水利工程冬季混凝土施工技术探究

吴其勇

摘要：随着我国经济的飞速发展，水利建设事业更是蓬勃发展。水利工程通常具有规模大、周期长、流水作业的特性，加之水利工程受河道行洪影响，一些水利工程必须在汛期完成，因此冬季施工不可避免，但是冬季施工影响最大的就是混凝土施工。水利工程冬季混凝土施工技术引起业内人士的关注，成为重点研究课题。本文简单分析了水利工程冬季混凝土施工时易出现的问题，并对施工技术进行初步探讨，以供同行借鉴。

关键词：水利工程；冬季；混凝土施工技术

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在冬季低温天气里，混凝土水化作用效果明显减弱，强度增长变缓，这就对工程的施工进度和施工质量造成了相当大的影响。通过长期的施工实践，总结了以下几点可以改进这个问题的策略。一、水利工程冬季混凝土施工时易出现的问题1、结构疏散和水分转移现象。如果有结构疏散和水分转移的混凝土，其表明呈冰晶，土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑的特性。而且由于混凝土内部压力，湿度差，温差等原因，会造成水分从边缘向中心移动造成空隙现象。2、结晶腐蚀现象。混凝土硬化后出现表面返霜现象，由于外加剂溶液通过毛细管的作用渗透到混凝土表面，并且由于混凝土表面的水分逐渐蒸干，因此出现结晶腐蚀现象。3、钢筋的锈蚀和混凝土出现裂缝现象。在水利工程中出现钢筋的氧化锈蚀导致体积膨胀引发的混凝土沿主钢筋或者箍筋方向产生裂缝现象。如果使用的水泥安定性不良，混凝土的水灰比超标，在冬季早期强度不足，失水太快也会引发混凝土开裂现象。4、表面起灰现象。所说的表面起灰现象是指砂浆和粗骨料互相脱离，表面出现灰状，骨料裸露的现象。主要是因为混凝土混合物水灰比太大，泌水，离析等情况严重，保水性，聚粘性太差，在加上冬季气温过低，养护温度不足，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速蒸发，导致了表面起灰现象的发生。5、混凝土受低温冻害损伤引起的冻融损伤现象。这主要是由于混凝土块体浇筑后因环境低温，导致混凝土表面冻融损伤现象发生，会造成混凝土表面剥落，脱皮，表面强度低。 二、水利工程混凝土冬季施工的具体技术对策（一）选择混凝土材料是关键

