水利工程冬期混凝土施工研究

宮東平

（鄭州水務(wù)建筑工程有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

水利工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，工程規(guī)模大、成本耗費(fèi)高、質(zhì)量要求嚴(yán)格，為了保證水利工程能夠具備度汛條件或在灌溉期前投入使用，進(jìn)行冬期施工往往不可避免。在水利工程中受低溫氣候影響最大的是混凝土施工，其原因不僅是由于冬季混凝土本身質(zhì)量要求高、施工技術(shù)復(fù)雜，最主要的因素是由于受到凍融循環(huán)作用的影響。在實(shí)踐工程中，如果對凍融循環(huán)認(rèn)識不清，采取的防治措施不當(dāng)，就會造成質(zhì)量事故，對國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成不可彌補(bǔ)的損失。以下結(jié)合本人在水利工程中的工程實(shí)踐對水利工程冬期混凝土施工要求和質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，然后針對嚴(yán)寒條件下對混凝土的養(yǎng)護(hù)進(jìn)行了深入的研究，并介紹了養(yǎng)護(hù)管理中養(yǎng)護(hù)期和溫度管理的相關(guān)內(nèi)容，總結(jié)了冬季混凝土養(yǎng)護(hù)的方法及其施工技術(shù)，供同類工程參考。

1 概述

在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)，水泥與水的化學(xué)反應(yīng)，在低溫條件下進(jìn)行緩慢，溫度在4～5℃時(shí)尤其如此。因此，在寒冷的冬季進(jìn)行混凝土施工對工程的影響是非常大的。新澆筑的混凝土對溫度非常敏感，在低溫條件下，混凝土強(qiáng)度的增長要比常溫慢很多。如果溫度在4℃以下，尤其當(dāng)溫度降至0.5～2℃時(shí)，混凝土中的水分會開始膨脹，這對于新形成混凝土結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生永久性的損害。如果混凝土的溫度降至水的冰點(diǎn)以下，由于結(jié)冰的水沒法和水泥結(jié)合，在混凝土內(nèi)水化反應(yīng)會停止，所產(chǎn)生的新復(fù)合物就會大為減少。一旦凍結(jié)時(shí)，不但是水化作用不能進(jìn)行，其后即使給以適當(dāng)?shù)臏囟瑞B(yǎng)護(hù)，也會對強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性等性能帶來不利的影響。因此，在混凝土凝結(jié)硬化初期，當(dāng)預(yù)計(jì)到日平均氣溫在4℃以下時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)姆椒ūＷo(hù)混凝土，確保混凝土不受到凍害。

2 水利工程冬期混凝土施工要求

2.1 混凝土拌和時(shí)應(yīng)對原材料進(jìn)行加溫防護(hù)

對于摻防凍劑混凝土用的原材料，應(yīng)根據(jù)冬天氣溫不同進(jìn)行適度的加熱處理。混凝土拌和時(shí)，各項(xiàng)材料的溫度滿足拌和所需的溫度，為滿足拌和溫度，材料分別進(jìn)行加熱。首先加熱水（采用鍋爐蒸汽加熱），若溫度仍然達(dá)不到要求的溫度，再進(jìn)行集料加熱（炒料），水泥只保溫，不加熱。材料加熱的溫度要求：拌和水最高溫度80℃，骨料60℃。

2.2 混凝土配合比和坍落度控制

冬期攪拌混凝土?xí)r，帶有冰雪和凍結(jié)團(tuán)塊的骨料不允許使用。嚴(yán)格控制混凝土的配合比和坍落度；在投料前，先用熱水沖洗攪拌機(jī)，投料的順序?yàn)楣橇?、水泥，攪拌，再加水?dāng)嚢?，攪拌時(shí)間較常溫時(shí)延長50%，達(dá)到2.5～3min?；炷恋某鰴C(jī)溫度不低于10℃，入模溫度不低于5℃。

2.3 加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸設(shè)備保溫防護(hù)

冬期混凝土由預(yù)拌點(diǎn)運(yùn)輸?shù)焦さ氐倪\(yùn)輸時(shí)間應(yīng)控制在半小時(shí)之內(nèi)，混凝土攪拌車在運(yùn)輸混凝土的過程當(dāng)中，要混凝土倉體上要覆蓋保溫膜，以保證運(yùn)輸過程當(dāng)中減少熱量的散失。在砼裝倉以后，要盡快的運(yùn)至澆筑倉面進(jìn)行澆筑，減少運(yùn)輸過程當(dāng)中的時(shí)間，同時(shí)盡量減少裝卸次數(shù)。

2.4 混凝土冬季施工外加劑的選擇

在混凝土冬季施工時(shí)，可根據(jù)水泥的標(biāo)號及水灰比，可在拌和時(shí)加入早強(qiáng)劑，在溫度低于-5℃時(shí)，可考慮加入防凍劑(根據(jù)氣溫情況確定)。

2.5 混凝土澆筑前的倉體防護(hù)措施

在每倉混凝土澆筑前，在倉段四周搭建圍護(hù)欄，用三色布圍護(hù)好?；炷潦諅}后，在倉頂立即覆蓋人字形三色布，并與四周圍護(hù)聯(lián)為一體。三色布搭接段用透明膠布貼好，防止透風(fēng)，避免混凝土因風(fēng)失水。

在每個倉體不能一次澆筑完成，需要進(jìn)行二次澆筑的倉面，在鑿毛后要清除倉面的臟物及雜物，在對鑿毛后的工作面進(jìn)行灑水濕潤時(shí)不能太早，最好在混凝土澆筑前的幾分鐘進(jìn)行，對于潤倉的水要進(jìn)行加溫，最好是沸騰的水，效果更好。

