談水利工程混凝土施工技術

鄧其岳

摘要：混凝土工程施工，在水利水電工程建設中占有重要的地位。我國的水利建設近幾年來處于快速發展的時期，在施工關鍵技術上取得了一定突破。本文對水利工程混凝土的施工特點、水泥混凝土配料要求、混凝土的攪拌與澆注及其養護工作進行了探討。

關鍵詞：水利工程 混凝土 施工技術

0 引言

水利工程是國家基礎設施建設工程，在水利水電工程建設中混凝土工程施工占有重要的地位。隨著現代科學技術的發展，我國新技術新產品的研發應用大大推動了水利工程建設的水平和能力，其中，混凝土施工技術是最常用、最重要的一種施工技術，加強水利工程混凝土施工技術的應用的研究和探討，有著很重要的現實意義。

1 水工混凝土的施工特點

水工混凝土質量要求與一般工業民用建筑混凝土不同，一般用于水利工程，不僅要求強度，而且依據工作條件和所處部位滿足抗滲、抗裂、抗風化和抗侵蝕等設計要求。水工混凝土施工一般包含以下特點：

①施工季節性強：由于受到氣溫、施工導流和降水等因素限制，不能連續均衡對水工混凝土施工。

②工期長，工程量大：大中型水利水電工程需要3-5年時間才能完成從開始澆注混凝土到工程建成蓄水的過程。用量通常都是幾十萬到幾百萬立方米。采用綜合機械化施工手段及技術先進、經濟合理的施工方案來保障混凝土質量和加快施工進度。

③施工技術復雜：水工建筑物體型多樣，因其具有不同的用途和工作條件而采用多種等級的混凝土。此外，混凝土澆注又常與地基開挖、處理及一部分安裝工程發生交叉作業，且由于工種工序繁多，相互干擾，矛盾很大。

④要求嚴格控制溫度：通過分縫分塊對水工混凝土中多數大體積混凝土或大面積混凝土進行澆注。混凝土的接縫灌漿、溫度控制和表面保護必須結合當地氣溫條件來進行，以防混凝土溫度裂縫、表面凍害并保證建筑物的整體性。

2 水利工程混凝土配料要求

2.1 需要滿足的要求。工地施工在配料方面保證工地技術人員要求的混凝土強度等級，而且也要保證對混凝土和易性的要求，其中保水性、粘聚性和流動性是和易性的主要性能。流動的混凝土均密地填滿模板的性能就是流動性，混凝土拌和物稀稠坍落度的大小是由流動性的大小來衡量的。工地澆搗施工的難易程度和時間長短均受到混凝土到工地后的流動性的直接影響，相應地，混凝土質量也受到影響。混凝土粘聚性決定了在運輸和澆注中的混凝土是否發生離析，入模后經振搗的混凝土拌和物將不能保持整體的均勻性，這是由于漿在振搗后包不住石子，進而往下走，表面只有石子。由于混凝土拌和物不能有效保水，密實性差，則會在施工時造成內部有水析出表面，導致混凝土的耐久性和強度降低。

2.2 防止產生裂縫。

2.2.1 配料應當嚴格遵守設計配合比進行，在建筑混凝土過程中嚴禁現場加水，并且應當合理地安排施工順序。此外，為了防止產生薄弱部分，在建筑過程中，停留在交界面的時間不宜過長。為了防止相鄰壩塊之間過大的側面和高差的暴露，在建筑混凝土時應當采用均勻上升、薄層以及短間歇的方法防止建筑過程的停歇。并且施工中也需采取以下必要措施：混凝土初凝后，二次抹面，清除積水以防產生早期干縮裂縫。混凝土技術人員在混凝土坍落度選擇時需及時聯系工地現場技術人員，調整混凝土的配合比時要以構件截面大小、配筋疏密和施工振搗等因素作依據。坍落度在鋼筋較密或構件截面較小時變大，在特殊的澆注部位如斜坡等時減小。

2.2.2 由于混凝土力學、熱學性能取決于混凝土原材料的配合比與品質，它能減少混凝土絕熱和提高抗裂能力，從而防止裂縫，因此使用水化熱較低混凝土配合比以將混凝土內外溫差控制在25度以內。為降低混凝土的絕熱溫升，應減少水泥用量且選擇放熱量低的水泥。改善混凝土的和易性和強度，摻入外加劑、摻和料以減少用水量；減小混凝土的線脹系數，摻入膨脹劑、減縮劑，以及選用材質好、級配佳的粗細骨料，減少收縮量等。控制混凝土的水灰比來獲取小的混凝土強度離差系數，從而提高強度保證率，控制和測定砂的含水率，減少水的含量，增加砂的含量以協調水和砂的配料合理，控制攪拌用水的配比量。加強監測砂子含水率的情況，水工混凝土每立方米水的配比量僅有150kg左右，其計量允許偏差只有1.5kg，及時調配，采用直接測量的辦法來測定實際含水率。所以，在配料計量是要補償砂水。

