冬季水利施工中混凝土強(qiáng)度降低的解決措施

摘要：從環(huán)境因素、低溫條件下礦物摻和料以及外加劑三個方面對低溫環(huán)境下水利施工混凝土強(qiáng)度降低的原因進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合水利施工的具體特點提出了保證低溫環(huán)境下施工中混凝土強(qiáng)度的方法。

關(guān)鍵詞：低溫；水利工程；混凝土；強(qiáng)度

中圖分類號：TU755.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-0432（2012）-07-0220-1

春冬兩季是低溫的主要季節(jié)，且這個時期我國大部分的地區(qū)正處于枯水季節(jié)，是進(jìn)行水利工程建設(shè)以及水利冬修的關(guān)鍵時期。但由于在低溫環(huán)境下，混凝土的施工質(zhì)量都受到一定的影響，其強(qiáng)度在一定程度上會降低。在這個階段，如若不能采取有效的措施對施工進(jìn)行合理的管理與控制，將導(dǎo)致水利工程項目的質(zhì)量大打折扣，造成嚴(yán)重的質(zhì)量隱患與安全問題。因此，分析低溫環(huán)境下水利施工過程中混凝土強(qiáng)度降低的因素，并提出解決針對性的解決方法具有現(xiàn)實的意義。

1 低溫對混凝土強(qiáng)度降低的影響及解決辦法

1.1 低溫環(huán)境因素對混凝土強(qiáng)度降低的影響

混凝土的主要結(jié)構(gòu)材料包括基體以及骨料兩個部分，而且還包括很多微觀的空隙。這些空隙及其中所含有的一些成分將對混凝土材料的組成產(chǎn)生重要影響，同時還將引起混凝土強(qiáng)度的變化，尤其是其中水的存在等都將對混凝土的宏觀力學(xué)性能產(chǎn)生重要影響。在飽和濕度下，由于空隙中存在的自由水將導(dǎo)致水泥石當(dāng)中的凝膠體顆粒間的范德華力降低，使得混凝土的宏觀力學(xué)性能下降；若加上低溫條件，混凝土空隙當(dāng)中的自由水將凝結(jié)成為冰，在一定程度上增加了混凝土的抗壓強(qiáng)度以及拉伸能力。但是，由于混凝土自身的抗壓比抗拉能力強(qiáng)，所以由于低溫而結(jié)冰的現(xiàn)象并不會明顯的增加混凝土的抗拉強(qiáng)度，對混凝土的抗壓能力的增強(qiáng)卻有明顯作用。這對于增加低溫條件下混凝土的強(qiáng)度具有重要作用，但是一旦溫度回升，其中的冰融化，將使得混凝土的強(qiáng)度明顯降低。因此在施工的過程中應(yīng)該采取一定的措施保證環(huán)境因素盡量少影響其強(qiáng)度。

1.2 解決辦法

控制環(huán)境因素對混凝土強(qiáng)度降低的一個重要手段就是做好施工過程的保溫工作。在施工的過程中可以通過搭建暖棚、對施工原材料進(jìn)行溫度控制等方式予以實現(xiàn)。其中，暖棚主要可以分為綁扎式、組裝式以及裝配式三種，根據(jù)三種形式暖棚密閉情況的不同，可以采用不同的熱源和保暖方式進(jìn)行保溫，諸如火爐、電暖風(fēng)以電暖風(fēng)與二氧化碳結(jié)合的方式。在對施工原料進(jìn)行溫度控制時，要考慮到施工環(huán)境的具體溫度。當(dāng)外界溫度高于-5℃時，可以只對拌和用的水進(jìn)行保溫即可，而當(dāng)外界溫度低于-5℃時，水和砂石等都需要進(jìn)行加熱，且骨料進(jìn)入攪拌機(jī)時的溫度要高于15℃。

