試析水利水電工程冬季混凝土施工技術應用

鄭貴亮

中石化勝利建設工程有限公司，山東東營 257000

冬季氣溫持續下降，會對混凝土的強度產生影響。但是，如果溫度不斷升高，附著在混凝土當中的鋼筋與骨料表面的冰晶融化之后，就會出現一些空隙，這會對混凝土的強度以及密度帶來非常大的影響。但是在工程施工過程中，通常都要有體積龐大的混凝土構件，但由于其表面的溫度下降速度非?？?，而內部的溫度仍然非常高，而且在水化作用之下還會生成大量熱量，內部溫度將會不斷升高。為了盡可能降低因為混凝土的內外溫差較大而產生的裂縫，一定要做好消除混凝土內外較大溫差的相關工作。

1 混凝土冬季施工的特點及原理

1.1 混凝土冬季施工的特點

冬季施工的混凝土工程若存在問題一般要在春季才能暴露，這就影響了問題處理的效率，增加了改善難度，輕則需要在春季進行修補，重則需要重新來過。所以，混凝土質量事故的滯后性與隱蔽性的特點，不僅對工程造成了損失，并且還會影響到工程的使用壽命。另外，一些質量事故的發生，都是由于混凝土在冬季的施工準備工作時間相對較短，并且技術要求較為復雜，從而倉促進行施工所造成的。

1.2 混凝土冬季施工原理

冬季混凝土施工期間，在水泥水化作用下拌合物澆筑完成后才會逐步凝結、硬化，進而達到相應的硬度要求。而水泥的水化作用效率受混凝土材料、配比等方面的影響，并且混凝土周邊溫度也是一個重要的影響因素。水化作用效率較高，混凝土強度也會更比同期提升更快。但是，當溫度降到0℃的時候，在混凝土中的部分水分將會凝結成冰，此時滲進水泥中的水就會減少，相應的水化作用效果將會減弱，強度增長速度也會減慢。如果溫度持續降低，如果混凝土中的水分全部凝結成冰，水化作用基本停滯，混凝土強度不再增加，加之混凝土內的水會凝結成冰，其體積大概會增加，并且還會產生冰脹。但水泥內部初期的強度值卻沒辦法承受如此大的應力值，所以混凝土會出現一定程度的損壞[1]。

2 可能存在的問題與配料要求需滿足的要求

2.1 裂縫現象

如果混凝土出現裂縫，會嚴重影響到混凝土的耐久性與抗壓能力?；炷廉斨械乃急壤^大，將會對水泥的穩定性造成不利影響。鋼混凝土的強度下降，混凝土當中失水速度過快，就會使得混凝土結構變得疏松，從而導致裂縫出現。當溫度過低時，水結冰體積膨脹也使混凝土引起混凝土裂縫的現象。另外，如果鋼筋被氧化銹蝕之后體積膨脹，也會使得混凝土發生裂縫問題。還有就是因為混凝土的內外溫度與濕度差的影響，混凝土當中的水分會向中心進行移動，這也會導致混凝土出現了裂縫。

2.2 起灰現象

如果混凝土當中的水分較多，就會引起混凝土出現離析泌水問題，從而導致混凝土的保水性與粘聚性下降。另外，冬季施工的溫度較低，水泥的水化作用也較緩慢，從而使得混凝土當中的水分迅速蒸發流失，引發混凝土表面起灰的問題。

2.3 需滿足的要求

在配料方面，除了要保證達到工地技術人員所提出的混凝土強度等級要求之外，還應當保證工地的施工對混凝土和易性方面的要求，以及和易性所包含的黏聚性、保水性與流動性等三方面的性能要求。如果能夠保證混凝土的黏聚性，可以使得混凝土在運輸與澆筑的過程中不會發生離析現象。當混凝土拌合物在入模之后，經過震蕩，因為漿包不住石子所引發的漿往下走石子留在表面，只有石子沒有漿的問題，這會使得混凝土的整體均勻性能下降。如果在施工過程中，有部分水從內部析出停留在表面，說明該混凝土拌合物的保水性較差，密實性不高，進而會對混凝土的強度與耐久性產生不利影響。而流動性則是指混凝土可以均勻并且密實的填滿模板的性能。流動性的大小將會直接反映出混凝土拌合物的稀稠，混凝土到工地后的流動性會對工地的振搗施工難易與時間的長短產生直接的影響，從而進一步影響到混凝土的整體質量[2]。

