降溫速度大於5攝氏度/小時時，隨時短時間通電加溫，直至混凝土冷卻到與大氣溫度之差小於5攝氏度。
- 勞動力組織
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的勞動力組織見下表。
序號 | 單項工程 | 所需人數 | 備註 |
1 | 施工管理人員 | 4 | 每班2人，分兩班倒班 |
2 | 值班機械師 | 2 | 每班一人 |
3 | 輸送泵司機 | 4 | 兩台泵同時工作 |
4 | 值班電工 | 8 | 每班4人，綁紮電阻絲、電路維護 |
5 | 試驗測溫 | 4 | 每班2人，兩班倒 |
6 | 混凝土輸送泵司機 | 4 | 每班2人，兩班倒 |
7 | 混凝土工 | 60 | 接管、洗管、泵車下料每班8人，混凝土抹光、覆蓋保溫6人 |
8 | 預熱加熱人員 | 12 | 看加熱爐、加燃料，看火 |
9 | 總計 | 98人 | / |
材料設備
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》所用的材料與設備見下圖。
每一施工段所需設備、機具、材料
質量控制
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的質量控制要求如下：
一、工程質量控制標準
1、預熱溫度允許偏差按下表執行。
序號 | 項目 | 允許偏差（攝氏度） | 檢查頻率 | 檢驗方法 |
1 | 混凝土輸送泵機 | ±1 | 開始輸送前檢查一次 | 紅外線測溫儀 |
2 | 混凝土輸送高壓泵管 | ±1 | 泵前檢查一次，過程中每隔2小時檢查一次 | 紅外線測溫儀 |
3 | 清洗水溫度 | ±2 | 每隔2小時檢查一次 | 插入式測溫儀 |
4 | 冰、雪融化 | / | 驗收前目測 | 目測，無即可 |
5 | 模板、鋼筋預熱溫度 | ≥5攝氏度 | 驗收時檢測 | 紅外線測溫儀 |
6 | 暖棚封閉 | 目測嚴密 | 預熱前檢查，過程中隨時檢查 | 目測 |
2、混凝土養護測溫誤差按照下表。
項次 | 檢查項目 | 規定值或允許偏差 | 檢查方法和頻率 |
1 | 發熱電阻絲布置平面間距 | ±10毫米 | 用捲尺量（同鋼筋的允許誤差） |
2 | 混凝土升溫速度 | ±1攝氏度/小時 | 混凝土澆築完成並通電加熱後一天內，每2小時檢查一次 |
3 | 混凝土最高養護溫度 | ±2攝氏度/小時 | 混凝土澆築完成並通電加熱後至最高溫度檢查一次，之後每4小時一次 |
4 | 混凝土降溫速度 | ±1/小時 | 開始降溫後每4小時檢測一次 |
5 | 混凝土早期實際強度 | ±2% | 通過同條件混凝土試塊壓強試驗 |
二、質量保證措施
1、輸送設備的預熱時間要根據施工時的大氣溫度、氣候條件確定，確保在混凝土澆築開始之前預熱完成。
2、高壓輸送泵管的固定要按照技術說明書的要求固定牢固，防止顫動而磨損、損壞電伴熱絕緣保護層而漏電、短路。
3、高壓泵管表面的電伴熱要定期檢查，熱電偶與感應開關、控制系統是否有效。泵管外保溫用膠帶纏繞、包裹嚴密，兩條泵管之間連線的卡具部位要增加一層保溫棉被，防止散熱過快。
4、綁紮固定在鋼筋上的發熱電阻絲布置間距要均勻，布置高度要一致，布設單層電阻絲時，儘量靠近樓板或者牆體的厚重中間，布置雙層時，儘量布置在養護構件一半厚度的中間，以保證混凝土受熱均勻。
5、在工作面上布設的輸送泵管要用鐵凳子架空布置，防止輸送時的混凝土反衝力振動鋼筋，影響鋼筋與混凝土之間的握裹，也防止影響埋入混凝土內的電阻絲。
6、預熱暖棚的搭設要保證穩固性，保溫棉被之間用尼龍繩穿越孔眼紮緊、封閉嚴密，上部用木樑或者木跳板壓上，防止過多透風和熱量散發。
7、混凝土振搗時避免振搗棒直接接觸鋼筋和電阻絲，以免損壞電阻絲絕緣層，更不能使得電阻絲斷開。
