水利工程混凝土冬季施工技術(shù)探析

徐文才

摘要：深入分析混凝土冬季施工在水利工程中的應(yīng)用，致力于解決冬季環(huán)境對(duì)混凝土施工技術(shù)造成的干擾，強(qiáng)化水利工程的混凝土結(jié)構(gòu)，優(yōu)化冬季混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用，提高水利工程的混凝土施工質(zhì)量。本文首先分析了水利工程冬季混凝土的施工原理及施工中存在的問(wèn)題，然后詳細(xì)闡述了水利工程混凝土冬季施工技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：水利工程；混凝土；冬季施工；澆筑；養(yǎng)護(hù)

一、水利工程冬季混凝土的施工原理及施工中存在的問(wèn)題

（一）施工原理

1、工程施工期的氣溫標(biāo)準(zhǔn)

就我國(guó)目前的施工技術(shù)而言，對(duì)水利工程冬季混凝土的施工制定了下列氣溫標(biāo)準(zhǔn)：一是嚴(yán)寒地區(qū)的日平均施工氣溫，應(yīng)穩(wěn)定在 5 攝氏度以下；最低氣溫應(yīng)穩(wěn)定在3 攝氏度以下；二是氣候溫和的地區(qū)日平均施工氣溫，應(yīng)穩(wěn)定在 3 攝氏度以下，且穩(wěn)定其應(yīng)持續(xù) 5 天以上；三是在冬季混凝土施工過(guò)程中，采取全面保溫措施的氣溫標(biāo)準(zhǔn)存在一定的滯后，因?yàn)樵谌攵陂g，氣溫雖然降至零下，堆料溫度高于外界氣溫，但若氣溫轉(zhuǎn)暖，堆料的溫度回溫較慢，仍處于零下。對(duì)此，水利工程在冬季施工時(shí)，應(yīng)結(jié)合入冬與冬季結(jié)束兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，采取相應(yīng)的混凝土施工措施。

2、混凝土受凍對(duì)其性能的影響

對(duì)混凝土的性能進(jìn)行研究，混凝土在進(jìn)行攪拌澆灌后能產(chǎn)生硬化并達(dá)至最強(qiáng)硬度，最主要的原因就是具有水泥水化反應(yīng)。另外水泥水化反應(yīng)的速度不僅與混凝土自身材質(zhì)及配合比有關(guān)，還受到內(nèi)外溫度變化的影響，溫度逐漸升高，則加速混凝土水化反應(yīng)的速度，在溫度低于零攝氏度時(shí)，混凝土中一部分的水分出現(xiàn)結(jié)冰，進(jìn)而降低了水化反應(yīng)的速度，混凝土水化反應(yīng)一旦降低，將影響到混凝土的硬化速率與效果。

（二）水利工程混凝土冬季施工的問(wèn)題

1、鋼筋的銹蝕與裂縫的產(chǎn)生

在水利工程混凝土施工的過(guò)程中，因?yàn)殇摻畹难趸P蝕會(huì)使得混凝土的體積增大，導(dǎo)致混凝土沿著鋼筋的走向而發(fā)生混凝土裂縫。同樣，如果水泥的安定性能不高，混凝土在水灰比較大的情況下，混凝土早期強(qiáng)度較低，也會(huì)因?yàn)槭霈F(xiàn)混凝土開(kāi)裂的問(wèn)題。在混凝土水分轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，混凝土的表面會(huì)產(chǎn)生空啞等問(wèn)題。價(jià)值混凝土內(nèi)部壓力、溫度差的影響，會(huì)造成混凝土內(nèi)部的水分沿著邊緣向中心移動(dòng)，導(dǎo)致混凝土空隙的產(chǎn)生。

2、低溫對(duì)混凝土施工的影響

在冬季混凝土施工的時(shí)候，低溫凍結(jié)因素的影響將會(huì)造成混凝土襯砌體的土體出現(xiàn)一定的外力，導(dǎo)致土體在凍脹影響下差生結(jié)構(gòu)性變形。這種凍脹對(duì)混凝土的破壞力往往會(huì)貫穿整個(gè)混凝土的結(jié)構(gòu)而作用在混凝土上面，對(duì)水利工程的壩體、基底等產(chǎn)生破壞。在嚴(yán)重的時(shí)候，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)水利工程的基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)效，而引起混凝土整體結(jié)構(gòu)的斷裂等問(wèn)題的出現(xiàn)。

3、施工因素對(duì)混凝土質(zhì)量的影響

在冬季水利工程施工的過(guò)程中，由于影響水利工程施工的溫度、環(huán)境等因素特別多，所以施工的時(shí)候很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。環(huán)境方面：水利工程施工區(qū)域受溫度低的影響土基的質(zhì)量不穩(wěn)定。大體積混凝土伸縮縫的設(shè)計(jì)不科學(xué)、不達(dá)標(biāo)。施工方面因?yàn)樗こ袒炷僚浔炔贿_(dá)標(biāo)，混凝土施工過(guò)程中振搗不符合要求，后期的混凝土養(yǎng)護(hù)措施不到位等等，都會(huì)導(dǎo)致混凝土施工質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

二、水利工程混凝土冬季施工技術(shù)要點(diǎn)

（一）材料準(zhǔn)備

材料是水利工程混凝土冬季施工技術(shù)的重點(diǎn)，工程單位非常注重選材環(huán)節(jié)。為降低冬季環(huán)境對(duì)材料的影響，工程單位針對(duì)施工技術(shù)中的材料選擇，提出以下三點(diǎn)技術(shù)措施：

1、選擇高性能水泥，提高抗凍性能，適應(yīng)冬季的低溫環(huán)境，由此可以為混凝土結(jié)構(gòu)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支持，降低水泥水熱化的特性影響，大部分水利工程在冬季偏重于選擇 32.5# 水泥石，有利控制水灰比；

