風機基礎冬期施工養護淺析

吳雪原

河北華瑞能源集團有限公司，中國·河北 石家莊 050021

1 引言

風電基礎屬于大體積混凝土，在鋼筋混凝土結構的冬期施工中，主要是防止早期混凝土被凍問題；而在大體積混凝土的冬期施工中，又有特殊的要求，除了防止混凝土在初期階段被凍以外，還應嚴格注意控制溫差、防止裂縫的問題。我們都知道，在混凝土養護過程中，防凍與防裂之間往往還存在著矛盾，這是大體積混凝土冬期施工的主要特點。

2 風機基礎澆注溫度的控制

混凝土冬期施工，尤其是在嚴寒地區，無論采用何種施工方法，為了防止早期混凝土被凍，一般都要求混凝土具有較高的澆筑溫度。除此之外，正是由于氣候寒冷，基礎溫差和內外溫差必然加大，往往超過允許溫差，不能滿足防止混凝土裂縫的要求。因此，大體積混凝土冬期施工中防凍與防裂的矛盾，集中在混凝土澆筑溫度的選擇上。實踐經驗表明，如果單純從防止混凝土早期被凍出發，選擇過高的澆筑溫度，往往會導致混凝土開裂，造成混凝土施工出現質量問題，所以要選擇合理的澆筑溫度。混凝土的澆筑溫度是指經過平倉震搗，將要蓋上第二層混凝土拌和物之前的溫度。為了防止早期混凝土受凍，澆筑溫度當然越高越好，規范規定入模溫度不低于5℃，沒有上限控制。但大體積混凝土，除了防凍外，還有防裂要求，由于體積大，澆筑以后，雖然表面溫度很低。內部溫度卻因水化熱而急劇上升。為了減小內外溫差和基礎溫差，澆筑溫度越低越有利，一般說最好不超過10℃。因此，大體積混凝土施工的澆筑溫度一般以5～10℃為宜。根據當地的氣候條件和保溫方法，由澆筑溫度，加上運輸及澆筑過程中的熱量損失，就可得到混凝土的出機溫度。規范規定不低于10℃，一般控制在10～15℃為宜[1]。

3 風機基礎冬期施工的幾點原則

第一，水泥應優先選用活性高而水化熱大的水泥品種，如硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。水泥標號不應低于325號，水泥用量不低于300kg/m3。

第二，集料細集料宜選用含泥量小于3%的中砂，粗集料宜選用質地堅實、級配良好的花崗巖或石英巖碎石，不含風化顆粒。砂石應潔凈，不含冰渣雪塊[2]。

第三，砂、石等原材料中不能含有凍塊，混凝土拌和物也應該具有一定的溫度，以保證在運輸和澆筑過程中不致凍結。

第四，混凝土在達到臨界強度之前不能受凍，以免混凝土內部結構受到破壞，最終強度受到損失。

第五，混凝土的內外溫差和最高溫度均不能超過規定數值，以免發生裂縫，破壞結構的整體。

4 風機基礎冬期施工養護的幾點措施

第一，添加外加劑添加防凍外加劑可以降低冰點，提高混凝土的早期強度，以抵抗凍害。

第二，蓄熱法施工用保溫材料覆蓋在混凝土受凍表面，防止熱量（水化熱或/和材料加熱熱量）過快散失，減緩混凝土的冷卻速度，爭取混凝土強度增長以抵抗凍害。

第三，材料加熱法即加熱拌合水和砂、石原材料。應該優先加熱拌合水，因為水加熱容易，而且熱容量高于砂、石材料。但拌合水溫度不宜超過80℃，以免造成水泥假凝。

第四，蒸汽加熱法用濕熱蒸汽加快混凝土的水化速度，加速強度增長。

第五，電熱法將電極布置于混凝土內或者將電熱器貼在混凝土表面，通電加熱養護，以防止凍害，促進混凝土的水化硬化。

第六，基礎及冷壁的預熱，在澆筑混凝土以前，對基礎、預埋鐵件及與新混凝土接觸的老混凝土、預制混凝土模板等，應用蒸汽清除所有的冰、雪、霜凍，并使其表面溫度上升。如果基巖及冷壁的內部溫度較低，還需要提前進行預熱。如果不進行預熱，澆筑混凝土以后，接觸面附近的新混凝土溫度將很快降至零度以下。預熱所需溫度、深度和持續時間，由溫度計算決定。計算原則應使接觸面附近的新混凝土在達到臨界強度之前不被凍結。一般來說，應使基巖深度10cm內，溫度在5℃以上。

