水利工程冬季混凝土施工技術(shù)要點分析

時偉強(qiáng) 房琳

摘 要：因冬季天氣的特殊性，會增加水利工程混凝土施工難度。施工中氣候溫度會直接影響到混凝土澆筑施工質(zhì)量，當(dāng)外界溫度較低時混凝土水化效果會大打折扣，減緩強(qiáng)度增長速度，并對水利工程整體施工質(zhì)量及施工進(jìn)度造成嚴(yán)重影響。為此，本文在充分了解影響水利工程冬季混凝土施工質(zhì)量因素的基礎(chǔ)上，對其施工工藝及施工方法選擇進(jìn)行了簡要的分析。

關(guān)鍵詞：水利工程；冬季混凝土；施工技術(shù)

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、成本耗費高、質(zhì)量要求嚴(yán)格，同時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，冬期施工往往不可避免。我國北方地區(qū)冬季工期較長，使水利工程建設(shè)進(jìn)度大打折扣，而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，很大程度上是由于受到凍融循環(huán)作用的影響。在工程實踐中，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產(chǎn)造成不可彌補(bǔ)的損失。因此，認(rèn)識凍融循環(huán)，防止凍害，確保混凝土冬期施工質(zhì)量，是水利工程主體結(jié)構(gòu)安全的重要保證。

1 影響水利工程冬季混凝土質(zhì)量的因素

1、溫度變化的影響。溫度變化會影響到混凝土的水化作用，溫度越高水化作用越快，反之水化作用越慢，當(dāng)混凝土溫度低于0℃，混凝土內(nèi)部的水分會固化結(jié)晶，進(jìn)而影響水化作用的繼續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致混凝土硬化速度的降低，最終影響到混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量。

2、冰水凍脹作用。當(dāng)混凝土內(nèi)游離水分遇到低溫產(chǎn)生凍結(jié)后，體積會有9%的增大，這也就是行業(yè)講的“凍脹作用”，凍脹作用會提高混凝土內(nèi)部的孔隙率，并會形成強(qiáng)度的下降，產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)微觀上的破壞，如果持續(xù)積累將會形成混凝土宏觀裂縫，進(jìn)而影響混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和功能。

3、水膜作用。在混凝土澆筑和振搗后，骨料周圍會形成一層水膜或者是水泥漿膜，這會提高混凝土整體的流動性，降低空隙和孔洞的產(chǎn)生。但是過低的溫度將會將水膜或水泥漿膜固結(jié)，使骨料和水泥失去了黏結(jié)力，進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)度的降低，并且隨著溫度升高水膜恢復(fù)流動后形成較大的空隙率，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)一步下降。

4、溶解作用。混凝土是多種原材料構(gòu)成的復(fù)合物，在水的作用下各種材料發(fā)生著復(fù)雜的化學(xué)和物理變化，水分在調(diào)節(jié)各部分原材料的同時，也形成了對一些原材料的溶解現(xiàn)象，當(dāng)氣溫降低時，溶解在水中的礦物質(zhì)會析出，這不利于混凝土性能的發(fā)揮和功能的形成，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫，特別在受壓和荷載位置容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫。

2 水利工程冬季混凝土施工工藝

1、攪拌施工

相關(guān)試驗結(jié)果表明，強(qiáng)硅酸鹽水泥的抗凍性能較好，因為水泥水化熱較大，并且早期的時候水化熱的釋放強(qiáng)度高，一般3天時的抗壓強(qiáng)度是普通水泥7天時的抗壓強(qiáng)度，因此在冬季使用效果良好。首先要做好混凝土配合比調(diào)整工作，當(dāng)氣溫在零攝氏度左右的時候，通過選用合適標(biāo)號的水泥來提升混凝土的抗凍效果。其次，要最大程度上降低水灰比例，通過提升水泥的用量，增加水化熱的產(chǎn)生，減少齡期強(qiáng)度所需的時間。再次，通過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)而實現(xiàn)拌和物流動性的提升，通過改善混凝土的粘聚性與保水性，來有效的提升混凝土的抗凍性能。

2、混凝土運輸

冬季混凝土澆筑過程中，要避免過振與漏振，以避免出現(xiàn)分層、泌水等問題的出現(xiàn)。混凝土運輸時，要科學(xué)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輸?shù)木嚯x，而且要選擇最短、最合適的運輸路線。使用合適的運輸設(shè)備與保溫材料，降低溫度等對混凝土質(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5℃，一些細(xì)薄截面的灌注溫度要大于10℃。