8、混凝土表面的保水、保溫棉被相互之間要搭接不少於15厘米，靠近建築物外立面的樓板邊緣因為散熱快，所以要增加一層保溫材料，使得混凝土養護溫度的一致性。
9、混凝土測溫點的布設原則是能充分檢測混凝土各處的溫度、溫差情況，混凝土構件的中心、表面、外邊緣需設定測溫點。
10、當混凝土升溫速度過快或者達到最高設計養護溫度時，暫時斷電停止升溫，該時密切關注實際溫度，之後視情況再繼續送電升溫。
11、當暖棚已經拆除、大氣溫度又很低天氣惡劣時，混凝土在降溫時如果降溫速度過快，則可以間斷送電，減緩降溫速度不大於5攝氏度/小時。
安全措施
採用《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
一、高壓泵送場地進入樓內的出入口要搭設長度不少於10米、寬度不少於2米的通道。
二、混凝土運輸道路上的冰雪要及時清除，有條件的在路面硬化的混凝土內埋入電伴熱發熱電阻絲，一旦有冰雪時即通電融化，避免花費大量的人工。
三、在首層布設的高壓輸送泵管兩側設定防爆擋板或者密目鋼絲網護欄，跨越泵管處設定樓梯即護欄、扶手。高壓泵管電伴熱溫控電箱要設定專用平台即護欄。
四、預熱時使用的燃油加熱器、電加熱器周圍3米內不得有可燃物，6米內不能有易燃物存在。加熱時要有專人加注燃油、看護，滅火器配備齊全，距離加熱器距離不超過30米。
五、施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規範規定執行。
六、加熱用電線路、用電設備、感應器等定期檢查可靠性，保持有效性、完好性。
七、施工現場使用的手持照明燈使用36~42伏的安全電壓。
八、連線供電電纜與發熱電阻絲的導線兩端都要用絕緣角部纏繞包裹嚴密，防止漏電。接頭即配電箱上方不得有水下落。
九、外立面暖棚選用提升式帶保溫的防護架體系，不需要人工在寒冷環境中搭設外架、掛保溫棉施工。由型鋼軌道加木樑主龍骨、鋼絲網構成的塊體組裝，在樓層安裝後，每次只需塔吊提升即可，就位後塊體之間的保溫棉接縫用粘扣粘牢即可密封。
十、低壓變壓器每次向上一個樓層轉移時，斷電後用手動叉車運到室外斜拉平台上用吊車吊運。
十一、每次停止供電後，立即拆除供電電纜和連線導線，防止損壞，以備下次使用。
環保措施
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的環保措施如下：
一、鋼筋、模板的預熱儘量選用電加熱設備，減少碳排放。
二、混凝土輸送設備、管道的清洗污水進入多級沉澱池沉澱，最後一級的清水泵入10立方米恆溫蓄水水箱後下次繼續使用（下圖）。
混凝土泵送場恆溫熱水及污水再利用施工圖
三、暖棚、混凝土保溫棉被選用傳熱係數λ=0.039瓦/（米·開）的聚乙烯泡沫板保溫性能好，外加塑膠苫布包裹，既保水又保溫，還可反覆多次、多年利用，節約工程成本。
四、外立面暖棚採用提升式帶保溫的外架體系，上升時由塔吊吊起整塊架體並使得軌道在與樓板相連的掛件內平穩上升。無需要人工在寒冷環境中操作外架，而且整體提升式外架外立面觀感效果好，保溫、密封性能也好，減少熱量散發，節約能源。
五、採用混凝土內部埋入電阻絲髮熱養護混凝土，熱效率高，節約能源，而且溫度容易控制，而且還避免了火災隱患，比傳統的外部加熱常規養護方法更加環保。
效益分析
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的效益分析如下：
一、該工法將高寒地區滴水成凍的惡劣環境下，高強、高性能混凝土工程的施工由過去的不可能變成了可能，而且施工質量完全滿足相關規定的技術質量要求。
二、該工法中混凝土輸送技術降低了混凝土從攪拌站出場的溫度，混凝土的入模溫度是依靠輸送過程中預熱、加溫而實現的，降低了因提高混凝土原材料的溫度而增加的費用，降低了工程造價。