2 低溫條件下礦物摻和料對混凝土強(qiáng)度的影響及解決

2.1 低溫條件下礦物摻和料對混凝土強(qiáng)度的影響

由于粉煤灰、硅灰等都屬于一種具有活性的礦物型摻和料，其摻入混凝土中不僅可以取代部分水利的作用，同時還由于加入的顆粒比較小，能夠作為細(xì)骨料而改善混凝土在拌和過程中的流動性。這不僅可以增加混凝土的粘聚能力，同時還可以減少骨料與泌水的分離，對有效的提高混凝土的密實程度，改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及提高其強(qiáng)度具有重要意義。加之其在后期能通過發(fā)送二次水化作用而提高其強(qiáng)度與抗腐蝕能力。

2.2 解決辦法

在施工過程中可以通過對混凝土中所添加的礦物料的比例，或者是采用復(fù)合外加劑的方式來保證二次水化作用的效果。根據(jù)施工經(jīng)驗以相關(guān)的研究，主要可以采用這樣兩種方式：

其一，對摻入的礦物料量進(jìn)行控制，這樣能保證其強(qiáng)度在低溫條件下持續(xù)發(fā)生。通?；炷疗渲械姆勖夯覒?yīng)該低于15%，硅灰摻量應(yīng)低于5%，硅灰的摻量應(yīng)在4%左右，這時混凝土的低溫二次水化效果做好。

其二，當(dāng)外界溫度較低時，采用單摻粉煤灰105%以及硅灰5%的配比時，混凝土7天的強(qiáng)度就可以熬到設(shè)計強(qiáng)度的一半左右，之后若采用保溫措施，達(dá)到正常溫度之后7天就能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度。

3 低溫條件下復(fù)合外加劑對混凝土強(qiáng)度影響及解決辦法

3.1 低溫條件下復(fù)合外加劑對混凝土強(qiáng)度影響

在冬季進(jìn)行低溫施工的過程中，當(dāng)幼齡期的混凝土受到凍壞時，不但會破壞混凝土的硬化凝結(jié)效果，同時還會使得混凝土的物理性能發(fā)生變化，導(dǎo)致混凝土的除濕結(jié)構(gòu)受到損害。這時，有效的控制混凝土在幼齡期受到凍壞，保證混凝土的基本強(qiáng)度以及耐久性能是混凝土低溫施工的關(guān)鍵工藝。一般在施工的過程中主要通過添加外加劑的方式來達(dá)到防凍的目的。傳統(tǒng)的防凍劑主要是各種鹽類，包括氯鹽、亞硝酸鹽以及磷酸鹽等多種鹽類，它們主要是通過降低水溶液的凝結(jié)點來達(dá)到在低溫條件下強(qiáng)度增長的目的。但是由于在控制混凝土的耐久性等方面存在的局限性，傳統(tǒng)外加劑逐步的暴露出了其缺點。例如在低溫條件下，水泥即使在使用了氯鹽之后，其水化作用也非常的緩慢，其強(qiáng)度在7天之后依然只有設(shè)計強(qiáng)度的40%，混凝土強(qiáng)度發(fā)展速度明顯受到限制。

3.2 解決辦法

隨著新型外加劑的出現(xiàn)，通過采用復(fù)合外加劑的方式而在可能實現(xiàn)混凝土高性能化的技術(shù)中，混凝土外加劑和摻合料發(fā)揮著重要的作用。在通過適量摻入以實現(xiàn)減水、引氣、加速強(qiáng)化為目的的符合外加劑之后，其強(qiáng)度發(fā)展情況較摻入普通外加劑的混凝土在低溫下能夠表現(xiàn)出更好的低溫強(qiáng)度發(fā)展情況。通常在恒定低溫條件下3天就能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50%，在7天之內(nèi)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的95.8%，在變低溫條件下3天就能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的45%，七天能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%。

總的來講，低溫條件下混凝土的強(qiáng)度受到環(huán)境溫度、外加劑以及礦物攙和料等幾個方面綜合影響，在水利施工的過程中應(yīng)該結(jié)合具體的施工條件采用針對性的解決辦法來予以合理解決，達(dá)到保證混凝土強(qiáng)度的目的。

作者簡介：何玉華（1962-），女，大專，就職于吉林省公主嶺市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，從事水利工作。