關于青藏高原地區冬季施工技術措施探討

王明方　王立平

摘要：青藏高原地區冬季溫度低，環境嚴峻，工程施工難度大。本文主要針對青藏高原地區冬季混凝土施工過程中的施工技術及質量控制措施做重點分析，以擴大混凝土冬季施工應用區域，保障冬季嚴寒地區的混凝土施工質量。

Abstract： The temperature in the Qinghai-Tibet Plateau is low in winter， the environment is severe， and the construction is difficult. This paper focuses on the construction technology and quality control measures during the concrete? construction in winter in the Qinghai-Tibet Plateau to expand the concrete application area in winter and ensure the quality of concrete construction in the cold winter.

關鍵詞：青藏高原;冬季;施工技術

Key words： Qinghai-Tibet Plateau;winter;construction technology

中圖分類號：U416.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）33-0028-02

1? 青藏高原地區冬季混凝土施工難點

1.1 確定混凝土最短養護齡期難度大

在混凝土施工以后，當其達到臨界抗凍強度以后，冬季的低溫對其的凍害影響相對較小，其28d的強度與正常狀態下的混凝土強度相差較小，因此，在青藏高原地區的冬季混凝土施工時，如何確定混凝土的臨界強度是關鍵問題。在實際混凝土澆筑施工以后，要求混凝土的養護時間大于混凝土強度達到臨界抗凍強度。同時，在冬季混凝土施工時，還需要綜合考慮工程施工成本因素，若混凝土養護時間延長，盡管對于混凝土的強度有作用，但是相應的工程施工成本也會相應的增加。

1.2 如何防止混凝土早期凍害

在冬季混凝土施工過程中，需要考慮混凝土澆筑施工以后的早期防凍害的問題，如何有效地防止混凝土在低溫環境中的防凍害是青藏高原地區冬季混凝土施工的質量控制難點。解決思路需要從保障混凝土澆筑后的低溫環境中的保持正常的水化作用，相對較為簡單的解決方式是蓄熱和防護，確保混凝土強度達到臨界強度之前保持正常的水化作用。

1.3 如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求

研究表明，若混凝土的早期強度經受凍害影響，或者其遭受長期、反復的凍融的影響，其強度和耐久性會存在不同程度的影響，例如，混凝土的抗壓強度和抗滲性能會發生一定程度的降低，因此，需要考慮混凝土冬季施工后的養護工作。在青藏高原地區冬季混凝土施工時，需要結合現場的實際溫度、工程結構特點、工程施工工期等，選擇合適的水泥品種、減水劑、早強劑、抗凍劑等，以及選擇適宜的施工工藝。

2? 青藏高原地區冬季施工技術

2.1 抗凍混凝土的配合比設計

在青藏高原地區，溫度基本均在-10℃以下，需要配置抗凍混凝土，其配合比設計成為重要的環節。在抗凍混凝土配合比設計過程中，需要充分考慮混凝土的澆筑施工方法、養護方式，并根據溫度條件、工程結構的特點等因素合理設計配合比。同時，還需要考慮混凝土的早期強度、水化硬化過程中釋放的熱量等因素。在冬季低溫環境中，混凝土澆筑以后，水化硬化的速度相對較慢。在水泥品種選擇時，需要考慮標號為425以上的硅酸鹽水泥，或者具有早強特性的水泥。

此外，為了降低混凝土的凍害影響，在配合比設計時，需要降低拌合料中的含水量可以明顯降低混凝土遭受凍害的影響，可以選擇粗骨料的方式降低混凝土用水量。

2.2 冬季混凝土施工工藝

冬季混凝土施工時，需要提高原材料、施工環境的溫度。在水泥儲藏方面，需要將水泥儲藏在溫度高于5℃以上的暖棚中;儲藏砂石的堆場需要設置一定的坡度，從而有利于正常的排水，避免地面積水受凍使得砂石的凍結，且砂石堆的表面需要采用具有一定保溫效果的帆布進行覆蓋，從而可以避免雨雪進入砂石堆中。