3 混凝土攪拌與澆注要求

準確進行砂石計量，嚴格控制攪拌時混凝土的配合比數據，用水量不能隨意加減，針對工程人員提出的各項技術要求，技術人員應適當調整混凝土配合比。混凝土本身儲備的熱能決定了澆筑混凝土的溫度影響。當混凝土與周圍環境溫度有差別時，混凝土和外界就會進行熱交換，新拌混凝土熱量變化情況除了混凝土與外界的熱交換就是水泥的水化所產生的混凝土的熱量變化。這種熱交換在很低的環境溫度下能使混凝土的溫度迅速降下來，反之，溫度降低越快，強度增長就越慢。但強度在混凝土過早受凍后將不會再增長，在混凝土的內部會有更多的游離水分，結冰后凍脹能力變大，混凝土就容易被破壞。混凝土的耐久性可能被一兩次凍融循環產生嚴重損壞，在混凝土澆筑后的最初幾個小時是危險性最大的時刻。通過觀察發現只要使新拌混凝土還溫一定時間，讓混凝土達到臨界強度，就可以不怕凍害。常見的技術解決措施有：

3.1 摻防凍劑方法。在混凝土冬季施工中有很多種方法：電熱法、暖柵法、蒸汽法、外加劑法等，相比而言，外加劑法可以省去設備維修和投資，能源消耗以及冬季費用，是一種簡單經濟的方法。

3.2 材料預熱法。在攪拌混凝土之前先加熱沙子及拌合水。通過蒸汽來加熱骨料，或用鐵板炒熱。由于水泥在過高的溫度下會產生假凝現象，所以加熱沙子和水時需要注意溫度不高于60℃，水溫不高于80℃，這種做法主要為水泥作用保持了一個較高的初始條件。

3.3 蓄熱保溫法。在現階段混凝土冬季施工時，優先選擇的有效方法是蓄熱保溫措施，因為蓄熱保溫措施具有簡單、成本低的優點。主要的做法是：用覆蓋物保持混凝土入模溫度及由水化熱產生的溫度不致失散，并避免受外界自然低溫的侵襲。一般覆蓋材料有巖棉被、塑料膜等，或用草袋、草簾、鋸末、稻殼等來避免火災。巖棉被或塑料膜是最好的選擇，保溫保水。

3.4 摻加克拉絲纖維法。共同使用綜合蓄熱法和摻外加劑能夠加快工程進度，又能保障混凝土的質量，相比單獨使用防凍劑時的摻加量要少的多。因此常在冬季施工中使用。摻用防凍劑后，表面再采取加蓋巖棉被、塑料薄膜等方法。

4 混凝土養護要求

4.1 冬季養護不及時則會造成混凝土水分快速蒸發，出現脫水，水化不充分，粘結力降低，轉化的結晶不穩定，混凝土表面干縮，進而形成毛細網透氣滲水或產生裂縫，導致混凝土的抗滲性驟降，其強度變低及粉狀或片狀從混凝土表面脫落。混凝土在澆筑后的初期階段的養護很重要，這是因為混凝土中水分蒸發過快導致干縮裂紋，較大收縮變形，對混凝土的耐久性和整體性有直接影響。

4.2 冬季水利工程施工，養護措施尤為重要。我們很難發現和察覺冬季出現的事故。新澆注的混凝土在養護初期很容易受到氣候的影響，尤其是在冬季很容易受到凍害。如果養護初期的混凝土受到凍害后，即使氣溫回升然后在按照正常條件將其養護到一定的齡期，最后的混凝土也不能符合設計的標準和要求。造成早期混凝土發生凍害的主要原因：混凝土內部的水在寒冷天氣中結冰。為防止混凝土內部的水結冰所造成的危害，攪拌站技術人員需要掌握近期的天氣狀況以及與工地施工人員時刻進行溝通來合理調整混凝土的各種材料的用量。

良好的水化熱作用由養護劑來保證，生成膠態或品態水化物，混凝土內部的孔隙率降低，混凝土的毛細管道被阻塞，混凝土的密實性增強，進而獲取良好的抗滲性、抗凍性及耐久性。

5 結束語

在水利工程混凝土工程施工中，隨著新技術新產品的應用，推動著工程技術人員不斷探究，使其呈現出良好的發展態勢，施工過程中要不斷創新方法，提高施工水平，以便更好地促進水利工程混凝土施工技術的應用和發展。

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