簡析水利工程冬季混凝土施工技術

摘 要：水利工程是利國利民的基礎性建設，其具備工程規(guī)模浩大、工程成本高、質(zhì)量要求嚴格等特點。水利工程的施工質(zhì)量是社會各界廣泛關注的焦點。尤其是在冬季施工中，存在一系列的問題，筆者結合自身經(jīng)驗對水利工程冬季混凝土的施工原理進行分析，并在此基礎上對水利工程冬季混凝土施工技術進行論述。

關鍵詞：水利工程；冬季混凝土施工；原理

水利工程的施工易受到外界因素的影響，環(huán)境氣候的變化在一定程度上增加了水利工程的施工難度。對此為了有效的保證水利工程的質(zhì)量，相關人員應重視冬季混凝土施工的研究，促進我國工程建設的不斷發(fā)展。

1 水利工程冬季混凝土的施工原理

1.1 工程施工期的氣溫標準

就我國目前的施工技術而言，對水利工程冬季混凝土的施工制定了下列氣溫標準：一是嚴寒地區(qū)的日平均施工氣溫，應穩(wěn)定在5攝氏度以下；最低氣溫應穩(wěn)定在3攝氏度以下；二是氣候溫和的地區(qū)日平均施工氣溫，應穩(wěn)定在3攝氏度以下，且穩(wěn)定其應持續(xù)5天以上；三是在冬季混凝土施工過程中，采取全面保溫措施的氣溫標準存在一定的滯后，因為在入冬期間，氣溫雖然降至零下，堆料溫度高于外界氣溫，但若氣溫轉(zhuǎn)暖，堆料的溫度回溫較慢，仍處于零下。對此，水利工程在冬季施工時，應結合入冬與冬季結束兩個關鍵點，采取相應的混凝土施工措施。

1.2 混凝土受凍對其性能的影響

對混凝土的性能進行研究，混凝土在進行攪拌澆灌后能產(chǎn)生硬化并達至最強硬度，最主要的原因就是具有水泥水化反應。另外水泥水化反應的速度不僅與混凝土自身材質(zhì)及配合比有關，還受到內(nèi)外溫度變化的影響，溫度逐漸升高，則加速混凝土水化反應的速度，在溫度低于零攝氏度時，混凝土中一部分的水分出現(xiàn)結冰，進而降低了水化反應的速度，混凝土水化反應一旦降低，將影響到混凝土的硬化速率與效果[1]。

2 影響混凝土質(zhì)量的因素分析

混凝土內(nèi)的水分結冰后將增加9%，混凝土內(nèi)游離狀態(tài)水分越多，將受到越大的凍脹應力，凍脹的體積在解凍之后無法縮回去，殘留出空鼓。因此，新拌的混凝土在受凍后極易產(chǎn)生空隙。若混凝土空隙率提高15%，整體強度將降低10%。若凍脹應力過大直接產(chǎn)生裂縫，則嚴重的破壞了混凝土的結構，對整體強度造成嚴重影響。

通常骨料周邊，存在一層水膜或水泥膜，一旦受凍將對膜的粘結力造成嚴重影響，在解凍后也無法恢復。據(jù)相關試驗表明，若膜失去粘結力，將導致混凝土強度下降14%。

在混凝土內(nèi)水分結冰與溶解的過程，都將出現(xiàn)水分轉(zhuǎn)移的情況，若混凝土在表面溫度較低時受凍，水分結冰引起的凍脹應力將使水分擠向混凝土的內(nèi)部。而在解凍時外部先行溶解，以致混凝土內(nèi)部應力增加，水分又被擠向表層，水分出現(xiàn)反向遷移，水分體積在結冰與解凍的過程出現(xiàn)反變化，以致混凝土的各個組分發(fā)生相對移動，這類情況對新拌混凝土強度較低時，易引起結構性的裂縫[2]。

3 水利工程混凝土施工配料標準分析

3.1 相關要求

在混凝土配料方面不僅要滿足施工人員提出的混凝土強度等級要求，還應對水利工程混凝土施工的和易性要求進行保證。和易性包括了粘聚性、流動性及保水性三類性能。混凝土的流動性是保證混凝土能夠均勻密實的填充模板的主要性能，流動性的大小直接反映了混凝土拌合的稀稠坍塌度。混凝土運至工地后，流動性確定了工程澆搗施工的難易與周期，進而影響混凝土的質(zhì)量。

混凝土具有良好的粘聚性，能保證混凝土在運輸及澆注過程中不發(fā)生離析問題，混凝土入模后通過振搗，由于砂漿無法包裹石子以致漿向下流動，石子殘留表層，僅有石子而沒有漿不能保證混凝土均勻穩(wěn)定的性能。若在混凝土施工中，一部分的水分離析至表層，表示混凝土的拌合物缺乏保水性，密實性不良，進而對混凝土的強度及耐久性造成影響。

