低溫環(huán)境下不同養(yǎng)護方式對風電工程混凝土施工質(zhì)量的影響研究

摘 要：低溫環(huán)境對混凝土的養(yǎng)護和強度發(fā)展會產(chǎn)生不可忽視的影響。基于此，探討低溫環(huán)境下不同養(yǎng)護方式對風電工程混凝土施工質(zhì)量的影響，并提出相應的養(yǎng)護策略，以確保施工質(zhì)量和工程可靠性。通過實驗室試驗和現(xiàn)場觀測，對比分析了不同養(yǎng)護方式下混凝土的強度發(fā)展、抗凍性能和耐久性，為風電工程混凝土施工提供了科學依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：低溫環(huán)境；養(yǎng)護方式；風電工程；混凝土施工質(zhì)量

中圖分類號：TM315" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）06-0109-02

0 引言

隨著全球?qū)稍偕茉吹男枨蟛粩嘣黾樱L電工程作為一種清潔、可持續(xù)的能源形式得到了廣泛應用。在風電工程中，混凝土作為風電塔基的主要材料，承擔著支撐和穩(wěn)定風力發(fā)電機組的重要任務。但是風電工程通常需要在低溫環(huán)境下進行施工，這給混凝土的養(yǎng)護和強度發(fā)展帶來了一系列挑戰(zhàn)。

由于水泥通過水化反應、凝結(jié)組合和硬化過程，使得混凝土自身強度得到充分發(fā)展。然而這些過程均需要一定的溫度，因此低溫環(huán)境下的混凝土施工存在著一些特殊問題，如混凝土的凝結(jié)時間延長、強度發(fā)展緩慢、抗凍性能下降等[1]。這些問題可能會對風電工程的施工質(zhì)量和工程可靠性產(chǎn)生不利影響。因此，研究低溫環(huán)境下不同養(yǎng)護方式對風電工程混凝土施工質(zhì)量的影響，對于確保風電工程的安全運行和延長使用壽命具有重要意義。

本研究旨在通過實驗室試驗和現(xiàn)場觀測，對比分析低溫環(huán)境下不同養(yǎng)護方式對風電工程混凝土施工質(zhì)量的影響。研究內(nèi)容包括混凝土強度發(fā)展和耐久性等方面的評估。實驗室試驗將通過控制溫度和濕度條件，模擬低溫環(huán)境下的混凝土養(yǎng)護過程，并對混凝土樣品進行強度測試和抗凍性能評估。通過現(xiàn)場觀測和數(shù)據(jù)收集，對不同養(yǎng)護方式下風電工程混凝土的實際施工質(zhì)量進行評估和分析。

通過對低溫環(huán)境下不同養(yǎng)護方式對風電工程混凝土施工質(zhì)量的研究，可以更好地理解混凝土在低溫環(huán)境下的行為特性，為風電工程的施工提供科學依據(jù)和技術(shù)支持，從而提高風電工程的施工質(zhì)量和工程可靠性，推動風電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

1 低溫環(huán)境下混凝土養(yǎng)護的影響因素

混凝土拌合物是由水泥、集料、拌和用水及外加劑等組成的混合物。在混合物拌制過程中主要發(fā)生的化學變化是水泥的水化反應，水泥水化速度與水泥細度有關(guān)，同時也是隨著溫度的變化而變化的，溫度越高，反應越快。所以低溫環(huán)境對混凝土的養(yǎng)護和強度發(fā)展產(chǎn)生了一系列影響，包括溫度和養(yǎng)護時間等因素[2]。

1.1 溫度對混凝土強度發(fā)展的影響

低溫環(huán)境下，混凝土的凝結(jié)時間會延長，導致混凝土強度的發(fā)展速度變慢。在0℃以下該過程基本停止，導致混凝土強度幾乎不再發(fā)展，嚴重時可導致實體混凝土凍裂，特別是在水化初期，凍結(jié)會使混凝土崩潰。而且早期受凍還會影響后期強度增長。這是因為低溫會降低混凝土中水的活性，減緩水化反應的進行。低溫還會影響混凝土中的膠凝材料的活性，使得膠凝材料的水化反應速率降低。因此，在低溫環(huán)境下，混凝土的強度發(fā)展需要更長的時間。

