關(guān)于青藏高原地區(qū)冬季施工技術(shù)措施探討

王明方　王立平

摘要：青藏高原地區(qū)冬季溫度低，環(huán)境嚴(yán)峻，工程施工難度大。本文主要針對(duì)青藏高原地區(qū)冬季混凝土施工過(guò)程中的施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施做重點(diǎn)分析，以擴(kuò)大混凝土冬季施工應(yīng)用區(qū)域，保障冬季嚴(yán)寒地區(qū)的混凝土施工質(zhì)量。

Abstract： The temperature in the Qinghai-Tibet Plateau is low in winter， the environment is severe， and the construction is difficult. This paper focuses on the construction technology and quality control measures during the concrete? construction in winter in the Qinghai-Tibet Plateau to expand the concrete application area in winter and ensure the quality of concrete construction in the cold winter.

關(guān)鍵詞：青藏高原;冬季;施工技術(shù)

Key words： Qinghai-Tibet Plateau;winter;construction technology

中圖分類號(hào)：U416.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）33-0028-02

1? 青藏高原地區(qū)冬季混凝土施工難點(diǎn)

1.1 確定混凝土最短養(yǎng)護(hù)齡期難度大

在混凝土施工以后，當(dāng)其達(dá)到臨界抗凍強(qiáng)度以后，冬季的低溫對(duì)其的凍害影響相對(duì)較小，其28d的強(qiáng)度與正常狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度相差較小，因此，在青藏高原地區(qū)的冬季混凝土施工時(shí)，如何確定混凝土的臨界強(qiáng)度是關(guān)鍵問(wèn)題。在實(shí)際混凝土澆筑施工以后，要求混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間大于混凝土強(qiáng)度達(dá)到臨界抗凍強(qiáng)度。同時(shí)，在冬季混凝土施工時(shí)，還需要綜合考慮工程施工成本因素，若混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)，盡管對(duì)于混凝土的強(qiáng)度有作用，但是相應(yīng)的工程施工成本也會(huì)相應(yīng)的增加。

1.2 如何防止混凝土早期凍害

在冬季混凝土施工過(guò)程中，需要考慮混凝土澆筑施工以后的早期防凍害的問(wèn)題，如何有效地防止混凝土在低溫環(huán)境中的防凍害是青藏高原地區(qū)冬季混凝土施工的質(zhì)量控制難點(diǎn)。解決思路需要從保障混凝土澆筑后的低溫環(huán)境中的保持正常的水化作用，相對(duì)較為簡(jiǎn)單的解決方式是蓄熱和防護(hù)，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到臨界強(qiáng)度之前保持正常的水化作用。

1.3 如何保證混凝土后期強(qiáng)度和耐久性滿足要求

研究表明，若混凝土的早期強(qiáng)度經(jīng)受凍害影響，或者其遭受長(zhǎng)期、反復(fù)的凍融的影響，其強(qiáng)度和耐久性會(huì)存在不同程度的影響，例如，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性能會(huì)發(fā)生一定程度的降低，因此，需要考慮混凝土冬季施工后的養(yǎng)護(hù)工作。在青藏高原地區(qū)冬季混凝土施工時(shí)，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際溫度、工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程施工工期等，選擇合適的水泥品種、減水劑、早強(qiáng)劑、抗凍劑等，以及選擇適宜的施工工藝。

2? 青藏高原地區(qū)冬季施工技術(shù)

2.1 抗凍混凝土的配合比設(shè)計(jì)

在青藏高原地區(qū)，溫度基本均在-10℃以下，需要配置抗凍混凝土，其配合比設(shè)計(jì)成為重要的環(huán)節(jié)。在抗凍混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮混凝土的澆筑施工方法、養(yǎng)護(hù)方式，并根據(jù)溫度條件、工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)配合比。同時(shí)，還需要考慮混凝土的早期強(qiáng)度、水化硬化過(guò)程中釋放的熱量等因素。在冬季低溫環(huán)境中，混凝土澆筑以后，水化硬化的速度相對(duì)較慢。在水泥品種選擇時(shí)，需要考慮標(biāo)號(hào)為425以上的硅酸鹽水泥，或者具有早強(qiáng)特性的水泥。

此外，為了降低混凝土的凍害影響，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，需要降低拌合料中的含水量可以明顯降低混凝土遭受凍害的影響，可以選擇粗骨料的方式降低混凝土用水量。

2.2 冬季混凝土施工工藝

冬季混凝土施工時(shí)，需要提高原材料、施工環(huán)境的溫度。在水泥儲(chǔ)藏方面，需要將水泥儲(chǔ)藏在溫度高于5℃以上的暖棚中;儲(chǔ)藏砂石的堆場(chǎng)需要設(shè)置一定的坡度，從而有利于正常的排水，避免地面積水受凍使得砂石的凍結(jié)，且砂石堆的表面需要采用具有一定保溫效果的帆布進(jìn)行覆蓋，從而可以避免雨雪進(jìn)入砂石堆中。