三、該工法是採用混凝土內部電阻絲髮熱養護混凝土，不單減少了燃料燃燒造成的碳排放，而且熱效率高，約95%以上的熱能供給了混凝土內部升溫，只有少量熱量由保溫棉散發到暖棚內。比暖棚內加溫綜合蓄熱法提高能源使用率至少20%。
四、該工法施工混凝土工程避免了火災隱患，避免了火災而造成的社會影響，社會效益明顯。
套用實例
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的套用實例如下：
一、俄羅斯聯邦大廈工程
1、工程概況
該工程位於莫斯科市區，工程結構形式為全現澆鋼筋混凝土框架剪力牆結構，單層面積最大3200平方米，總建築面積28萬平方米，A樓地上總高度364米。豎向結構採用B90高強高性能混凝土（抗壓強度不低於105兆帕），使用高度230米高度，之上到頂為B60混凝土。梁板結構B50混凝土。這種高強、高性能混凝土的坍落度通常在24~26厘米，攤鋪度在62±2厘米。混凝土的框架柱至核心筒之間為無樑樓蓋，樓板厚度190~250毫米。該建築設計壽命為100年，為保證混凝土結構的壽命，冬期施工的所有混凝土內不添加任何抗凍劑及早強劑。業主要求冬季嚴寒氣溫條件下正常施工，每月至少施工3層，混凝土總量約為4500立方米。由於該地區冬季氣溫很低，一般都在-15~-20攝氏度，而且降雪量大。樓板結構的表面係數較大，僅靠混凝土自身散發的熱量覆蓋保溫養護的話，養護溫度很低，早期強度增長會很慢，業主要求的工期不允許。要是採用暖棚內加溫養護，不但容易引起火災，而且熱效率低，建造成本高。
2、施工情況
樓板結構及厚底在300毫米以下的牆體採用的該工法的技術施工。2006~2007年度冬季，施工了F5~F16層結構。2007~2008年度試過了F32~F36轉換層進行混凝土結構。2008~2009年度施工了F61~F63層結構。冬季寒冷季節施工的樓板及厚度小於300毫米的牆體全部採用該工法施工，鋼筋間距在200~250毫米，氣溫低於-15攝氏度時，電阻絲一般布置2層，間距同鋼筋間距，可滿足升溫速度5~6攝氏度/小時要求。樓板設計最高養護溫度40攝氏度，降溫速度5攝氏度/小時。
3、實施結果
從實施結果看，所施工的混凝土結構質量完全滿足規定要求，寒冷季節平均施工平均每月3.5層的施工速度，混凝土工程量每月達到了5000立方米。施工工期完全達到或超過了業主的要求，提前完成結構進度計畫。該技術在聯邦大廈工程實施的結果證明，在寒冷或者高寒地區採用這些施工技術是完全能夠滿足施工質量、工期及安全文明施工要求的，結構施工質量完全合格，達到設計強度後，結構驗收都是一次通過，沒有遺留任何質量問題。2007~2008年度冬季，氣溫通常都在零下-15攝氏度左右，每月平均完成標準層結構3.5層，每月混凝土總量完成約5000立方米。取得了社會效益。
二、慶深氣田生產指揮中心
1、工程概況
該工程位於大慶市讓胡路區，總建築面積為22000平方米，主體結構為全現澆混凝土結構。由於工程位於高寒地區，冬季寒冷，通常條件下冬季最低氣溫都在-20攝氏度左右。由於工程的工期緊張，需要冬期施工。如下圖。
施工實景
2、施工情況
每層水平結構共分兩個施工段，樓板鋼筋的間距為200毫米，布設一層電阻絲加熱，共設3台80千瓦變壓器供電加熱。主體結構施工時水平結構混凝土的養護就採用了該工法，外圍封閉採用複合塑膠布加保溫棉保溫材料，燃油加熱器預熱，混凝土養護溫度平均都在30攝氏度左右。混凝土最終強度完全滿足設計要求，實施效果良好。
三、大慶奧林國際公寓G區寫字樓工程
1、工程概況
該工程位於大慶市讓胡路，工程東西長度66.40米，南北寬度31.75米，地下1層，地上24層加設備機房，建築面積為39807.42平方米，結構形式為框架-剪力牆結構。
2、施工情況
樓板鋼筋間距150毫米，電阻絲間距同鋼筋間距。變壓器2台，共分三個流水段施工。混凝土澆築採用泵送，外圍封閉採用人工搭設保溫棚預熱，樓板上下預熱。混凝土養護溫度平均都在35攝氏度，最終強度都複合設計及規範要求。工程質量優，取得了經濟效益和社會效益，套用效果良好。
