有关水利工程混凝土冬季施工技术的研究

摘要：水利工程混凝土在冬季施工，由于受到气温等条件的影响，其施工难度和要求更高。一旦混凝土温度控制把握不好，会严重影响混凝土施工质量，对此，本文阐述了建筑工程混凝土冬季施工过程中存在的问题，总结出混凝土冬季施工的措施。

关键词：混凝土；冬季；水利工程；施工技术

引言

混凝土在冬季施工有其特殊性及复杂性，在冬季季节进行施工也是工程质量问题出现的多发季节。所以采取适当的施工方法，避免新浇的混凝土早期浸冻，使外露的混凝土跟冬季气温保持较小温差，是保证工程质量，提高工程进度，并减少能耗及材料消耗的关键。

1. 混凝土冬季施工的一般原理

我国北方的冬天极其寒冷，由于时间的限制，许多工程需在冬季施工。混凝土在低温条件下，水化凝结显著放缓，阻碍了强度的增长。实践已经证明，当温度在一20%，混凝土的凝固作用消失，内部水分开始冻结。混凝土松散，强度和防渗性能减弱，承载能力的大大下降。

大量研究表明[1]，新浇混凝土冻结期前有一端预养期，可以通过增加其内部的液体，减少固相，以加速水泥的水化。试验研究还表明[2]，混凝土冷预养的时间越长，强度损失越少。混凝土化冻后继续养护，强度将增加，但增长速度大小不一。经过长时间的预养期，获得初期强度较多的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。对于短期的安全预养期，较低的初始强度混凝土受冻后，后期强度有不同程度的损失。混凝土化冻后继续养护，其强度将继续增长，但增长的速度不同。

2.混凝土冬季施工存在的问题

混凝土是水利工程建设施工的关键组成部分，混凝土质量的高低与稳定性，对水利工程的质量有很大影响。由于冬季气候条件的特殊性，使混凝土浇筑效果发生明显变化，当气温越低，混凝土水化作用发挥程度就越低，导致整个工程进度和质量受损。混凝土冬季施工给工程带来了诸多不利的影响，具体表现主要有以下四点。

2.1钢筋的锈蚀与混凝土裂缝

由于氧化锈蚀钢筋伴随着体积膨胀，导致混凝土沿着主钢筋或箍筋方向产生裂缝；安定性不良的混凝土水灰比太大，早期强度低，脱水太快会引起开裂。从边缘向中心移动的混凝土内部水分，所形成的压力也将引起轴向的裂缝。

2.2结构疏散与水分转移

混凝土冬季由于水分转移，结构疏散，其表面将会呈现出土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑和混凝土表面出现冰晶和其他特性。同时由于混凝土内部压力、

温差湿度差，使水分从边缘向中心移动造成空隙。

2.3表面起灰

主要是因为混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，再加上养护温度低，水泥的水化趋向停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。

2.4混凝土表面返霜即结晶腐蚀。

冬季环境温度低，使混凝士表面和内部发生冻融损伤，导致混凝土表面强度低、块体冻胀破裂、表面剥落脱皮等质量问题。

3. 混凝土冬季施工的方法

在冬季混凝土施土中，一般要解决以下几方面问题：一是确定混凝土最佳的养护龄期；二是防止混凝土早期受冻，三是使冻后混凝土的后期强度能达到设计的需要。在实际施工中应结合工程的气候环境、工程的结构状况、工期紧迫程度等因素，综合应用各种措施才能有效地应对冬季施工问题，保证工程施工进度及工程质量。根据实际情况，一般可以采取以下几种措施

3.1 注意收集施工地冬季温度变化资料

对于符合建筑工程冬季施工规程规范规定的冬季施工标准时，就应按冬季施工规范进行施工，只有这样才能防患于未然。

3.2做好原材料的试验复试及材料的配合比

在冬季施工中的原料需要重新测试的情况下，必须重新测试拦截不合格材料，另外冬季混凝土施工常使用一些不同的外加剂，随着气温的不断变化而变化剂量，加上目前假冒伪劣产品充斥市场，如不复试直接用于工程，将给项目带来的严重后果。