同時(shí)，在混合料加料過(guò)程中，需要注意混合料中的冰雪凍塊，其不僅會(huì)消耗混合料的溫度，且還會(huì)使得混合料的溫度難以進(jìn)行有效控制，并且粒徑較大的凍塊在攪拌過(guò)程中也無(wú)法充分的融化。若混凝土中含有無(wú)法融合的凍塊而直接澆筑以后，其會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生一定的影響，因此，在混凝土的拌合料加入過(guò)程中，需要對(duì)冰雪凍塊進(jìn)行剔除，或者采用加熱水、加熱凍塊的方式進(jìn)行融化凍塊。而采用加熱水融化凍塊的方式可以有效地提高拌合物的溫度，且加熱水的方式也比較容易實(shí)現(xiàn)。在采用加熱水的方式融化凍塊時(shí)，熱水溫度不宜超過(guò)80℃，若水溫度超過(guò)80℃時(shí)，水泥會(huì)發(fā)生凝結(jié)而形成塊狀物，因此當(dāng)水溫度超過(guò)80℃時(shí)需要調(diào)整加入原材料的順序，一般應(yīng)先加入骨料，使得熱水與骨料溫度保持一致，且可以適當(dāng)?shù)慕档退疁?，然后再加入水泥進(jìn)行充分拌合。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)施工區(qū)域的平均溫度高于-5℃時(shí)，僅需要采取加熱水的方式，即可滿足混凝土充分拌合的要求;當(dāng)平均溫度低于-5℃時(shí)，還需要充分考慮將砂石進(jìn)行加熱。

在進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，需要將附著在鋼筋、模板上的冰雪進(jìn)行清理，且不可采用蒸汽進(jìn)行直接融化的方式進(jìn)行融化冰雪，避免融化的水在模板底部重新進(jìn)行結(jié)冰。在混凝土振搗施工以后，需要及時(shí)對(duì)裸露的混凝土表面進(jìn)行塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，從而可以防止混凝土出現(xiàn)凍融脫落現(xiàn)象。若在凍脹的地基基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，需要先對(duì)地基進(jìn)行加熱處理，保障混凝土施工質(zhì)量。

在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束以后，可以對(duì)保溫層和模板進(jìn)行拆除，但是由于混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度未完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度與環(huán)境溫度存在差異，為了確?；炷两Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，不可以拆除受力構(gòu)件的保溫層和模板，而對(duì)于非受力構(gòu)件，可以進(jìn)行保溫層和模板的拆除，從而可以保障結(jié)構(gòu)具有充足的承載能力。

2.3 冬季混凝土養(yǎng)護(hù)措施

2.3.1 正溫養(yǎng)護(hù)

由于冬季氣溫處于0℃以下，為了確保在混凝土澆筑完成以后保持加好的水化硬化反應(yīng)，可以采取保溫措施，使得澆筑之后的混凝土處于正溫環(huán)境中，待其強(qiáng)度達(dá)到臨界抗毒強(qiáng)度以后，逐漸將溫度降至0℃以下，這種方式稱為正溫養(yǎng)護(hù)。

正溫養(yǎng)護(hù)的具體實(shí)施方式是：原材料加熱、攪拌過(guò)程加熱、運(yùn)輸過(guò)程中保溫。若環(huán)境溫度極低，則還需要對(duì)模板和施工縫的原混凝土進(jìn)行預(yù)先加熱，從而確?；炷琳５倪M(jìn)行水化硬化反應(yīng)。

2.3.2 負(fù)溫養(yǎng)護(hù)

負(fù)溫養(yǎng)護(hù)的做法是在混凝土拌合物中摻加防凍劑，在混凝土終凝之前，混凝土表面的溫度已降至0℃以下，其在該負(fù)溫環(huán)境中進(jìn)行硬化，該養(yǎng)護(hù)工藝操作簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，但是該養(yǎng)護(hù)方式混凝土的強(qiáng)度增加的較慢。

負(fù)溫養(yǎng)護(hù)主要適用于平均氣溫不低于0℃或者極端最低氣溫不低于-16℃的環(huán)境中，且對(duì)混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)要求不高的混凝土構(gòu)件，特別是對(duì)于混凝土養(yǎng)護(hù)工藝無(wú)法實(shí)施的區(qū)域。

3? 青藏高原地區(qū)冬季混凝土施工質(zhì)量保障措施

3.1 嚴(yán)格篩選原料

為降低混凝土的孔隙率，增大摻砂率，在原料選擇時(shí)，要選擇使用那些泥量少的材料，使得水泥的性能能夠最大化滿足混凝土結(jié)構(gòu)的要求。

為了防止混凝土受凍，需要減少混凝土中的孔隙，而引起混凝土孔隙結(jié)構(gòu)變化的原因主要有：水泥粉的粉磨細(xì)度越大，粉體比表面積越大，在摻入水后，部分水泥粉發(fā)生水化后，凝結(jié)在顆粒表面，形成一層水化膜，使得外來(lái)水分無(wú)法滲入內(nèi)部對(duì)顆粒進(jìn)一步水化，無(wú)法令水泥顆粒內(nèi)部產(chǎn)生致密水化物，從而影響孔隙結(jié)構(gòu)。相關(guān)專家研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水泥粉中存在很多粒度很小的粉體顆粒時(shí)，混凝土整體的微毛細(xì)管結(jié)構(gòu)增多，吸濕性也相應(yīng)增強(qiáng)。