3.2 杜絕裂縫生成

冬季混凝土施工，混凝土的內(nèi)外溫差不宜大于25攝氏度，盡量選擇水化熱較低的配合比。對此混凝土的材料品質(zhì)及配合比，影響著混凝土熱學及力學性能，能夠從控制混凝土絕熱升溫及改善抗裂性能等方面杜絕裂縫的生產(chǎn)。通常應選擇低放熱的水泥、控制水泥的用量進而使混凝土的絕熱升溫得到控制；摻入減水劑粉煤灰等控制含水量，進而提高混凝土的和易性與強度；另外選擇材質(zhì)優(yōu)良、級配科學的骨料，能夠降低混凝土的線脹系數(shù)，摻入膨脹劑及減縮劑等，控制收縮量。對混凝土的水灰比進行控制，獲得一定的混凝土強度離差系數(shù)，改善混凝土強度保證率，還要重視含水量的檢測。進行水與砂的配料時，應適當降低水量，提高砂量控制拌合水的配比量。在配料計量時應進行砂水補償。

嚴格的根據(jù)設計要求配比進行施工，以免在混凝土澆筑時需要現(xiàn)場加水，科學安排混凝土的澆筑順序，防止?jié)仓炷習r交接面間歇過長導致產(chǎn)生薄弱位置。水利工程中大壩水工混凝土，宜使用薄層、短間歇、上升均勻的方式進行澆筑，不宜突擊式澆筑一處混凝土，并保證必要的停歇，相鄰兩壩塊不宜存在過大高差及側面的暴露。另外，混凝土初凝時應進行二次抹面，將表面積水清除，防止出現(xiàn)早期的干縮開裂[3]。

4 攪拌及澆注混凝土的要求

4.1 摻加防凍劑

水利工程冬季混凝土施工最為經(jīng)濟便捷的方式就是摻加外加劑。與其他措施而言具有降低投資、減少能耗、節(jié)省設備維修等優(yōu)點，還能節(jié)約冬季費用。

4.2 預熱材料法

預先加熱砂與拌合水，再攪合拌合混凝土。利用蒸汽或鐵板加熱的措施預熱骨料。加入熱水及砂時，最高溫度不宜超過60攝氏度，水溫不宜超過80攝氏度，若溫度過高易使水泥發(fā)生假凝。材料預熱法能夠為水泥水化反應提供良好的條件。若蓄熱保溫措施良好，能保證混凝土澆筑后溫度保持入模溫度不變。據(jù)相關試驗表明，環(huán)境溫度為10攝氏度時，入模溫度應保持在20攝氏度左右，因此良好的蓄熱保溫措施做得好，使混凝土溫度得到保證，那么C20混凝土在2天之內(nèi)能夠超過3.5MPa。若環(huán)境溫度低于0攝氏度，則只能加熱水，不能加熱砂。

4.3 保溫蓄熱法

通常使用覆蓋物對混凝土的入模溫度及水化熱散發(fā)的溫度進行保持，以免受到環(huán)境低溫的影響。保溫蓄熱措施是現(xiàn)階段保證水利工程冬季混凝土施工的主要辦法，不僅簡單，且價格低廉。通常選用塑料膜及巖棉被進行覆蓋，另外也可考慮使用稻草、鋸末等，此時需要防止火災發(fā)生。因此塑料膜及巖棉被是最好選擇，對保溫及保水都有良好效果。

5 養(yǎng)護混凝土的要求分析

冬季混凝土施工應重視養(yǎng)護，在環(huán)境溫度不變的條件下應重視下列內(nèi)容：一是加強早期凝結；二是加入防凍劑，控制冰點。為了保證混凝土早期不受凍損引起質(zhì)量問題，施工人員應加強與拌合站技術人員的交流，并掌握最近幾天的天氣條件，便于混凝土材料量的調(diào)節(jié)。使用養(yǎng)護劑進行養(yǎng)護，由于具有一定的水化熱反應，產(chǎn)生膠態(tài)水化物，使混凝土孔道受阻，降低了混凝土的孔隙率，改善了混凝土的密實性，進而得到良好的防滲性[4]。

6 結束語

綜上所述，水利工程冬季混凝土施工受到了社會各界的關注，在混凝土施工時，應嚴格根據(jù)設計要求實施，嚴格控制混凝土施工質(zhì)量，進而使水工混凝土的使用壽命得到保證，并降低了施工成本，保障工程質(zhì)量，實現(xiàn)經(jīng)濟、安全的水利工程冬季施工。

參考文獻

[1]田波.水利工程冬季混凝土施工技術探析[J].科技與企業(yè)，2013，20：219.

[2]田波.水利工程冬季混凝土施工技術探析[J].科技與企業(yè)，2013，20：219.

[3]沈麗華.淺析水利工程冬季混凝土施工技術[J].科技信息，2012，31：408+414.

[4]李紅春.談水利工程冬季混凝土施工技術探討[J].四川建材，2011，02：196-197.