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》被評定為中國國家二級工法。
四、混凝土通電養護期間只需要派很少的專人送電、檢查維護線路、檢測混凝土實際溫度即可，人員投入少、溫度便於控制，與傳統的內部空氣加熱相比，不但節約工程造價，還減少了二氧化碳排放，避免了火災隱患。
五、混凝土達到上人強度後即可開始測量、放線，為下一步施工創造條件。該時混凝土表面的保水、保溫材料仍然保持，還可繼續通電加熱養護，養護期間即可進行下一步結構施工。直至強度完全達到上部施工荷載的強度要求後方可停止加溫。混凝土自然冷卻過程中要保持降溫速度不大於5攝氏度/小時與傳統的蓄熱養護法比較，不但混凝土養護溫升快、溫度高，早期強度高，上層結構施工開始後還可繼續加溫養護，直到本層水平結構混凝土強度達到上部結構施工所需強度為止。
操作原理
適用範圍
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》適用於以下幾點：
一、緯度大於50度、年降雪量大於200毫米的高寒地區。
二、適用於高寒地區的超高層現澆混凝土結構，寒冷季節風力較大，散熱快的結構工程。
三、結構表面係數>6的現澆混凝土結構，尤其是高強、高性能全現澆鋼筋混凝土結構。
四、採用傳統的養護法不足以能夠滿足養護條件及早期強度要求的工程。
五、寒冷地區的工程施工工期要求較緊張的現澆混凝土結構
六、施工用電有足夠容量保證的工程。
工藝原理
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的工藝原理敘述如下：
根據混凝土強度增長與養護時成熟度成正比例關係的特性，提高混凝土養護的溫度即可提高早期強度。從混凝土內部直接加熱升溫會更快、更有效。
輸送到工作面的混凝土入模溫度要保證在5攝氏度以上，除了混凝土到場溫度要保證外，還需要對輸送設備、輸送管道進行預熱加溫、保溫，防止混凝土輸送過程的熱量過多散發。混凝土澆築之前在澆築面上方及側立面搭設預熱暖棚全封閉，內部依靠加熱器加熱，先將鋼筋、模板內的冰雪融化，再將模板、鋼筋升溫到5攝氏度後再澆築混凝土。在綁紮鋼筋時，將發熱電阻絲綁紮在鋼筋上，埋入混凝土內部，混凝土澆築完成後表面覆蓋保水、保溫性能好的複合材料，底部有多層膠合板模板保溫，上部及外立面又有暖棚封閉，混凝土內部溫度與暖棚內溫度、大氣溫度形成了兩個梯級差不但溫差小，而且混凝土外部保溫性能好，熱量損失小，混凝土養護溫度有可靠保證。電阻絲直徑只有1.2毫米，每間隔1.0米左右與鋼筋綁紮固定。將電阻絲綁紮在鋼筋側下面，以避免混凝土振搗棒觸及而損壞絕緣層。綁紮固定點之間自然下垂與鋼筋分離，故不會影響鋼筋與混凝土的握裹力（下圖）。
埋入雙層電阻絲與鋼筋的固定
電阻絲由低壓55~95伏電壓的變壓器供電，每台變壓器的功率在80千伏安。通電發熱後所發生的熱量絕大多數使得混凝土升溫，電熱效率極高。混凝土內的電阻絲通電升溫階段要派專人負責送電、檢查線路，保證加熱、升溫均勻。密切關注、檢測溫升速度、最高溫度，避免升溫過快、溫度過高對混凝土的造成不利影響。單位體積的混凝土內部埋入電阻絲的長度則根據大氣溫度、模板及保溫材料性能、溫升計畫速度、最高溫度等因素計算確定。當混凝土養護到臨界強度後拆除暖棚，進行下一步施工準備工作的同時還可繼續通電加溫養護，直至達到設計的上施工荷載需要的強度後停止加熱，混凝土自然緩慢冷卻。
施工工藝
- 工藝流程
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》以水平結構樓板為例，高寒地區高強、高性能混凝土施工技術工藝流程見下圖。
高寒地區高強、高性能混凝土施工工藝流程圖