2.4 避免產生裂縫

水利水電工程施工期間，混凝土內外溫差要控制在25℃以下，因此，必須合理選擇水泥等材料，有效調整混凝土配比?；炷猎牧腺|量、配比對其熱力學性能起到決定性的作用，能夠有效減少混凝土的絕熱與升溫從而提升抗裂能力，以防混凝土出現裂縫。另外，在滿足工程設計需求的前提下，要盡量選擇放熱量低的水泥，合理使用外加劑，減少水泥用來降低混凝土絕熱升溫問題，通過相應的外加劑、摻和料的投入，減少整體用水量，提升混凝土強度、和易性等重要性能。在此基礎上，要選擇材質較好、級配合理的粗細骨料，以便充分降低混凝土膨脹系數。對混凝土的水灰比進行科學的控制，這能夠有效提高混凝土強度。在水與砂子的配料當中，應當適當的減少水增加砂的比例。在混凝土當中，每立方米的水配比量只有150kg左右，其劑量只允許有1.5kg的偏差，對砂子的含水率變化進行監控，及時對其進行調整。

3 冬季混凝土施工及養護的一般措施

3.1 選擇水泥品種的原則

在選用骨料的過程中，首先要注意混凝土應選用中熱硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等，同時在選擇前要對水泥的抗壓強度、初凝時間進行有效測試，確保其初凝時間超過1.5h，標號在325以上的效果相對較好，但是實際施工過程中必須根據工程建設要求來進行合理選擇；其次，對骨料這塊來說，選用的粗骨料最大粒徑不能超過鋼筋最小凈距的1/4并保持在40mm以下，可使用堅硬的碎石、卵粒石，細骨料應采用級配較好的中粗砂，根據現場需求控制好混凝土水灰比；最后，要在混凝土中摻入適量的外加劑，以便提升混凝土和易性，在摻入以前要先通過試驗確定需要加入的外加劑種類、總量、順序等重要參數。而且，若施工環境中存在水對混凝土侵蝕的問題，應根據要求選擇抗硫酸硅酸鹽水泥，同時采取有效措施避免堿性骨料膨脹，其水泥堿含量不低于0.6%，熟料堿含量超過0.5%。

3.2 混凝土的攪拌對策

3.2.1 調整配比的方式

0℃左右的混凝土施工可以采用調整配比的方式來進行攪拌，具體實施的做法如下：首先，如果選用的水泥品種合適，能夠有效提升混凝土的抗凍性能。經過一系列驗證得知，應當采用適當強度的硅酸鹽水泥，此類水泥水化熱大，早期釋放的強度值較高，3d左右即可達到普通硅酸鹽水泥7d強度，但是在施工過程中要合理控制水灰比，并提升水泥的使用總量，以便提升水化熱效率，才能更好的縮短齡期，提高強度。另外，可以摻入一定量的引如果混凝土的配合比能夠保持不變，新摻入的引氣劑可以通過生成水泡而優化水泥的泥漿體系，進一步有效提升拌合物流動性，這將使得其保水性和粘聚性得到改善，緩解由于水結冰形成的壓力，從而有效改善混凝土的抗凍性能。

3.2.2 蓄熱法

這種辦法主要適用于-10℃，并且結構比較厚大的工程。具體的操作法為，加熱原料，讓其在攪拌、運輸與澆灌環節之后還能具備一定的熱量，從而加快水泥的水化放熱作用，讓溫度在降至冰點前新澆筑的混凝土還有良好的抗凍性能。該方法的操作工藝十分簡單，施工投資也不高，但是要在施工過程中注意做好內部保溫工作，盡量避免外露面與角部受凍，而且還要適當的延長保護的時間[3]。

