分析水利工程水利工程冬季混凝土施工技术

摘要：水利工程是我国进行基础性建设的重要组成部分，其工程规模大，成本耗费高，质量要求严格。因此，要严格把握水利工程的质量关。本文首先分析了水利工程冬季混凝土施工的基本原理，在此基础上对水利工程冬季混凝土的施工技术进行了阐述。
关键词：水利工程；冬季混凝土；施工
Abstract: Water conservancy project is an important part of China's infrastructure construction, the project scale is big, and the cost is high, strict quality requirements. Therefore, we should strictly control the quality of the water conservancy project closing. This paper firstly analyzes the basic principle of concrete in winter construction of water conservancy project, the construction techniques of winter concrete of water conservancy project on the basis of the paper.
Key words: water conservancy project; concrete construction in winter;

1.水利工程冬季混凝土施工的基本原理

1.1 水利工程冬季混凝土施工期的气温标准

目前， 我国对水利工程的冬季混凝土施工期的气温标准规定如下：第一，对于寒冷地区的日平均气温，规定必须稳定在5 摄氏度以下；其最低气温规定稳定在零下3 摄氏度以下；第二，对于温和地区的日平均气温，规定必须稳定在3 摄氏度以下，而且其稳定期保持在5天或5 天以上；第三，在整个冬季混凝土施工期内，进行全面保温措施的气温标准有一定的滞后，因为在入冬时，气温虽降至结冰温度，料堆温度比气温高，但是在气温转暖之后，料堆的温度仍然还处在负温状态。所以，水利工程的冬季混凝土施工必须根据入冬和冬季结束这两个时间，分别采取对应的措施。

1.2 混凝土早期受冻对其性能影响的分析

从混凝土的性能分析上来看，混凝土之所以能在拌合物浇灌之后硬化并达到最终的强硬度，是因为水泥水化作用导致的。而水泥水化作用的速度除了与混凝土本身的材料和配合比有关之外，还受温度变化的影响，温度在逐渐升高时，混凝土水化作用的速度加快，而当温度低于0 摄氏度时，混凝土中的水分有一部分开始结冰，从而影响了其水化作用，随着水化作用的减弱，混凝土硬化的速度和作用也有所减弱。

2.混凝土质量影响因素

水结冰后体积增加9%， 混凝土内游离水分愈多， 冻胀应力就愈大，冻胀了的体积在解冻后不会缩回去，而是保留了下来。因此，新拌的混凝土受冻后孔隙度显著提高。如果孔隙率增加至15%，强度就会下降10%。当冻胀应力大到了产生裂缝时，混凝土结构就受到破坏，强度就不会再增加了。
在骨料周围，有一层水膜或水泥浆膜，在受冻后，其粘结力受到严重损害，解冻后也不能恢复。曾做过实验，如果粘结力完全丧失，强度将降低13%。
在结冰与溶解过程中，会发生水分转移的现象，受冻时由于混凝土表面温度低，先结冰产生冻胀压力把水分挤向混凝土内部。溶解过程中外部先溶解内部应力大，又将水分向表面挤压，水分反向迁移，由于水分体积的反变化，使混凝土各组分的相对位置发生变化，这对强度还很低的新混凝土很容易造成结构性裂纹。

3.水利工程混凝土配料要求

3.1 需满足的要求

在配料方面除应保证工地技术人员提出的对混凝土强度等级的要求外，还要保证工地施工对混凝土和易性的要求，和易性包括流动性、粘聚性和保水性等3 个方面的性能。流动性是混凝土能流动并均匀密实地填满模板的性能，流动性的大小反映混凝土拌和物的稀稠坍落度的大小。混凝土到工地后的流动性直接影响着工地浇捣施工的难易和时间的长短，从而影响混凝土的质量。混凝土的粘聚性好能使混凝土在运输和浇注过程中不至于发生离析现象，混凝土拌和物在入模后经振捣，由于浆包不住石子导致浆往下走，石子留在表面，只有石子没有浆不能使混凝土保持整体均匀的性能。如果在施工过程中，部分水从内部析出至表面，说明此混凝土拌和物保水性不好，密实性差，从而降低混凝土的强度和耐久性。