- 操作要點
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的操作要點如下：
一、鋼筋及電阻絲綁紮：按照根據施工時的大氣溫度、模板及保溫材料性能、升溫速度、最高溫度等指標計算確定電阻絲的布設間距，並且儘量綁紮在鋼筋的側下方，綁紮間距控制在1.0米，中部自然下垂幅度不大於跨度的1%。
二、預熱暖棚搭設：暖棚保溫棉被儘量選擇保溫性能優良的複合材料，並且保證封閉嚴密，外立面的暖棚結構要保證抗風壓變形不大於30毫米。上部暖棚要有足夠的操作空間，暖棚支撐立柱間距不小於3.0米，以保證混凝土施工的操作空間。
三、低壓變壓器及線纜布設：根據每次所施工的工程量計算供電總容量，確定低壓變壓器的數量。變壓器儘量布設在距離施工地距離最近的地點，以減少輸電距離過長而產生的電壓降。變壓器總開關控制多個漏電分開關，每個開關控制一片區域，邊澆築、邊通電升溫。低壓端送電主電纜沿四周外防護架體內側走線，與電阻絲連線的2.5平方毫米導線的接線點用絕緣膠布包裹，以防短路。
四、混凝土輸送設備的預熱：將混凝土高壓輸送泵周圍搭設隔聲、保溫暖棚，提前對暖棚內空氣加熱，預熱輸送設備。混凝土輸送高壓泵管表面纏繞電伴熱電阻絲，外面包裹高效保溫材料封閉。電伴熱用熱電偶感應頭與溫控開關相連線，預設加熱溫度，使得泵管的預熱溫度保持恆溫。泵管的預熱溫度不低於5攝氏度，以彌補混凝土在輸送過程中散發的熱量。
五、融冰雪、預熱模板、預熱鋼筋：採用燃油加熱器或者電加熱器提前加熱暖棚內的空氣，將空氣溫度加熱到零上，並使空氣對流。溶解模板、鋼筋內的冰雪，避免混凝土澆築後內部產生空洞。
六、鋼筋、模板、預熱溫度檢查驗收：繼續加熱暖棚內的空氣，使得模板、鋼筋的溫度達到5攝氏度後進行驗收手續，然後再澆築混凝土。靠近外立面及暖棚角落因為散熱快而升溫慢，是加熱的重點關照地區。
七、混凝土澆築、壓光：混凝土輸送泵管在暖棚內架空布設，防止輸送泵管反衝力晃動鋼筋。混凝土澆築方向由施工段的一端平行推向另一端，以便及時分區通電加熱。混凝土振搗時要防止振搗棒或者振搗器直接接觸鋼筋和電阻絲，以免損壞絕緣層而短路、漏電。混凝土表面振搗密實、找平後，用表面抹光機反覆抹壓混凝土表面，使密實度進一步提高，預防開裂。
八、混凝土輸送設備及管道的清洗：待混凝土澆築完成後，輸送管道內的混凝土用空氣和海綿球由上往下吹送到外面帶有保溫層的混凝土吊斗內，由塔吊吊運到施工面下料。輸送泵根部管道及料斗則用熱水清洗乾淨，污水流入多級沉澱池內沉澱，澄清後用水泵將最後一級水池內的水送到貯水箱加熱，以備下次繼續使用。
九、混凝土表面覆蓋包裹：混凝土表面壓光之後隨即覆蓋具有保水、保溫功能的複合材料，避免混凝土內部熱量散發過多。覆蓋的保溫材料每塊尺寸不大於1.0米×2.0米，以方便覆蓋操作，兩塊之間搭接寬度不少於100毫米。
十、通電加熱升溫養護：當一個電箱控制加熱區域的混凝土覆蓋完成後，隨即送電加熱升溫養護。相鄰兩區域之間送電養護的開始間隔不得大於2小時。以防止溫差過大而導致混凝土開裂。
十一、混凝土的測溫：要密切關注混凝土升溫情況，升溫速度要均勻。澆築完成後的頭3天內，每隔4小時測溫一次，並認真做好測溫記錄。之後7天每隔8小時測溫一次。
十二、暖棚的拆除：通過混凝土養護的同條件試塊或者成熟度測算，確定混凝土達到臨界強度後即可拆除暖棚，進行測量放線工作。
十三、停止加溫與降溫：通過混凝土養護溫度計算成熟度或者同條件試塊確定混凝土強度達到上部結構施工需要的強度要求後即可停止通電加溫。當混凝土降溫速度大於5攝氏度/小時時，隨時短時間通電加溫，直至混凝土冷卻到與大氣溫度之差小於5攝氏度。
- 勞動力組織
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的勞動力組織見下表。
序號 | 單項工程 | 所需人數 | 備註 |