3、混凝土澆筑

混凝土攪拌控制時間比常溫延長50%左右。由塔吊到施工地點澆灌應(yīng)盡可能縮短時間。

（1）澆筑時要保證砼的均勻性和密實性，保證整體性，尺寸應(yīng)準(zhǔn)確，鋼筋預(yù)埋件位置應(yīng)誤差小于2cm，拆模后砼表面應(yīng)平整、光滑，無蜂窩、麻面、缺棱掉角現(xiàn)象，為防止凍結(jié)，在澆筑前應(yīng)對現(xiàn)場已綁扎支模的柱、梁、板進(jìn)行防風(fēng)砂、防凍結(jié)雪保護(hù)，并對由于氣溫下降造成凍結(jié)的砼進(jìn)行二次加熱攪拌，使攪拌場具有適宜的施工和易性再澆筑。

（2）在施工縫和后澆帶施工中，應(yīng)先剔掉水泥薄膜和松動石子，濕潤沖洗干凈，在接縫處的砼溫度高于原砼2℃以下，然后先鋪水泥素漿一層，應(yīng)比原砼的強(qiáng)度高于1.2MPa，再進(jìn)行澆灌，梁、板后澆帶處應(yīng)去掉直搓以外的松動部位，形成垂直接縫，再按設(shè)計比例摻入，WG―HEA型膨脹劑，采用比原混凝土強(qiáng)度等級高一級的砼搗實。

4、混凝土養(yǎng)護(hù)

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，需要通過一定的保溫措施來輔以實施。在遇到雨雪、冷空氣等天氣的時候，要停止混凝土的施工。針對水利工程冬季施工混凝土易受低溫影響的特點，在養(yǎng)護(hù)的時候需要改變常規(guī)的養(yǎng)護(hù)方法，晚間澆筑的混凝土，需要在第一時間做好現(xiàn)場人工振漿、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，降低空氣對流對混凝土凝結(jié)的影響。

3 水利工程冬季混凝土施工方法的選擇

因我國氣候條件差異較大，尤其在北方冬季長達(dá)數(shù)月，氣候寒冷將給施工帶來諸多不便，該環(huán)境下施工應(yīng)采取特殊防護(hù)措施，以保證工程能夠正常施工。

1、暖棚法

在混凝土結(jié)構(gòu)周圍用保溫材料搭成暖棚，在棚內(nèi)安設(shè)熱風(fēng)機(jī)、蒸汽排管或電熱設(shè)備進(jìn)行采暖，使混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)處于正溫條件下。暖棚法施工一般適用于地下工程與混凝土工程量較集中的部位。

2、采用蓄熱法

主要用于氣溫-10℃左右，結(jié)構(gòu)比較厚大的工程。做法是：對原材料（水、砂、石）進(jìn)行加熱，使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后，還儲備有相當(dāng)?shù)臒崃浚允顾嗨艧彷^快，并加強(qiáng)對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單，施工費用不多，但要注意內(nèi)部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長養(yǎng)護(hù)齡期。

4 結(jié)束語

綜上所述，冬季施工氣溫較低，引發(fā)安全事故的因素較多，在施工前要制定相應(yīng)的冬期安全施工措施，配備必要的安全防護(hù)用品，對施工人員進(jìn)行安全教育，尤其是高空作業(yè)和特殊工種的教育，并加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理工作，確保工程安全施工。如果發(fā)生不提前準(zhǔn)備和防范，會影響給工程質(zhì)量、進(jìn)度，措施不當(dāng)會給工程質(zhì)量帶來隱患，因此，在工程即將進(jìn)入冬期前作好防范，在施工期間作好控制是必要的，是保證工程質(zhì)量必須的措施。

參考文獻(xiàn)

[1]張雷.水利工程混凝土冬季施工的質(zhì)量控制[J].知識經(jīng)濟(jì).2014（04）.

[2]張澤群.論水利工程混凝土冬季施工[J].中國城市經(jīng)濟(jì).2010（05）.

[3]閆永剛，劉曉青.冬季混凝土板制作的探討[J].水利科技與經(jīng)濟(jì).2011（13）.

[4]劉儒博.寒冷地區(qū)碾壓式瀝青混凝土心墻壩冬季施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)2012

[5]劉琪.箱涵結(jié)構(gòu)大體積混凝土冬期施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究[D].鄭州大學(xué)2013