為了防止混凝土早期受凍而降低混凝土強度和耐久性，在施工中要注意了解并掌握當?shù)亻L、中、短期天氣預報。負溫下施工，要加強質(zhì)量控制工作，施工前編制詳細施工計劃，做好適當?shù)姆纼霰卮胧ㄈ绮捎帽乇桓采w已澆混凝土等），混凝土出機口溫度低于5℃時，應采用骨料預熱、加熱水溫的辦法，水溫不得超過60℃。此外還要進行倉面混凝土的保溫工作。

1.2 養(yǎng)護時間對混凝土強度和耐久性的影響

低溫環(huán)境下，混凝土的養(yǎng)護時間需要相應延長，以確保混凝土的強度和耐久性得到充分發(fā)展。養(yǎng)護時間的延長可以提供更多的時間給混凝土進行水化反應，從而增強混凝土的強度。此外，養(yǎng)護時間的延長還可以減少混凝土中的孔隙率，提高混凝土的致密性，從而提高混凝土的抗凍性能和耐久性[3]。

低溫環(huán)境下混凝土養(yǎng)護的影響因素主要包括溫度和養(yǎng)護時間。了解這些影響因素對混凝土的影響，可以為選擇合適的養(yǎng)護方式和制定科學的養(yǎng)護策略提供依據(jù)，以確保混凝土在低溫環(huán)境下的施工質(zhì)量和工程可靠性[4]。

2 實驗設(shè)計與方法

2.1 實驗材料和試件制備

依托公司承包的風電項目設(shè)備基礎(chǔ)混凝土標號C35，水灰比為0.44，采用項目所在地商混站提供的預拌混凝土，具有出廠合格證明，且按要求預留送檢試塊。澆筑混凝土基礎(chǔ)的同時制備了標準養(yǎng)護，常溫養(yǎng)護，保溫養(yǎng)護和加熱養(yǎng)護的試塊各9塊，試塊為150 mm× 150 mm×150 mm的標準立方體試塊。

2.2 實驗方案設(shè)計

為了研究養(yǎng)護溫度和養(yǎng)護時間對混凝土的性能的影響，對照組采用標準養(yǎng)護試塊，實驗組采用常溫養(yǎng)護、保溫養(yǎng)護和加熱養(yǎng)護三類，養(yǎng)護溫度和濕度方面，標養(yǎng)溫度為20℃（濕度98%），常溫養(yǎng)護約-10℃（濕度55%），保溫養(yǎng)護溫度約6℃（濕度98%），加熱養(yǎng)護溫度約35℃（濕度98%）。分別測量4類試塊7 d、14 d和28 d混凝土強度。

2.3 實驗參數(shù)和觀測指標

在實驗過程中，對混凝土試件進行一系列觀測和測試，主要觀測指標包括混凝土強度、外觀情況等，使用標準抗壓強度試驗方法進行測試。

2.4 實驗過程

按照方案要求制備混凝土試件，并進行標記然后，根據(jù)實驗方案要求分別進行不同養(yǎng)護方式的處理。養(yǎng)護方式可以包括標準養(yǎng)護（BY）、常溫養(yǎng)護（CY）、保溫養(yǎng)護（BW）、加熱養(yǎng)護（RY）。在養(yǎng)護過程中，嚴格控制溫度和濕度，確保養(yǎng)護效果的一致性。養(yǎng)護時間結(jié)束后，進行相應的混凝土外觀檢查和強度測試。

2.5 數(shù)據(jù)處理與分析

對實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，不同養(yǎng)護方式、不同齡期混凝土強度見表1。通過混凝土外觀觀察，標準養(yǎng)護試塊和加熱養(yǎng)護試塊孔隙和外觀情況較好，保溫養(yǎng)護試塊次之，常溫養(yǎng)護試塊孔隙較多，且存在不同程度的掉渣凍害情況。