同時，在混合料加料過程中，需要注意混合料中的冰雪凍塊，其不僅會消耗混合料的溫度，且還會使得混合料的溫度難以進行有效控制，并且粒徑較大的凍塊在攪拌過程中也無法充分的融化。若混凝土中含有無法融合的凍塊而直接澆筑以后，其會對結構的耐久性產生一定的影響，因此，在混凝土的拌合料加入過程中，需要對冰雪凍塊進行剔除，或者采用加熱水、加熱凍塊的方式進行融化凍塊。而采用加熱水融化凍塊的方式可以有效地提高拌合物的溫度，且加熱水的方式也比較容易實現。在采用加熱水的方式融化凍塊時，熱水溫度不宜超過80℃，若水溫度超過80℃時，水泥會發生凝結而形成塊狀物，因此當水溫度超過80℃時需要調整加入原材料的順序，一般應先加入骨料，使得熱水與骨料溫度保持一致，且可以適當的降低水溫，然后再加入水泥進行充分拌合。根據施工經驗可知，當施工區域的平均溫度高于-5℃時，僅需要采取加熱水的方式，即可滿足混凝土充分拌合的要求;當平均溫度低于-5℃時，還需要充分考慮將砂石進行加熱。

在進行混凝土澆筑施工時，需要將附著在鋼筋、模板上的冰雪進行清理，且不可采用蒸汽進行直接融化的方式進行融化冰雪，避免融化的水在模板底部重新進行結冰。在混凝土振搗施工以后，需要及時對裸露的混凝土表面進行塑料薄膜進行覆蓋，從而可以防止混凝土出現凍融脫落現象。若在凍脹的地基基礎上進行混凝土澆筑施工時，需要先對地基進行加熱處理，保障混凝土施工質量。

在混凝土養護結束以后，可以對保溫層和模板進行拆除，但是由于混凝土結構的強度未完全達到設計要求，且混凝土結構內部的溫度與環境溫度存在差異，為了確保混凝土結構的穩定性和耐久性，不可以拆除受力構件的保溫層和模板，而對于非受力構件，可以進行保溫層和模板的拆除，從而可以保障結構具有充足的承載能力。

2.3 冬季混凝土養護措施

2.3.1 正溫養護

由于冬季氣溫處于0℃以下，為了確保在混凝土澆筑完成以后保持加好的水化硬化反應，可以采取保溫措施，使得澆筑之后的混凝土處于正溫環境中，待其強度達到臨界抗毒強度以后，逐漸將溫度降至0℃以下，這種方式稱為正溫養護。

正溫養護的具體實施方式是：原材料加熱、攪拌過程加熱、運輸過程中保溫。若環境溫度極低，則還需要對模板和施工縫的原混凝土進行預先加熱，從而確保混凝土正常的進行水化硬化反應。

2.3.2 負溫養護

負溫養護的做法是在混凝土拌合物中摻加防凍劑，在混凝土終凝之前，混凝土表面的溫度已降至0℃以下，其在該負溫環境中進行硬化，該養護工藝操作簡單，節約能源，但是該養護方式混凝土的強度增加的較慢。

負溫養護主要適用于平均氣溫不低于0℃或者極端最低氣溫不低于-16℃的環境中，且對混凝土的強度增長要求不高的混凝土構件，特別是對于混凝土養護工藝無法實施的區域。

3? 青藏高原地區冬季混凝土施工質量保障措施

3.1 嚴格篩選原料

為降低混凝土的孔隙率，增大摻砂率，在原料選擇時，要選擇使用那些泥量少的材料，使得水泥的性能能夠最大化滿足混凝土結構的要求。

為了防止混凝土受凍，需要減少混凝土中的孔隙，而引起混凝土孔隙結構變化的原因主要有：水泥粉的粉磨細度越大，粉體比表面積越大，在摻入水后，部分水泥粉發生水化后，凝結在顆粒表面，形成一層水化膜，使得外來水分無法滲入內部對顆粒進一步水化，無法令水泥顆粒內部產生致密水化物，從而影響孔隙結構。相關專家研究發現，當水泥粉中存在很多粒度很小的粉體顆粒時，混凝土整體的微毛細管結構增多，吸濕性也相應增強。