1 | 施工管理人員 | 4 | 每班2人，分兩班倒班 |
2 | 值班機械師 | 2 | 每班一人 |
3 | 輸送泵司機 | 4 | 兩台泵同時工作 |
4 | 值班電工 | 8 | 每班4人，綁紮電阻絲、電路維護 |
5 | 試驗測溫 | 4 | 每班2人，兩班倒 |
6 | 混凝土輸送泵司機 | 4 | 每班2人，兩班倒 |
7 | 混凝土工 | 60 | 接管、洗管、泵車下料每班8人，混凝土抹光、覆蓋保溫6人 |
8 | 預熱加熱人員 | 12 | 看加熱爐、加燃料，看火 |
9 | 總計 | 98人 | / |
材料設備
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》所用的材料與設備見下圖。
每一施工段所需設備、機具、材料
質量控制
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的質量控制要求如下：
一、工程質量控制標準
1、預熱溫度允許偏差按下表執行。
序號 | 項目 | 允許偏差（攝氏度） | 檢查頻率 | 檢驗方法 |
1 | 混凝土輸送泵機 | ±1 | 開始輸送前檢查一次 | 紅外線測溫儀 |
2 | 混凝土輸送高壓泵管 | ±1 | 泵前檢查一次，過程中每隔2小時檢查一次 | 紅外線測溫儀 |
3 | 清洗水溫度 | ±2 | 每隔2小時檢查一次 | 插入式測溫儀 |
4 | 冰、雪融化 | / | 驗收前目測 | 目測，無即可 |
5 | 模板、鋼筋預熱溫度 | ≥5攝氏度 | 驗收時檢測 | 紅外線測溫儀 |
6 | 暖棚封閉 | 目測嚴密 | 預熱前檢查，過程中隨時檢查 | 目測 |
2、混凝土養護測溫誤差按照下表。
項次 | 檢查項目 | 規定值或允許偏差 | 檢查方法和頻率 |
1 | 發熱電阻絲布置平面間距 | ±10毫米 | 用捲尺量（同鋼筋的允許誤差） |
2 | 混凝土升溫速度 | ±1攝氏度/小時 | 混凝土澆築完成並通電加熱後一天內，每2小時檢查一次 |
3 | 混凝土最高養護溫度 | ±2攝氏度/小時 | 混凝土澆築完成並通電加熱後至最高溫度檢查一次，之後每4小時一次 |
4 | 混凝土降溫速度 | ±1/小時 | 開始降溫後每4小時檢測一次 |
5 | 混凝土早期實際強度 | ±2% | 通過同條件混凝土試塊壓強試驗 |
二、質量保證措施
1、輸送設備的預熱時間要根據施工時的大氣溫度、氣候條件確定，確保在混凝土澆築開始之前預熱完成。
2、高壓輸送泵管的固定要按照技術說明書的要求固定牢固，防止顫動而磨損、損壞電伴熱絕緣保護層而漏電、短路。
3、高壓泵管表面的電伴熱要定期檢查，熱電偶與感應開關、控制系統是否有效。泵管外保溫用膠帶纏繞、包裹嚴密，兩條泵管之間連線的卡具部位要增加一層保溫棉被，防止散熱過快。
4、綁紮固定在鋼筋上的發熱電阻絲布置間距要均勻，布置高度要一致，布設單層電阻絲時，儘量靠近樓板或者牆體的厚重中間，布置雙層時，儘量布置在養護構件一半厚度的中間，以保證混凝土受熱均勻。
5、在工作面上布設的輸送泵管要用鐵凳子架空布置，防止輸送時的混凝土反衝力振動鋼筋，影響鋼筋與混凝土之間的握裹，也防止影響埋入混凝土內的電阻絲。
6、預熱暖棚的搭設要保證穩固性，保溫棉被之間用尼龍繩穿越孔眼紮緊、封閉嚴密，上部用木樑或者木跳板壓上，防止過多透風和熱量散發。
7、混凝土振搗時避免振搗棒直接接觸鋼筋和電阻絲，以免損壞電阻絲絕緣層，更不能使得電阻絲斷開。
8、混凝土表面的保水、保溫棉被相互之間要搭接不少於15厘米，靠近建築物外立面的樓板邊緣因為散熱快，所以要增加一層保溫材料，使得混凝土養護溫度的一致性。
9、混凝土測溫點的布設原則是能充分檢測混凝土各處的溫度、溫差情況，混凝土構件的中心、表面、外邊緣需設定測溫點。
