高原高寒地區混凝土冬季施工技術分析與研究

范銀鵬 （中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

目前我國的公路橋梁工程建設十分復雜，有很多公路和橋梁的工程建設都在一些自然環境較為惡劣的地區，特別是一些高原高寒的地區，混凝土極容易因為受凍而產生問題，無法保證施工質量，甚至會導致施工事故的出現。因此，在環境如此復雜的情況下，須運用更加可靠的施工技術才能彌補這一缺陷。

1 高原高寒地區冬季混凝土施工配合比確定

在溫度非常低的條件下，混凝土內部的水就會凍結，使其體積有所增加，從而促使混凝土結構破壞，所以在高原高寒地區冬季進行混凝土施工的時候，務必要重視控制水灰比。如果水灰比降低了，那么混凝土自身抗凍性就比較好。而目前相關的施工規程規定，冬季的施工過程當中水灰比盡量控制在0.55以內，實際工程中水灰比比這個規定值更低，為了保證混凝土坍落度符合要求，如果在高原高寒的地區冬季進行施工，那么就必須要適當添加一些減水劑，降低混凝土水灰比。一旦水灰比控制在0.27以內，雖然混凝土里沒有摻加減水劑或者其他的外加劑，也很有可能會擁有一定的抗凍性。此外，不但要嚴格控制水灰比，而且還要加一些粉煤灰[1]。

2 高原高寒地區冬季混凝土施工外加劑選用

在高原和高寒的地區進行冬季施工時，為了防止凍害，在混凝土中要加入外加劑。為了保障混凝土的早期強度，添加外加劑是非常重要的。特別是一些地質條件以及周圍氣候較為復雜的高原高寒地區，添加外加劑能讓水凝結點降低提高混凝土的防凍性能，使混凝土的早期強度有所保障，同時也可以減少混凝土在攪拌過程中的用水量，避免混凝土出現凍害。其次，外加劑的添加是非常簡單的，無須使用特別的設施設備就可以直接添加。混凝土中經常使用的一種外加劑就是防凍劑，其主要的作用原理就是盡量降低混凝土拌和物中的冰點，使一定環境下的混凝土仍然可以擁有數量足夠的水，水化作用也可以因此而完成，防止因為水凝結而導致水化作用難以完成的情況。需要重視防凍劑的濃度，隨著外界溫度的降低，不斷調整防凍劑的濃度。在高原高寒地區，經常會使用到的防凍劑大多都是無機鹽類的[2]，常用的防凍劑見表1。

表1 常用的防凍劑

3 高原高寒地區冬季混凝土施工溫度控制

3.1 原材料預熱

澆筑混凝土的時候，為了保證混凝土溫度滿足施工要求，在拌合之前需要預熱這些材料。需要置辦體積比較大的積水罐，而容積的大小需要結合現場施工情況而定，罐體需要選擇金屬的。對整個罐體進行全面密封，在預熱原材料的時候，主要是用蒸汽加熱的辦法，之后再鋪設管道，充分地提高原材料溫度。不僅如此，在料堆的下半部分，可以通過使用加熱溫床的辦法在溫床當中安裝管道，并且在頂部覆蓋帆布，從而使其中的空間能夠處于一個封閉的狀態。同時，為了使拌和溫度能夠達到相關要求，也可以通過搭設暖棚的方式，在暖棚內部儲存水泥，使用電暖器來加熱水泥，使水泥溫度可以處在正常的溫度范圍內[3]。

3.2 運輸保溫

在充分攪拌混凝土之后，混凝土的溫度與周圍環境的溫度有很大關系，而且拌和完成的混凝土，很有可能會出現熱量流失。為了保證澆筑過程中的混凝土溫度，需要對運輸環節進行保溫。目前，通常使用的保溫方式包括：首先，需要使用罐車運輸混凝土，因為罐車里的空間大多都是較為封閉的，與外界相互之間的接觸較少，溫度下降的較慢。其次，罐車罐體應覆蓋保溫材料，所以運輸過程中溫度降低有所緩解。第三，嚴格控制混凝土運輸時間，一般不能夠超過30min。第四，適當進行加熱，使用汽車泵時，可以把運料管以及蒸汽管相互纏繞，完成加熱任務[4]。

3.3 控制澆筑溫度

混凝土澆筑時，混凝土和周圍環境很有可能會產生一定的熱交換，熱量會因此而損失，因此采取相對應的措施，避免熱量流失。澆筑之前做好準備工作，比如清理施工現場的冰雪，同時對模板外部的保溫措施也要落實到位，使用鐵絲固定保溫材料，避免因為保溫措施不足而使得混凝土受到冷空氣的侵蝕，必要時爭取一些額外的保溫措施。冬季混凝土澆筑的過程中，盡量讓混凝土在空氣當中的暴露時間變短一些。首先，可以通過使用流水線的方法，對不同的環節分別進行澆筑；其次，澆筑完之后立即對其振搗，并且抹平混凝土的表面；再次，就是通過一些更加有效的辦法完成保溫任務。

3.4 保溫養護

保溫和養護的方法很多，目前常用的方法有蓄熱法以及綜合蓄熱法等。水泥如果發生了水化反應，那么就會產生熱能，混凝土表面必須要覆蓋保溫材料，只有這樣才能夠讓入模的溫度更加有所保障，避免出現水化物熱散失的情況。蓄熱法主要指的就是在混凝土表面覆蓋保溫材料，進行保溫養護。該方法工藝相對較為簡單，而且成本極為低廉，一般情況下不用使用外部熱源，雖然相對較為節能環保，但混凝土強度增長的速度是比較慢的，因此較為適合使用在一些強度更高的混凝土上，這種方法很有可能會受到周圍環境的影響，所以使用范圍較為有限。綜合蓄熱法主要是在蓄熱法的基礎上，利用水泥水化反應產生的熱量及時進行養護，混凝土拌合的時候可以添加適當的外加劑，讓混凝土能夠盡早達到設計強度。這種方法重要的優勢就是工藝相對較為簡單，而且成本比較低。

暖棚法以及蓄熱法之間是有很大差別的，主要是通過使用外部設施提高養護溫度。在現場搭設暖棚就可以通過外部熱源完成加熱工作，溫度可以始終保持在一定范圍內，使混凝土的溫度達到標準要求。通過這樣的方法，可以讓冬季混凝土施工和其他季節之間的差異減小，從而提高工作效率，但是這樣的方法成本比較高。

蒸汽養護法，一般情況下，將蒸汽作為外部的熱源直接或間接給混凝土輸送蒸汽，確保混凝土養護溫度滿足施工要求。這種方法的優點是蒸汽熱量較高，而且濕度很大，成本較為低廉，缺點是溫度和濕度很難維持穩定均勻性，因此混凝土的強度很有可能會降低，若水蒸氣不穩定，熱能使用率就會相對較低，現場必須要增設更多的管道，因此工作難度變得更高。

4 結束語

綜上所述，在一些高原寒冷的地區進行冬季混凝土施工的時候，要重視配合比，選擇正確的外加劑，對原材料必須要預熱，同時注意混凝土的運輸保溫，以及對混凝土澆筑過程當中的溫度控制，要盡量避免混凝土因為受凍而出現凍害的情況，從而保證混凝土施工質量。