此外，在混凝土材料選擇階段要根據相關標準嚴格選擇混凝土材料，混凝土材料質量的好壞直接影響了整個工程的質量好壞，選擇過關的材料能對混凝土結構的耐久性產生有利影響。在進行原料選擇時，首先要對施工環境進行勘察，根據實際情況選擇有利的施工材料，對不同的供貨商要優先選擇信譽良好的商家;在對施工材料進行采購，對于材料的性能檢驗不可忽視，在施工現場需要對采購的材料進行二次檢驗，確保材料合格規范。混凝土材料之間的粘結程度對冬季混凝土結構性能與耐久性有著很大的影響，為確保其混凝土性能在多種環境下能夠發揮效果，選購時要選擇粘結性高、粘度強、拉伸性能好的材料。隨著科學技術的發展，人們對新型混凝土材料的研發取得了很大的成功，新型材料在各種方面都有了較大的提升，但由于技術問題，新型材料的造價較高。因此，在選購時還需要考慮材料成本問題，在保證功能性符合要求的情況下降低施工成本。

3.2 使用外加劑

3.2.1 引氣劑

加入引氣劑是改變混凝土孔結構的有效措施。如在混凝土材料配比中加入少量鋁粉，在養護過程中，混凝土內部會產生大量氣體，減少微毛細孔結構，增加大毛細孔數量，使得混凝土的吸水性能大幅降低，增加混凝土的耐久性。

3.2.2 減水劑

冬季混凝土施工防凍，主要是減少混凝土拌合中的水分。因此，可以在混凝土拌合物中加入減水劑可以有效降低水泥在拌和過程中的水量，原理是減水劑降低了混凝土表面的水的液面張力，減小潤濕角度，使水泥顆粒保持濕潤，降低水的使用量，使用減水劑可以使混凝土中的孔隙減少，并可減少混凝土受凍害的影響，降低混凝土的滲水性，增加其抗腐蝕性，提高混凝土耐久性。

3.3 科學控制水泥細度

水泥細度對于混凝土的耐久性影響很大，控制好水泥細度對提高混凝土耐久性有著十分重要的意義。以往水泥細度控制的關注點在大顆粒水泥的化合反應，卻忽略了其他不利影響，因此需要對水泥細度控制進行合理分析。而對于顆粒細度的控制方法主要有以下幾點：一是控制水泥的均勻系數，水泥的均勻系數是反應水泥粉體粒度分布情況的重要參數，通過控制水泥均勻系數來改善水泥粉的粒徑組成，以便于施工人員對水泥的準確選擇，合理挑選適用于工程建設的水泥;二是控制水泥粉體的特征粒徑，特征粒徑反應了水泥粉體的細粉含量和水泥強度，通過觀察水泥粉體的特征粒徑來調整水泥的粉磨參數;三是水泥的比表面積，由于水泥粉的水化情況與顆粒的比表面積有關，比表面積對于混凝土的耐久性也有著較大影響，因此，要對水泥粉體的比表面積進行合理控制。

3.4 摻加混合原料

在混凝土原料配置中，適當摻加一些混合原料，如粉煤灰和金屬尾礦等粉末，對與混凝土的滲水性和吸附性都有較大的改善，還可以改善混凝土孔隙結構，增強混凝土的抗腐蝕性與強度，對增加混凝凝土的耐久性有著重要意義。

4? 結論

綜上所述，在青藏高原地區進行工程施工，受環境溫度的影響，需要采取增溫、保溫措施，提高混凝土澆筑養護過程中的硬化質量，確保混凝土構件的強度滿足設計要求，確保結構物的耐久性符合設計要求。

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