10、當混凝土升溫速度過快或者達到最高設計養護溫度時，暫時斷電停止升溫，該時密切關注實際溫度，之後視情況再繼續送電升溫。
11、當暖棚已經拆除、大氣溫度又很低天氣惡劣時，混凝土在降溫時如果降溫速度過快，則可以間斷送電，減緩降溫速度不大於5攝氏度/小時。
安全措施
採用《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
一、高壓泵送場地進入樓內的出入口要搭設長度不少於10米、寬度不少於2米的通道。
二、混凝土運輸道路上的冰雪要及時清除，有條件的在路面硬化的混凝土內埋入電伴熱發熱電阻絲，一旦有冰雪時即通電融化，避免花費大量的人工。
三、在首層布設的高壓輸送泵管兩側設定防爆擋板或者密目鋼絲網護欄，跨越泵管處設定樓梯即護欄、扶手。高壓泵管電伴熱溫控電箱要設定專用平台即護欄。
四、預熱時使用的燃油加熱器、電加熱器周圍3米內不得有可燃物，6米內不能有易燃物存在。加熱時要有專人加注燃油、看護，滅火器配備齊全，距離加熱器距離不超過30米。
五、施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規範規定執行。
六、加熱用電線路、用電設備、感應器等定期檢查可靠性，保持有效性、完好性。
七、施工現場使用的手持照明燈使用36~42伏的安全電壓。
八、連線供電電纜與發熱電阻絲的導線兩端都要用絕緣角部纏繞包裹嚴密，防止漏電。接頭即配電箱上方不得有水下落。
九、外立面暖棚選用提升式帶保溫的防護架體系，不需要人工在寒冷環境中搭設外架、掛保溫棉施工。由型鋼軌道加木樑主龍骨、鋼絲網構成的塊體組裝，在樓層安裝後，每次只需塔吊提升即可，就位後塊體之間的保溫棉接縫用粘扣粘牢即可密封。
十、低壓變壓器每次向上一個樓層轉移時，斷電後用手動叉車運到室外斜拉平台上用吊車吊運。
十一、每次停止供電後，立即拆除供電電纜和連線導線，防止損壞，以備下次使用。
環保措施
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的環保措施如下：
一、鋼筋、模板的預熱儘量選用電加熱設備，減少碳排放。
二、混凝土輸送設備、管道的清洗污水進入多級沉澱池沉澱，最後一級的清水泵入10立方米恆溫蓄水水箱後下次繼續使用（下圖）。
混凝土泵送場恆溫熱水及污水再利用施工圖
三、暖棚、混凝土保溫棉被選用傳熱係數λ=0.039瓦/（米·開）的聚乙烯泡沫板保溫性能好，外加塑膠苫布包裹，既保水又保溫，還可反覆多次、多年利用，節約工程成本。
四、外立面暖棚採用提升式帶保溫的外架體系，上升時由塔吊吊起整塊架體並使得軌道在與樓板相連的掛件內平穩上升。無需要人工在寒冷環境中操作外架，而且整體提升式外架外立面觀感效果好，保溫、密封性能也好，減少熱量散發，節約能源。
五、採用混凝土內部埋入電阻絲髮熱養護混凝土，熱效率高，節約能源，而且溫度容易控制，而且還避免了火災隱患，比傳統的外部加熱常規養護方法更加環保。
效益分析
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的效益分析如下：
一、該工法將高寒地區滴水成凍的惡劣環境下，高強、高性能混凝土工程的施工由過去的不可能變成了可能，而且施工質量完全滿足相關規定的技術質量要求。
二、該工法中混凝土輸送技術降低了混凝土從攪拌站出場的溫度，混凝土的入模溫度是依靠輸送過程中預熱、加溫而實現的，降低了因提高混凝土原材料的溫度而增加的費用，降低了工程造價。
三、該工法是採用混凝土內部電阻絲髮熱養護混凝土，不單減少了燃料燃燒造成的碳排放，而且熱效率高，約95%以上的熱能供給了混凝土內部升溫，只有少量熱量由保溫棉散發到暖棚內。比暖棚內加溫綜合蓄熱法提高能源使用率至少20%。
四、該工法施工混凝土工程避免了火災隱患，避免了火災而造成的社會影響，社會效益明顯。
套用實例