3.2.3 外部加熱法

這種辦法一般應用在-10℃以上，而且構件不能過大。將混凝土周邊空氣進行加熱，可以將這股熱量輸送進混凝土中，或者直接加熱混凝土，這樣可以讓混凝土在適宜的溫度條件下進行凝固硬化。一種方法為用火爐來加熱，這種辦法一般會使用在小型的施工場地，辦法簡便，但室內溫度較低，空氣干燥，燃燒又會釋放大量CO2，這些CO2會與澆筑完成的混凝土表面發生反應，這會直接影響工程質量。另外，也可采用蒸汽的辦法進行加熱，讓混凝土在濕熱條件下進行硬化反應。這種方法很容易控制操作，也能夠對溫度進行均勻加熱，但由于該方案需要相關的鍋爐等設備，價格較高，另外熱損失也非常大，而且在勞動條件方面也不是很理想。還可以用電加熱，用鋼筋充當電機或者將電熱器直接貼到混凝土表面，將電能轉化成熱能。該辦法十分簡單，而且熱損失很低，又容易控制。但該方法的不足之處就在于需要消耗大量的電能。還可以使用紅外線加熱，使用氣體紅外線發射器，或者是高溫加熱器，都能對混凝土進行加熱。

3.3 運輸與澆筑混凝土

混凝土的攪拌廠要盡可能建在施工工地附近，這樣做的原因就在于降低由于材料運輸所損失的熱量。在澆筑混凝土之前，一定要將模板和鋼筋，尤其是新舊混凝土連接處的垃圾、冰雪等清理干凈。要是使用商品混凝土，在澆筑前應充分掌握其中的抗凍劑性能，采取有效的保暖防凍措施。分層澆筑的過程中，還未被新的混凝土覆蓋的澆筑層溫度一定要高于標注要求的規定溫度。在管道和立縫灌漿之前，還要對局部混凝土進行預熱，而且要用加熱過的水泥漿混凝土或者砂漿。完成之后，要在正溫下養護到15MPa以上強度才行。

3.4 混凝土的養護管理

冬季混凝土養護過程中，要想從正溫轉成負溫，必須采取措施使混凝土強度達到設計要求的40% 以上，并且C10以下的混凝土，其強度還要在5MPa以上。應當保證保溫材料的干燥性，不要將保溫材料直接覆蓋到完成澆筑的混凝土層上?？梢韵雀采w一層塑料薄，然后再覆蓋麻袋或者草袋等保溫材料。鋪設保溫材料的厚度一般為，0℃以上鋪一層，0℃以下則2層甚至3層。此外，用電熱毯對澆筑完成之后的砼進行加熱效果會更好。

3.5 促進混凝土強度快速增長辦法

在冬天的時候，工程施工當中通常會用高熱或快凝水泥，并且會適當調整水灰比。另外，摻入適量塑化劑或者速凝劑能夠加快混凝土凝固速度，提升發熱量，以保證早期的混凝土強度質量能達到要求。應當根據實際的情況選用水化熱大、活性高的水泥，或者適當調整配合比，加大水泥的使用量，并且增加外加劑摻入量。摻入外加劑之后，不需要通過其他加熱辦法就能夠讓混凝土在負溫條件下具備催化、減水、早強以及抗凍等功效，從而有效降低混凝土的冰點，使其能夠在負溫的條件下快速硬化，達到相關的強度要求。另外，冬季的施工混凝土拌和時間要比常溫條件下高1.5倍，在進行拌和之前要先與熱拌合機，并且合理限制拌合的溫度。大體積的混凝土一般不能低于12℃，對于薄壁結構則應當在17～25℃[4]。另外，還要求不論在哪種情況下，入倉澆筑的拌和溫度都不能低于5℃，可以采取一些措施，盡量縮減運輸時間。盡量減少運輸次數，加蓋裝料設備，還要在側壁增加保溫功能。在進行配料、轉運、皮帶機以及卸料的廓道應該增加一些保溫措施。

4 結語

在水利水電工程當中，混凝土的冬季施工工程非常復雜，但這也是一項無法避免的工作?；炷恋墓こ藤|量會直接影響整體的工程質量。在進行混凝土施工的過程中，一定要嚴格遵照相關的設計要求，對相關的要點質量進行嚴格把控，從而有效延長混凝土的使用壽命，保證工程的質量達標。這對實現經濟安全的工程建設管理目標來說非常重要。

[1] 葉小偉.水利水電工程冬季混凝土施工技術分析[J].中國科技信息，2014（15）：86.

[2] 韋紹旭.水利水電工程冬季混凝土施工技術[J].技術與市場，2012（1）：33.

[3] 袁國強.關于水利工程冬季施工技術的探討[J].黑龍江科技信息，2012（29）：273.

[4] 鄭茂盛.寒區水利水電工程設計與施工技術[J].中國水利，2010（20）：72.