高原高寒地區(qū)混凝土冬季施工技術(shù)分析與研究

范銀鵬 （中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

目前我國的公路橋梁工程建設(shè)十分復(fù)雜，有很多公路和橋梁的工程建設(shè)都在一些自然環(huán)境較為惡劣的地區(qū)，特別是一些高原高寒的地區(qū)，混凝土極容易因為受凍而產(chǎn)生問題，無法保證施工質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致施工事故的出現(xiàn)。因此，在環(huán)境如此復(fù)雜的情況下，須運用更加可靠的施工技術(shù)才能彌補這一缺陷。

1 高原高寒地區(qū)冬季混凝土施工配合比確定

在溫度非常低的條件下，混凝土內(nèi)部的水就會凍結(jié)，使其體積有所增加，從而促使混凝土結(jié)構(gòu)破壞，所以在高原高寒地區(qū)冬季進行混凝土施工的時候，務(wù)必要重視控制水灰比。如果水灰比降低了，那么混凝土自身抗凍性就比較好。而目前相關(guān)的施工規(guī)程規(guī)定，冬季的施工過程當(dāng)中水灰比盡量控制在0.55以內(nèi)，實際工程中水灰比比這個規(guī)定值更低，為了保證混凝土坍落度符合要求，如果在高原高寒的地區(qū)冬季進行施工，那么就必須要適當(dāng)添加一些減水劑，降低混凝土水灰比。一旦水灰比控制在0.27以內(nèi)，雖然混凝土里沒有摻加減水劑或者其他的外加劑，也很有可能會擁有一定的抗凍性。此外，不但要嚴(yán)格控制水灰比，而且還要加一些粉煤灰[1]。

2 高原高寒地區(qū)冬季混凝土施工外加劑選用

在高原和高寒的地區(qū)進行冬季施工時，為了防止凍害，在混凝土中要加入外加劑。為了保障混凝土的早期強度，添加外加劑是非常重要的。特別是一些地質(zhì)條件以及周圍氣候較為復(fù)雜的高原高寒地區(qū)，添加外加劑能讓水凝結(jié)點降低提高混凝土的防凍性能，使混凝土的早期強度有所保障，同時也可以減少混凝土在攪拌過程中的用水量，避免混凝土出現(xiàn)凍害。其次，外加劑的添加是非常簡單的，無須使用特別的設(shè)施設(shè)備就可以直接添加。混凝土中經(jīng)常使用的一種外加劑就是防凍劑，其主要的作用原理就是盡量降低混凝土拌和物中的冰點，使一定環(huán)境下的混凝土仍然可以擁有數(shù)量足夠的水，水化作用也可以因此而完成，防止因為水凝結(jié)而導(dǎo)致水化作用難以完成的情況。需要重視防凍劑的濃度，隨著外界溫度的降低，不斷調(diào)整防凍劑的濃度。在高原高寒地區(qū)，經(jīng)常會使用到的防凍劑大多都是無機鹽類的[2]，常用的防凍劑見表1。

表1 常用的防凍劑

3 高原高寒地區(qū)冬季混凝土施工溫度控制

3.1 原材料預(yù)熱

澆筑混凝土的時候，為了保證混凝土溫度滿足施工要求，在拌合之前需要預(yù)熱這些材料。需要置辦體積比較大的積水罐，而容積的大小需要結(jié)合現(xiàn)場施工情況而定，罐體需要選擇金屬的。對整個罐體進行全面密封，在預(yù)熱原材料的時候，主要是用蒸汽加熱的辦法，之后再鋪設(shè)管道，充分地提高原材料溫度。不僅如此，在料堆的下半部分，可以通過使用加熱溫床的辦法在溫床當(dāng)中安裝管道，并且在頂部覆蓋帆布，從而使其中的空間能夠處于一個封閉的狀態(tài)。同時，為了使拌和溫度能夠達到相關(guān)要求，也可以通過搭設(shè)暖棚的方式，在暖棚內(nèi)部儲存水泥，使用電暖器來加熱水泥，使水泥溫度可以處在正常的溫度范圍內(nèi)[3]。