《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》的套用實例如下：
一、俄羅斯聯邦大廈工程
1、工程概況
該工程位於莫斯科市區，工程結構形式為全現澆鋼筋混凝土框架剪力牆結構，單層面積最大3200平方米，總建築面積28萬平方米，A樓地上總高度364米。豎向結構採用B90高強高性能混凝土（抗壓強度不低於105兆帕），使用高度230米高度，之上到頂為B60混凝土。梁板結構B50混凝土。這種高強、高性能混凝土的坍落度通常在24~26厘米，攤鋪度在62±2厘米。混凝土的框架柱至核心筒之間為無樑樓蓋，樓板厚度190~250毫米。該建築設計壽命為100年，為保證混凝土結構的壽命，冬期施工的所有混凝土內不添加任何抗凍劑及早強劑。業主要求冬季嚴寒氣溫條件下正常施工，每月至少施工3層，混凝土總量約為4500立方米。由於該地區冬季氣溫很低，一般都在-15~-20攝氏度，而且降雪量大。樓板結構的表面係數較大，僅靠混凝土自身散發的熱量覆蓋保溫養護的話，養護溫度很低，早期強度增長會很慢，業主要求的工期不允許。要是採用暖棚內加溫養護，不但容易引起火災，而且熱效率低，建造成本高。
2、施工情況
樓板結構及厚底在300毫米以下的牆體採用的該工法的技術施工。2006~2007年度冬季，施工了F5~F16層結構。2007~2008年度試過了F32~F36轉換層進行混凝土結構。2008~2009年度施工了F61~F63層結構。冬季寒冷季節施工的樓板及厚度小於300毫米的牆體全部採用該工法施工，鋼筋間距在200~250毫米，氣溫低於-15攝氏度時，電阻絲一般布置2層，間距同鋼筋間距，可滿足升溫速度5~6攝氏度/小時要求。樓板設計最高養護溫度40攝氏度，降溫速度5攝氏度/小時。
3、實施結果
從實施結果看，所施工的混凝土結構質量完全滿足規定要求，寒冷季節平均施工平均每月3.5層的施工速度，混凝土工程量每月達到了5000立方米。施工工期完全達到或超過了業主的要求，提前完成結構進度計畫。該技術在聯邦大廈工程實施的結果證明，在寒冷或者高寒地區採用這些施工技術是完全能夠滿足施工質量、工期及安全文明施工要求的，結構施工質量完全合格，達到設計強度後，結構驗收都是一次通過，沒有遺留任何質量問題。2007~2008年度冬季，氣溫通常都在零下-15攝氏度左右，每月平均完成標準層結構3.5層，每月混凝土總量完成約5000立方米。取得了社會效益。
二、慶深氣田生產指揮中心
1、工程概況
該工程位於大慶市讓胡路區，總建築面積為22000平方米，主體結構為全現澆混凝土結構。由於工程位於高寒地區，冬季寒冷，通常條件下冬季最低氣溫都在-20攝氏度左右。由於工程的工期緊張，需要冬期施工。如下圖。
施工實景
2、施工情況
每層水平結構共分兩個施工段，樓板鋼筋的間距為200毫米，布設一層電阻絲加熱，共設3台80千瓦變壓器供電加熱。主體結構施工時水平結構混凝土的養護就採用了該工法，外圍封閉採用複合塑膠布加保溫棉保溫材料，燃油加熱器預熱，混凝土養護溫度平均都在30攝氏度左右。混凝土最終強度完全滿足設計要求，實施效果良好。
三、大慶奧林國際公寓G區寫字樓工程
1、工程概況
該工程位於大慶市讓胡路，工程東西長度66.40米，南北寬度31.75米，地下1層，地上24層加設備機房，建築面積為39807.42平方米，結構形式為框架-剪力牆結構。
2、施工情況
樓板鋼筋間距150毫米，電阻絲間距同鋼筋間距。變壓器2台，共分三個流水段施工。混凝土澆築採用泵送，外圍封閉採用人工搭設保溫棚預熱，樓板上下預熱。混凝土養護溫度平均都在35攝氏度，最終強度都複合設計及規範要求。工程質量優，取得了經濟效益和社會效益，套用效果良好。
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《嚴寒地區高強、高性能混凝土施工技術工法》被評定為中國國家二級工法。