此外，在混凝土材料選擇階段要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格選擇混凝土材料，混凝土材料質(zhì)量的好壞直接影響了整個(gè)工程的質(zhì)量好壞，選擇過(guò)關(guān)的材料能對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生有利影響。在進(jìn)行原料選擇時(shí)，首先要對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行勘察，根據(jù)實(shí)際情況選擇有利的施工材料，對(duì)不同的供貨商要優(yōu)先選擇信譽(yù)良好的商家;在對(duì)施工材料進(jìn)行采購(gòu)，對(duì)于材料的性能檢驗(yàn)不可忽視，在施工現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)采購(gòu)的材料進(jìn)行二次檢驗(yàn)，確保材料合格規(guī)范。混凝土材料之間的粘結(jié)程度對(duì)冬季混凝土結(jié)構(gòu)性能與耐久性有著很大的影響，為確保其混凝土性能在多種環(huán)境下能夠發(fā)揮效果，選購(gòu)時(shí)要選擇粘結(jié)性高、粘度強(qiáng)、拉伸性能好的材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)新型混凝土材料的研發(fā)取得了很大的成功，新型材料在各種方面都有了較大的提升，但由于技術(shù)問(wèn)題，新型材料的造價(jià)較高。因此，在選購(gòu)時(shí)還需要考慮材料成本問(wèn)題，在保證功能性符合要求的情況下降低施工成本。

3.2 使用外加劑

3.2.1 引氣劑

加入引氣劑是改變混凝土孔結(jié)構(gòu)的有效措施。如在混凝土材料配比中加入少量鋁粉，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量氣體，減少微毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)，增加大毛細(xì)孔數(shù)量，使得混凝土的吸水性能大幅降低，增加混凝土的耐久性。

3.2.2 減水劑

冬季混凝土施工防凍，主要是減少混凝土拌合中的水分。因此，可以在混凝土拌合物中加入減水劑可以有效降低水泥在拌和過(guò)程中的水量，原理是減水劑降低了混凝土表面的水的液面張力，減小潤(rùn)濕角度，使水泥顆粒保持濕潤(rùn)，降低水的使用量，使用減水劑可以使混凝土中的孔隙減少，并可減少混凝土受凍害的影響，降低混凝土的滲水性，增加其抗腐蝕性，提高混凝土耐久性。

3.3 科學(xué)控制水泥細(xì)度

水泥細(xì)度對(duì)于混凝土的耐久性影響很大，控制好水泥細(xì)度對(duì)提高混凝土耐久性有著十分重要的意義。以往水泥細(xì)度控制的關(guān)注點(diǎn)在大顆粒水泥的化合反應(yīng)，卻忽略了其他不利影響，因此需要對(duì)水泥細(xì)度控制進(jìn)行合理分析。而對(duì)于顆粒細(xì)度的控制方法主要有以下幾點(diǎn)：一是控制水泥的均勻系數(shù)，水泥的均勻系數(shù)是反應(yīng)水泥粉體粒度分布情況的重要參數(shù)，通過(guò)控制水泥均勻系數(shù)來(lái)改善水泥粉的粒徑組成，以便于施工人員對(duì)水泥的準(zhǔn)確選擇，合理挑選適用于工程建設(shè)的水泥;二是控制水泥粉體的特征粒徑，特征粒徑反應(yīng)了水泥粉體的細(xì)粉含量和水泥強(qiáng)度，通過(guò)觀察水泥粉體的特征粒徑來(lái)調(diào)整水泥的粉磨參數(shù);三是水泥的比表面積，由于水泥粉的水化情況與顆粒的比表面積有關(guān)，比表面積對(duì)于混凝土的耐久性也有著較大影響，因此，要對(duì)水泥粉體的比表面積進(jìn)行合理控制。

3.4 摻加混合原料

在混凝土原料配置中，適當(dāng)摻加一些混合原料，如粉煤灰和金屬尾礦等粉末，對(duì)與混凝土的滲水性和吸附性都有較大的改善，還可以改善混凝土孔隙結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性與強(qiáng)度，對(duì)增加混凝凝土的耐久性有著重要意義。

4? 結(jié)論

綜上所述，在青藏高原地區(qū)進(jìn)行工程施工，受環(huán)境溫度的影響，需要采取增溫、保溫措施，提高混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的硬化質(zhì)量，確保混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，確保結(jié)構(gòu)物的耐久性符合設(shè)計(jì)要求。

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