3.2 運輸保溫

在充分?jǐn)嚢杌炷林螅炷恋臏囟扰c周圍環(huán)境的溫度有很大關(guān)系，而且拌和完成的混凝土，很有可能會出現(xiàn)熱量流失。為了保證澆筑過程中的混凝土溫度，需要對運輸環(huán)節(jié)進行保溫。目前，通常使用的保溫方式包括：首先，需要使用罐車運輸混凝土，因為罐車?yán)锏目臻g大多都是較為封閉的，與外界相互之間的接觸較少，溫度下降的較慢。其次，罐車罐體應(yīng)覆蓋保溫材料，所以運輸過程中溫度降低有所緩解。第三，嚴(yán)格控制混凝土運輸時間，一般不能夠超過30min。第四，適當(dāng)進行加熱，使用汽車泵時，可以把運料管以及蒸汽管相互纏繞，完成加熱任務(wù)[4]。

3.3 控制澆筑溫度

混凝土澆筑時，混凝土和周圍環(huán)境很有可能會產(chǎn)生一定的熱交換，熱量會因此而損失，因此采取相對應(yīng)的措施，避免熱量流失。澆筑之前做好準(zhǔn)備工作，比如清理施工現(xiàn)場的冰雪，同時對模板外部的保溫措施也要落實到位，使用鐵絲固定保溫材料，避免因為保溫措施不足而使得混凝土受到冷空氣的侵蝕，必要時爭取一些額外的保溫措施。冬季混凝土澆筑的過程中，盡量讓混凝土在空氣當(dāng)中的暴露時間變短一些。首先，可以通過使用流水線的方法，對不同的環(huán)節(jié)分別進行澆筑；其次，澆筑完之后立即對其振搗，并且抹平混凝土的表面；再次，就是通過一些更加有效的辦法完成保溫任務(wù)。

3.4 保溫養(yǎng)護

保溫和養(yǎng)護的方法很多，目前常用的方法有蓄熱法以及綜合蓄熱法等。水泥如果發(fā)生了水化反應(yīng)，那么就會產(chǎn)生熱能，混凝土表面必須要覆蓋保溫材料，只有這樣才能夠讓入模的溫度更加有所保障，避免出現(xiàn)水化物熱散失的情況。蓄熱法主要指的就是在混凝土表面覆蓋保溫材料，進行保溫養(yǎng)護。該方法工藝相對較為簡單，而且成本極為低廉，一般情況下不用使用外部熱源，雖然相對較為節(jié)能環(huán)保，但混凝土強度增長的速度是比較慢的，因此較為適合使用在一些強度更高的混凝土上，這種方法很有可能會受到周圍環(huán)境的影響，所以使用范圍較為有限。綜合蓄熱法主要是在蓄熱法的基礎(chǔ)上，利用水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時進行養(yǎng)護，混凝土拌合的時候可以添加適當(dāng)?shù)耐饧觿尰炷聊軌虮M早達到設(shè)計強度。這種方法重要的優(yōu)勢就是工藝相對較為簡單，而且成本比較低。

暖棚法以及蓄熱法之間是有很大差別的，主要是通過使用外部設(shè)施提高養(yǎng)護溫度。在現(xiàn)場搭設(shè)暖棚就可以通過外部熱源完成加熱工作，溫度可以始終保持在一定范圍內(nèi)，使混凝土的溫度達到標(biāo)準(zhǔn)要求。通過這樣的方法，可以讓冬季混凝土施工和其他季節(jié)之間的差異減小，從而提高工作效率，但是這樣的方法成本比較高。

蒸汽養(yǎng)護法，一般情況下，將蒸汽作為外部的熱源直接或間接給混凝土輸送蒸汽，確保混凝土養(yǎng)護溫度滿足施工要求。這種方法的優(yōu)點是蒸汽熱量較高，而且濕度很大，成本較為低廉，缺點是溫度和濕度很難維持穩(wěn)定均勻性，因此混凝土的強度很有可能會降低，若水蒸氣不穩(wěn)定，熱能使用率就會相對較低，現(xiàn)場必須要增設(shè)更多的管道，因此工作難度變得更高。

4 結(jié)束語

綜上所述，在一些高原寒冷的地區(qū)進行冬季混凝土施工的時候，要重視配合比，選擇正確的外加劑，對原材料必須要預(yù)熱，同時注意混凝土的運輸保溫，以及對混凝土澆筑過程當(dāng)中的溫度控制，要盡量避免混凝土因為受凍而出現(xiàn)凍害的情況，從而保證混凝土施工質(zhì)量。