2.6 混凝土澆筑時(shí)間的選擇

冬季進(jìn)行混凝土澆筑應(yīng)利用一天內(nèi)氣溫較高的時(shí)段澆筑混凝土，和臨近氣象臺建立熱線聯(lián)系，及時(shí)掌握氣溫變化情況，當(dāng)白天8:00～17:00 期間氣溫高于5℃時(shí)，方安排澆筑混凝土，確保混凝土的出料溫度和入倉溫度均大于5℃。

2.7 采取合適施工工藝防止裂縫產(chǎn)生

混凝土進(jìn)行澆筑前，應(yīng)將模板與鋼筋上的污物與冰雪清除干凈，切不可用蒸汽進(jìn)行直接融化模板與鋼筋上的冰雪，防止出現(xiàn)再度結(jié)冰現(xiàn)象。同時(shí)，遵循“快澆快蓋”原則，盡量縮小工作面，以減少熱損失。另外，混凝土完成澆筑后，應(yīng)在易凍部位加強(qiáng)保溫防凍處理，可布置適當(dāng)測溫孔以測定混凝土的溫度。一般在達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度時(shí)，每2 小時(shí)進(jìn)行一次測定為宜。

冬季混凝土施工過程中，應(yīng)采取合適的溫控措施將混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃范圍內(nèi)，同時(shí)應(yīng)盡量結(jié)合水利工程特性設(shè)計(jì)出水化熱較低的混凝土配合比和澆筑方案；應(yīng)選擇放熱量較低的水泥，以減少水泥用量來達(dá)到降低混凝土絕熱溫升的目的；根據(jù)基礎(chǔ)工程物理、化學(xué)、地質(zhì)等特性合理摻入輔助外加劑、摻和料等，以改善水利工程澆筑混凝土的和易性和強(qiáng)度。

為確保水利工程大體積混凝土冬季施工的澆筑質(zhì)量，混凝土應(yīng)分層進(jìn)行澆筑，層與層間混凝土必須在初凝前，且滿足溫控要求下澆筑接合并振搗密實(shí)。

2.8 溫度控制措施

混凝土與水泥水化放熱導(dǎo)致的升溫有著直接的關(guān)系。因?yàn)樯郎睾蟮慕禍貢p少混凝土的容積，若容積減少被基層限制就會形成拉抻應(yīng)力，一旦拉伸應(yīng)力超過混凝土本身的拉伸強(qiáng)度，就會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。因此，在冬季進(jìn)行水利工程混凝土施工時(shí)必須要做好溫控措施。常用的溫控方法有：冷管法、使用低發(fā)熱水泥、控制混凝土澆筑速度以及保溫養(yǎng)護(hù)等。其中，冷管法是降低混凝土硬化時(shí)升溫量，達(dá)到控制降溫速度的一種方法?？稍诨炷恋臐仓雍厦嫔?，每間隔1.5m 設(shè)置管道，混凝土澆筑完成后，向管道內(nèi)供給冷卻水以控制溫度的上升。

3 混凝土澆筑后的防護(hù)措施

3.1 常規(guī)防護(hù)

混凝土澆筑后應(yīng)立即覆蓋塑料薄膜，上部再覆草袋、棉被等保溫材料，保溫材料的敷設(shè)原則為：一般情況下0℃以上鋪一層；0℃以下鋪二層或三層；大體積混凝土澆筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即覆蓋保溫。一般工程上采用多層防護(hù)。

3.2 養(yǎng)護(hù)液防護(hù)

按規(guī)范要求，模板拆除后，首先將混凝土表面進(jìn)行清理干凈，然后用刷子將養(yǎng)護(hù)液均勻涂于混凝土表面一遍，不遺漏，嚴(yán)格保證按一個方向涂刷一層。間隔約1 小時(shí)（根據(jù)氣候條件確定，以涂刷的養(yǎng)護(hù)劑表面不粘手為準(zhǔn)），再垂直于第一遍方向涂刷第二遍。涂刷第二遍后用土工布包裹建筑物。同時(shí)適當(dāng)灑水加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。

3.3 暖棚養(yǎng)護(hù)

（1）聚乙烯薄膜張貼后，在四周模板外側(cè)及倉頂覆蓋一層4mm 厚土工布，起保溫作用。當(dāng)氣溫低于5℃時(shí)，在每孔渡槽內(nèi)中間位置放置兩臺煤爐取暖，在倉頂設(shè)置9～12 盞碘鎢燈取暖，保證混凝土面、模板面溫度高于5℃。

（2）混凝土終凝72 小時(shí)后，用混凝土回彈儀每天檢測兩次混凝土強(qiáng)度，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，停止取暖，并安排拆模。

（3）溫度觀測：施工期間，按以下方法進(jìn)行溫度觀測

外界氣溫每天觀測四次，分別在8:00、11:00、14:00、17:00 時(shí)觀測；暖棚內(nèi)氣溫每四小時(shí)觀測一次，根據(jù)觀測情況調(diào)整暖棚內(nèi)溫度。

4 結(jié)束語

按照水工混凝土施工規(guī)范，在日平均氣溫連續(xù)5d 穩(wěn)定在5℃以下或最低氣溫連續(xù)5d 穩(wěn)定在-3℃以下時(shí)，按低溫季節(jié)施工。在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)一定要做好冬期混凝土施工的防治措施，要根據(jù)水利工程的具體情況和工程特性，采取不同的冬季施工質(zhì)量控制措施和溫控體系，保障混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性，從而最終保證水利工程質(zhì)量。

［1］JGJ104-97 建筑工程冬期施工規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1998.

［2］邱云力.淺談水利工程混凝土冬季施工技術(shù)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（下），2011(4):134-135.