3.3 调整混凝土配合比

主要适用于在0℃左右的环境。混凝土拌和物坍落度要控制在10～30mm 之间，水胶比为0.5，以防止混凝土冻伤。为了减少拌和用水量、降低混凝土的坍落度、提高混凝土的耐久性，需采用二级配碎石为粗骨料，控制砂率为36%，用0.8%的FDN-800 型高效引气减水剂为胶凝材料，掺入30%粉煤灰。

主要方法是：（1）选择恰当的水泥品种。应使用早强硅酸盐水泥，该水泥在与各种水泥的对比中，释放强度最高，抗压强度大约是普通水泥的一倍以上，抗压效果显著，施工实践证明：选择适当的水泥进行冬季施工，是提高混凝土抗冻的重要手段。（2）掺用引气剂。引气剂是指在混凝土中，经搅拌能引入大量分布均匀的微小气泡的外加剂。当混凝土具有一定强度厚受冻时，空隙中部分水被冻胀压力压入气泡中缓解了混凝土受冻时的体积膨胀，故可防止冻害。常用的引气剂有松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐等。（3）采用外加剂是一种比较简单而经济的方法。它比之于电热法、蒸汽法、暖栅法，远红外法等措施加热，设备投资、能源消耗、设备维修都町省去，还可节约冬季费用[3]。

3.4混凝土的温差控制

主要为外部加热法，用于气温一10摄氏度以上且并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，使热传递到混凝土，或直接加热混凝土，接近于正温下能正常硬化。（1）火炉加热。通常在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳容易使新浇混凝士表面碳化，影响质量。（2） 蒸气加热：主要有气套法、构件内部通气法两种。蒸气加热使混凝土在湿热条件下硬化，此法较易控制，加热温度均匀，但需专门的锅炉设备，费用较高，且热损失较大，劳动条件亦不理想。施工时应严格控制升温、降温速度，防止混凝土产生裂缝。（3）电加热。电加热法主要有电极法、电热器法、电磁感应法等。把钢筋作为电极，或将电热器贴于混凝士表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度。当表面干燥时，应停止加热，并浇水湿润表面。 （4）红外线加热。用高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封辐射加热。

3.5 减少混凝土运输次数

冬季的混凝土运输应尽量减少转运次数，最好采取一次直接运送。运输设备需配备紧实的防风工具，并尽可能加以保温，减少热量在运输过程中丢失，各种运输设备在工作结束后，必须马上用蒸汽或热水冲洗干净；恢复工作时要首先加热。此外，在基岩或老混凝土上浇筑前，应先检查混凝土表面温度是否为负温，如果是负温，应用热水或蒸汽加热成恒温，加热深度不应小于10cm[4]。

3.6 混凝土的浇筑方式

在新混凝土浇筑前应加热使结合面有5℃以上的温度，浇筑完成后，应采取措施使混凝土结合面继续保持正温，直至新浇混凝土获得规定的抗冻强度各种结构部位的混凝土浇筑施工（箱梁、板梁等具备蒸汽养生条件的除外）宜选择在白天等气温较高的时段进行。现场合理调配机械，争取在气温急聚降低前完成浇筑。与气象站联系，随时掌握天气动态，外界气温低于0℃时不施工。

4. 结语

混凝土在冬季的施工质量，关键是防冻保温，只有做好了混凝土的防冻保温措施，才能提高其施工质量，使混凝土早期强度得到较好的提高，又保证混凝土的抗裂性能和抗冻性能。当然，在实际工程施工过程中，一定要结合工程具体情况，灵活采用与之相适应的质量控制措施，来保证混凝土冬季施工保质保量的完成。

参考文献

[1]高洪才.冬季水利工程混凝土施工技术及养护措施[J].广东科技2009，18

[2]郭延平.混凝土冬季施工探讨[J].山西建筑，2008，34（21）：45―47.

[3]郭元峰.混凝土冬季施工技术探讨[J].陕西建筑，2010，（6）：58―60.