從不同齡期混凝土強度檢測結(jié)果分析，常溫養(yǎng)護試塊強度最低，主要原因室外溫度約-10℃左右，不利于混凝土內(nèi)水泥水化反應，且存在一定凍害，破壞了混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響了強度的形成；保溫養(yǎng)護試塊強度優(yōu)于常溫養(yǎng)護試塊，主要是由于養(yǎng)護條件得到改善，保證了混凝土未產(chǎn)生凍害，但是由于溫度較低，混凝土強度增長較慢，但基本能夠滿足現(xiàn)場設(shè)備安裝要求；加熱養(yǎng)護試塊前期強度上升最快，7 d齡期時已超過混凝土強度的80%，但是加熱養(yǎng)護的條件苛刻，在現(xiàn)場施工過程中需投入較多的人力物力和資金。

由此可見，水泥的水化與溫度密切相關(guān)，成正比關(guān)系，環(huán)境溫度越高，水泥水化越快，環(huán)境溫度越低，水泥水化越慢。本試驗室外養(yǎng)護條件的環(huán)境溫度是較低的，水泥自身水化緩慢且水化不充分，水化緩慢時就會形成被水化物包裹的未水化顆粒，被包裹在中心的未水化水泥，由于接觸不到水分，就很難再水化，由此造成水泥水化不充分。

水泥水化不充分又導致了水化產(chǎn)生的氫氧化鈣少于正常水化的混凝土中的氫氧化鈣，這樣就形成了連鎖反應，導致需要氫氧化鈣來水化的礦粉、粉煤灰由于得不得充分水化所需要的氫氧化鈣，也不能充分水化，從而進一步影響了混凝土強度的發(fā)展。所以要想使得混凝土強度能正常發(fā)展，必須重視混凝土的早期養(yǎng)護溫度。早期混凝土得到很好的養(yǎng)護，膠材充分水化，混凝土強度才能正常發(fā)展，才能保證混凝土質(zhì)量。

3 結(jié)束語

通過對低溫環(huán)境下不同養(yǎng)護方式對風電工程混凝土施工質(zhì)量的研究和分析，得出以下結(jié)論：

溫度是影響混凝土強度發(fā)展的關(guān)鍵因素。低溫環(huán)境下，混凝土的凝結(jié)時間延長，強度發(fā)展速度變慢。因此，在低溫環(huán)境下，需要延長養(yǎng)護時間，以確保混凝土的強度得到充分發(fā)展。

不同養(yǎng)護方式對混凝土施工質(zhì)量的影響存在差異。保溫養(yǎng)護和加熱養(yǎng)護可以提高混凝土的溫度，加快水化反應速率，促進強度發(fā)展。常溫養(yǎng)護下，混凝土的強度發(fā)展較慢。因此，在低溫環(huán)境下，采用保溫養(yǎng)護或加熱養(yǎng)護方式可以提高混凝土的施工質(zhì)量。

通過對低溫環(huán)境下不同養(yǎng)護方式對風電工程混凝土施工質(zhì)量的研究，在低溫條件下混凝土施工過程中，加熱養(yǎng)護試塊的強度＞保溫養(yǎng)護試塊的強度＞自然養(yǎng)護試塊的強度。實際施工過程中不能僅僅從強度方面來選擇養(yǎng)護方式，經(jīng)過試驗研究，應從工期、溫度、經(jīng)濟性綜合考慮。若工期充足溫度不低于-5℃，建議選用保溫養(yǎng)護方式，經(jīng)濟性可靠性較強；若工期緊溫度低，建議選用加熱養(yǎng)護方式，成本雖然提高，但混凝土強度上升較快，可以縮短養(yǎng)護周期滿足現(xiàn)場設(shè)備安裝條件。

參考文獻

[1] 周洋，武英杰.低溫環(huán)境混凝土質(zhì)量控制研究綜述[J].海河水利，2023（1）：111-113.

[2] 陸旭，李學一.淺析低溫環(huán)境中建筑工程混凝土施工技術(shù)[J].四川水泥，2023（6）：162-163.

[3] 文佳.冬季混凝土施工技術(shù)及預防措施[J].科技與創(chuàng)新，2023 （4）：112-114.

[4] 成麗華.低溫環(huán)境下橋梁混凝土施工質(zhì)量影響因素分析及解決方法探討[J].低碳世界，2016（10）：206-207.