1、针对混凝土的主要材料水泥的选材，要根据冬季气候特点，选择高抗冻性水泥。目前我国水泥市场上水泥的抗冻性强弱不一，其中硅酸盐水泥的抗冻性最好，普通硅酸盐水泥与矿渣硅酸盐水泥的抗冻性次之，火山灰和粉煤灰硅酸盐抗冻性能最低。在冬季进行水利工程施工的过程中要根据气候条件优先选择抗冻性能好的水泥，并且对水泥标号、水泥用量、水灰比等问题做严格的要求，一般水泥标号不得低于32.5号，水灰比不应大于0.6。2、冬季施工，应对混凝土掺合材料进行细致的分析研究，例如：掺入减水剂、早强剂、速凝剂、防冻剂等对提高抗冻性效果显著的外加剂时，要严格按照参量表进行配比，认真对掺合材料对混凝土抗冻、抗渗等性能的影响进行仔细分析，避免掺合材料对混凝土造成不利影响。3、混凝土所选用的骨科必须保持清洁，混凝土对骨科的掺杂有严格的要求，骨科中不得含有易冻裂的矿物质和冰雪冻结物，同时在含有钠离子与钾离子等防冻剂的混凝土中，所使用的骨科不得含有活性材料，以免发生化学反应，影响混凝土的稳定性。另外，对搅拌混凝土材料的水进行严格要求，对混凝土进行搅拌一般采用可供饮用的自来水和纯净的天然水，严禁使用污水、工业废水、pH值小的酸性水、硫酸盐含量超标的水对混凝土材料进行搅拌。与此同时，为了在施工中为了减少冻害，还可通过在水中加入高效减水剂来控制工程塌陷度，降低配合比中的用水量。（二）混凝土的搅拌技术1、调整混凝土配合比的方法。这种方法主要是用在气温在零度左右时的混凝土施工。首先，选取早强硅酸盐水泥，这种水泥水化热较大，并且在早期释放的强度最高，一般情况下，三天的抗压强度就相当于普通硅酸盐水泥七天时的强度效果。然后，降低混凝土中的水灰比，略增加水泥的用量，从而增加水化热，使得到达龄期强度的时间大大缩短。在保持混凝土配合比不变的情况下，再加入引气剂，产生的气泡即可增加水泥浆的体积，使得拌合物的流动性增高，改善混凝土的粘聚性和保水性，缓冲混凝土内部因水结冰产生的冰压力，从而提高混凝土的抗冻性。加入早强外加剂，使得混凝土的凝结时间变短，提高早期的混凝土强度。最后选择颗粒强度高且缝隙少的集料，使其热膨胀系数相近于周围砂浆膨胀的系数。2、采取蓄热法，这种方法主要是气温在零下10度左右或者结构比较厚大工程时使用。具体来说，先对原材料进行加热，比如水，砂，石等，通过加热的方式，使得混凝土在搅拌，运输和浇灌后，还能储备相当多的热量，使得水泥水化放热速度较快，且对混凝土具有保温效果，可以保证新浇混凝土在内部温度降到零度以前可以具备足够的抗冻能力。这种方法既便捷又经济，不过要注意外部保温，避免外露表面和棱角混凝土受冻，并且要适当延长养护龄期。3、所谓外部加热法是在混凝土搅拌过程中采用外部加热法。在-10℃以下的气候条件下，针对并不厚且较小的部位，采用对混凝土构件周围的空气进行加热，对混凝土进行热传递，另一种做法为直接加热混凝土，使混凝土处于正温条件下进行正常硬化。外部加热法主要有以下几种办法。1）火炉加热法。一般适用于在较小的工地使用，火炉加热法使用方法简单，室内温度不高并且比较干燥。但在加热的过程中，放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，继而影响混凝土质量。2）蒸气加热法。即通过蒸汽使混凝土在湿热条件下硬化，加热过程较容易控制，混凝土表面受热均匀。但这种方法需采用专门设备，加热成本较高，加热过程中热量损失严重。3）电加热法。即以钢筋作电极，或将电热器与混凝土表面直接接触，使电能直接转化为热能，来提高混凝土的温度，这种方法使用简便，易控制且热损失少，但加热过程中电能消耗量大。（三）水利工程混凝土的浇筑技术混凝土的浇筑必须讲求方式方法，在混凝土浇筑前，必须将模板和钢筋表面杂物清除干净，尤其对新老混凝土接缝处的冰雪及垃圾要清理彻底，一般在对混凝土浇筑气温低于零下10℃时，采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。对混凝土的灌注在任何情况下均不低于5℃，对细薄截面混凝土结构的灌注温度不宜低于10℃，对混凝土采用分层连续灌注的过程中，必须一气呵成，每层灌注厚度不小于20cm，并采用机械捣固。

（四）水利工程混凝土冬季养护技术第一，采用抗冻剂，增强水利工程混凝土的抗冻性，在混凝土外露部分使用草袋或彩胶布加以覆盖，切不可进行浇水养护。其初期养护温度应在抗冻性要求的温度之上，当低于其温度并且混凝土强度在3.5N/mm2以下时，应及时予以保温。第二，留意气候变化，当冷空气来袭或者遭遇雨雪天气时应将混凝土工作加以停止，等到气温上升后方可进行。第三，改用夜间浇筑，在人工振浆或最开始抹面压砂平整后覆上保温层，等到白天气温上升到0℃之上时再进行最后的工序-抹面与压纹。

结束语：在冬季水利工程施工建设中，只有认真做好混凝土在冬季水利工程施工过程中的的技术改进与创新，才能保证水利工程顺利实施，保障工程质量。参考文献：[1]王书敏.桥梁砼冬季施工注意事项浅谈[J].科技致富向导，2011，（04）[2]孙向峰,孙向东.冬季混凝土施工刍议[J]水利天地，2010，（06）