第七，原材料加熱當氣溫不低于-1℃時，一般只需將拌和水加熱，以滿足出機溫度的要求。水溫不能超過60℃，以免水泥發生假凝。當氣溫低于-1℃時，須將水與細骨料加熱，同時加熱粗骨料使其中的冰雪融化。加熱砂石料時應避免過熱和過分干燥，最高溫度不宜超過75℃。水的加熱可用鍋爐、電熱或蒸汽，砂料加熱可用封閉的蛇形管，石料加熱使用蒸汽最方便。

第八，運輸中的保溫運輸中的熱量損失與運輸工具有關。如使用大型運輸罐，熱損失一般不大。如使用自卸卡車，可用廢氣加熱車底，車皮外面應加保溫層并在車身上面加以覆蓋，如使用皮帶輸送機，最好搭蓋帳篷，完全封閉，否則熱量損失很大。此外，運輸中應盡量減少倒轉次數[3]。

第九，澆筑過程中減少熱量損失混凝土是分層澆筑的，每層厚度20～50cm，由于厚度薄，散熱面積大，澆筑過程中的熱量損失是很大的。減少熱量損失的辦法：

①加快澆筑速度，縮短澆筑時間。

②用保溫被或聚乙烯泡沫塑料板覆蓋保溫。當氣溫低于-5℃時，應立即停止澆筑。

第十，混凝土澆筑完畢以后，應采取嚴格的保溫養護措施，使混凝土強度得到充分發展。在混凝土達到臨界強度以前，任一點溫度均不能降至零度以下。保溫方法大致有以下三類：

①表面保溫法。側面用保溫模板、保溫被、聚苯乙烯泡沫塑料板等，頂面用聚乙烯泡沫塑料板、保溫被、砂、鋸末等保溫，將混凝土澆筑時所包含的熱量及水化熱保存起來，維持所需溫度。保溫層厚度應通過計算確定。

②暖棚法。在混凝土塊外面搭蓋暖棚，在棚內利用電熱風蒸汽熱風機或火爐加熱，創造人工氣候。

③主動加熱法。在模板內側以蒸汽或電熱線加熱，或在表層混凝土內插入電極，利用混凝土的電阻加熱。

第十一，關于拆模要求模板和保溫層在砼達到要求強度并冷卻到5℃后方可拆除，拆模時砼溫度與環境溫度差大于20℃時，拆模后的砼表面應及時覆蓋，使其緩慢冷卻。

關于風機基礎的養護，在寒冷地區的養護就成為難題，一般養護方法效果不好，其實風機基礎混凝土的養護方法比較多，最常見的也就那么幾種，我們經常看到的覆蓋養護法，就是用草席、棉被等覆蓋物，對混凝土表面進行覆蓋，進而達到保暖、抑制溫度散失的目的，常與其他養護方法結合使用。當然這種方式的效果不是很明顯，如果溫度太低基本達不到養護的目的，不僅費時間，還廢人力。此外，負溫養護法，這種方法就是指在混凝土中摻入防凍劑，使其在負溫環境下能夠不斷硬化，在混凝土溫度降到防凍劑規定溫度前達到受凍臨界強度的施工方法。如果面積比較大的話代價也是比較大的。因為防凍劑的比例也直接影響硬化的周期效果，不太易控制，所以在條件允許情況下，效果較好的應該就是蒸汽養護法。

5 結語

總之，風電基礎施工及養護的施工技術，涉及設計、經濟、技術、管理、施工等諸多方面。要想保證基礎的施工質量，需要建設單位、設計單位、施工單位、材料供應商等單位的綜合管理、科學組織、合理安排、嚴格執行。