2、選擇穩(wěn)定骨料，以免骨料內(nèi)存有凍結(jié)物，影響骨料與水泥的混合性能；

3、控制摻和材料與外加劑，嚴(yán)格禁止此類材料對(duì)混凝土造成質(zhì)量干擾。

（二）配比控制

混凝土冬季施工基本處于 0℃以下的環(huán)境內(nèi)，規(guī)劃混凝土內(nèi)的材料配比，促使其適應(yīng)混凝土的冬季施工。例如：某水利工程企業(yè)在控制混凝土配比時(shí)，嚴(yán)格按照混凝土的配合工藝執(zhí)行，同時(shí)結(jié)合該水利工程的施工實(shí)際，管控混凝土配合時(shí)各項(xiàng)材料的劑量，確定水泥的使用量后控制水泥強(qiáng)度，然后調(diào)合水灰比，穩(wěn)固水泥的性能，促使水泥快速達(dá)到齡期周期，最后提升混凝土的抗凍能力，該企業(yè)利用引氣劑，改變混凝土的自身體積，促使其處于流動(dòng)狀態(tài)，具備高能力的保水性，減緩結(jié)冰、水汽的壓力。配比控制能夠提高混凝土在冬季環(huán)境中的施工性能，降低混凝土的影響比重，進(jìn)而強(qiáng)化混凝土在冬季施工技術(shù)中的可用性。

（三）提升混凝土的攪拌質(zhì)量

做好混凝土配合比的調(diào)整，當(dāng)氣溫在零攝氏度左右的時(shí)候，通過(guò)選用合適標(biāo)號(hào)的水泥來(lái)提升混凝土的抗凍效果。相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明，強(qiáng)硅酸鹽水泥的抗凍性能較好，因?yàn)樗嗨療彷^大，并且早期的時(shí)候水化熱的釋放強(qiáng)度高，一般3天時(shí)的抗壓強(qiáng)度是普通水泥七天時(shí)的抗壓強(qiáng)度，因此在冬季使用有著良好的效果。

其次，要最大程度上降低水灰比例，通過(guò)提升水泥的用量，增加水化熱的產(chǎn)生，減少齡期強(qiáng)度所需的時(shí)間。

再次，通過(guò)摻用引氣劑在保持混凝土配合比例不變的前提下，增加水泥漿的體積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)拌和物流動(dòng)性的提升，通過(guò)改善混凝土的粘聚性與保水性，來(lái)有效的提升混凝土的抗凍性能。也可以通過(guò)摻加早強(qiáng)外加劑，來(lái)縮短水利工程混凝土凝結(jié)所需的時(shí)間，提升早期的混凝土強(qiáng)度。通過(guò)選擇顆粒硬度大的集料，使混凝土的熱膨脹系數(shù)接近于周圍砂漿膨脹系數(shù)，降低裂縫等問(wèn)題的出現(xiàn)。

（四）優(yōu)化混凝土的運(yùn)輸與澆筑環(huán)境

在混凝土運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，要科學(xué)的選擇混凝土攪拌機(jī)的擺放位置，最大程度上縮短混凝土運(yùn)輸?shù)木嚯x，而且要選擇最短、最合適的運(yùn)輸路線。使用合適的運(yùn)輸設(shè)備與保溫材料，降低溫度等對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生的不利影響。在冬季混凝土澆筑之前，首先要清除掉模板與鋼筋表面的一些雜物，尤其是對(duì)于新老混凝土的交接位置更要做好全面的清理。在施工環(huán)境溫度低于零下十?dāng)z氏度的時(shí)候，要使用暖棚法將鋼筋加熱到正常溫度。水利工程混凝土的灌注溫度不能夠低于五攝氏度，一些細(xì)薄截面的關(guān)注溫度要大于十?dāng)z氏度。在冬季混凝土澆筑的過(guò)程中，要避免過(guò)振與漏振，以避免出現(xiàn)分層、泌水等問(wèn)題的出現(xiàn)。

（五）加大對(duì)冬季混凝土施工后的養(yǎng)護(hù)

針對(duì)水利工程冬季施工混凝土易受低溫影響的特點(diǎn)，在養(yǎng)護(hù)的時(shí)候需要改變常規(guī)的養(yǎng)護(hù)方法，晚間澆筑的混凝土，需要在第一時(shí)間做好現(xiàn)場(chǎng)人工振漿、抹平的處理。在壓砂整平以后覆以保溫層，等到白天溫度上升到零度以上的時(shí)候，再完成最后一道抹面與壓紋。在水利工程混凝土鋪筑完成以后，使用蓄熱法保溫進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)，需要加厚蓋好，降低空氣對(duì)流對(duì)混凝土凝結(jié)的影響。通過(guò)使用抗凍劑來(lái)提升混凝土的施工質(zhì)量，在外露的表面通過(guò)使用彩膠布彩膠布加草袋覆蓋的方法，禁止?jié)菜B(yǎng)護(hù)。在水利工程混凝土養(yǎng)護(hù)初期的溫度，要高于防凍劑規(guī)定的溫度，如果不能達(dá)到這一規(guī)定的溫度時(shí)，需要通過(guò)一定的保溫措施來(lái)輔以實(shí)施。在遇到雨雪、冷空氣等天氣的時(shí)候，要停止混凝土的施工。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水利工程冬季混凝土施工受到了社會(huì)各界的關(guān)注，在混凝土施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求實(shí)施，嚴(yán)格控制混凝土施工質(zhì)量，進(jìn)而使水工混凝土使用壽命得到保證，并降低了施工成本，保障工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全的水利工程冬季施工。

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