3.2 防止裂缝产生

将混凝土内外温差控制在25°以内，尽量使用水化热较低的混凝土配合比。因为混凝土原材料的品质和配合比，决定了混凝土热学、力学性能，它从减少混凝土绝热温升、提高抗裂能力两方面防止裂缝的产生。应该选用放热量低的水泥、减少水泥用量以降低混凝土的绝热温升；掺入外加剂（主要指减水剂）、掺和料（主要为粉煤灰）以减少用水量，改善混凝土的和易性和强度；以及选用材质好、级配佳的粗细骨料，减小混凝土的线胀系数，掺入膨胀剂、减缩剂，减少收缩量等。控制混凝土的水灰比，获得小的混凝土强度离差系数，提高强度保证率，必须控制、测定砂的含水率，在水和砂子的配料中，适当减水、增砂，达到控制搅拌用水的配比量。水工混凝土每立方米水的配比量只有150kg左右，其计量允许偏差只有1.5kg，加强对砂子含水率变化的监视，及时调整配比。而实际的含水率需要通过定时直接测量的办法测定。因此，在配料计量时要进行砂水补偿。
严格按设计配合比施工，杜绝混凝土浇筑时现场加水，合理安排混凝土浇筑顺序， 避免浇筑过程中交接面间歇时间过长产生薄弱部位。对于大坝水工大体积混凝土，常采用薄层、短间歇、均匀上升的方法浇筑混凝土，避免突击浇筑一块混凝土，然后长期停歇，避免相邻坝块之间过大的高差及侧面的长期暴露。此外，在混凝土初凝后应进行二次抹面，清除不平整表面的积水，也是施工中应采取的必要措施，可以防止早期的干缩裂缝产生。

4.混凝土搅拌与浇注要求

4.1 掺防冻剂方法

在混凝土冬季施工的诸多方法中，采用外加剂是一种比较简单而经济的方法。它比之于电热法、蒸汽法、暖栅法，远红外法等措施加热，设备投资、能源消耗、设备维修都可省去，还可节约冬季费用。

4.2 材料预热法

把砂子及拌合水预先加热，再去搅和拌合混凝土。骨料加热可以通蒸汽，也可以用铁板炒热。但是加热水和砂子时，温度最高不得超过60℃，水温最高不得超过80℃，因为温度过高时水泥会产生检测凝现象。这种做法主要是为水泥的水化作用保持一个比较高的初始条件。如果蓄热保温做得好，可使混凝土在浇筑后一段时间内温度保持在入模温度水平。试验证明当空气温度在10℃，入模温度宜控制在15~20℃，只要蓄热保温做得好（如混凝土表面用岩棉被充分覆盖），使混凝土温度保持在15℃，那么C20 混凝土48h 也可以超过

3.5MPa。一般当气温在0℃左右时，可以只加热水，而不用加热砂子。

4.3 蓄热保温法

主要做法是用覆盖物来保持混凝土入模温度和由水化热产生的温度不致逸散，并避免受外界自然低温的侵袭。蓄热保温措施是现阶段混凝土冬季施工优先选择的有效方法，既简单可行，又成本低廉。一般的覆盖材料为岩棉被、塑料膜等，也可以考虑用草帘、草袋、锯末、稻壳等，主要防止引起火灾。最好是用岩棉被或塑料膜，既保温又保水。

4.4 掺外加剂和综合蓄热法

冬季施工中经常使用的是掺外加剂和综合蓄热法共同使用，掺用防冻剂后，表面再采取加盖岩棉被、塑料薄膜等方法。这种做法比单独使用防冻剂时的掺加量要少得多，既保证混凝土的质量，又会加快工程的进度。

5 混凝土养护要求

冬季水利工程施工，养护措施尤为重要，冬期发生质量事故故往往不宜察觉，新浇混凝土在养护初期遭受冻害，当气温回复以后，即使正常养护到一定龄期，也不能达到其设计要求。混凝土早期冻害是由于混凝土内部的水结冰所致。在环境温度条件不改变的情况下：第一，早期增强凝结；第二，降低冰点掺加防冻剂。为了使混凝土在早期不被冻害以致带来一系列的质量问题，搅拌站技术人员应及时与工地

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施工人员进行沟通，以及掌握近几天的天气状况，以便于工地合理地调整混凝土的各种材料的用量。采用养护剂养护，由于保证了良好的水化热作用，生成胶态水化物，阻塞混凝土的毛细管道，降低混凝土内部的孔隙率， 增强混凝土的密实性， 从而获得良好的抗渗性、
6.结语
冬季混凝土施工质量控制问题逐渐成为水利工程行业面临的重点研究课题之一，在水利工程混凝土施工时，一定要严格按设计要求，对混凝土工程的要点质量严加控制，这样可以延长水工混凝土的使用寿命，节省工程费用，确保工程质量，对实现经济、安全的工程建设管理目标有着重要的意义。
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