谈述混凝土水利水电工程冬季混凝土施工技术

摘要：冬季的低温环境对于水利工程的混凝土施工十分的不利，极大的降低混凝土的强度，最终造成水利工程整体的质量下降。本文探讨了水利水电工程冬季混凝土施工技术。本文探讨了水利水电工程冬季混凝土施工技术。
关键词：水利水电工程；冬季；混凝土；施工技术

随着温度的降低，特别是达到0 摄氏度以后，随着混凝土中一部分水分转化为固态的冰，这时水化作用逐渐的减弱，混凝土达到相应强度的时间就会随之延长。随着温度的继续降低，如果混凝土中的水分完全结冰，那么水泥的水化作用基本处于停止的状态，混凝土的强度也随之不再增长。随着气温的降低，混凝土中的水分结冰，体积会发生膨胀，这时混凝土的强度往往要小于水结冰时产生的膨胀应力的大小，因此混凝土会产生不同程度的裂缝，造成强度下降。除此之外，随着混凝土中的水分结冰，在骨料和钢筋的表面产生冰晶，给骨料以及钢筋和水泥之间的亲和力大大的降低，造成混凝土远远低于设计的强度。随着温度的升高，附着在混凝土中钢筋和骨料表面的冰晶融化时候，原本的位置就会产生空隙，极大的降低混凝土的密度和强度。在冬季进行水利工程施工的过程当中，要确保较高的混凝土浇注温度，从而防止混凝土在凝固之前受到低温的影响。水利工程施工过程当中往往需要大体积的混凝土构件，这种大体积的混凝土的表面温度迅速降低而内部依然保持着较高的温度，而且在水化作用下产生大量的热量，造成内部温度升高。为了减少由于混凝土内外温差较大造成的裂缝，在大体积混凝土浇注过程当中应该确保较低的温度，或者是在浇注完成之后做好表面的保温工作，减缓外部温度降低的速度，消除混凝土内外较大的温差。

一、 选择水泥品种的原则

水利工程混凝土选择水泥品种的原则主要是根据工程部位、技术要求和环境条件。对水位变化区外部、有抗冲耐磨和抗冻要求的混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，也可选用普通硅酸盐水泥。选用中热硅酸盐水泥，既可满足混凝土各项性能要求，又可降低混凝土发热量，减少温度裂缝。水下混凝土必须严格控制混凝土的配合比水下混凝土的强度、等级和材料应符合设计要求。选用骨料要重点注意3 点：
1、水泥一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，初凝时间宜不早于1.5h，宜选用标号在325 以上的水泥。所选的水泥品种应通过初凝时间和抗压强度试验。注意水泥的用量要达到规范规定的标准。
2、粗骨料宜选用坚硬的卵砾石或碎石，符合要求的卵石应优先采用。骨料最大粒径不应大干钢筋最小净距的1/4，同时粒径≤40mm。粗骨料的级配应保证使混凝土具有良好的和易性，细骨料宜采用级配良好的中、粗砂，混凝土的水灰比宜采用0.5~0.6。
3、为提高混凝土和易性，混凝土中宜掺入外加剂，水下混凝土常用的外加剂有减水剂、缓凝剂和早强剂等。掺入外加剂前，必须经过实验，以确定外加剂的使用种类、掺入量和掺入程序。内部混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥，也可选用低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀时，应选择抗硫酸硅酸盐水泥。为防止碱活性骨料膨胀，水泥碱含量≤0.6％，熟料碱含量≤0.5％。熟料中氧化镁含量小超过5％，宜在3.5~5％范围。抗硫酸盐水泥中SO3含；量不得超过2.5％，矿渣硅酸盐水泥中SO3含量为4~7％，其他水泥品种中SO3含量不得超过3.5％。特别强调每一个工程所用水泥品种以1~2 种为宜，并应固定供应厂家

二、混凝土的搅拌对策

1、调整配合比方法。该方法主要适用于在0 ℃左右的混凝土施工，具体做法如下: 第一，选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段，试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期释放强度最高，一般3 天时的抗压强度大约相当于普通硅水泥7 天的强度，效果较明显; 第二，尽量降低水灰比，略增加水泥用量，从而增加水化热，缩短达到龄期强度的时问; 第三，掺用引气剂，在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性; 第四，掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度，应用较普遍的含有硫酸钠( 掺水泥用量的2%) 和复合早强减水剂( 掺水泥用量的5%) ; 第

五、选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。

2、 蓄热法。这种方法主要用于气温零下10 ℃左右、结构比较厚大的工程，具体做法是: 对原材料( 水、砂、石) 进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温，以保证在温度降到0 ℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。这种方法工艺简单，施工费用低，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。
3、外部加热法。这种方法主要用于零下10 ℃以上，且构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传递给混凝土，或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。一是火炉加热，一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量; 二是蒸气加热，用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化，此法较易控制，加热温度均匀，但因其需专门的锅炉设备，费

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用较高，且热损失较大，劳动条件亦不理想; 三是电加热，将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，使电能变为热能，以提高混凝土的温度，此法简单方便，热损失较少，易控制，不足之处是电能消耗量大; 四是红外线加热，以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封辐射加热。

三、 混凝土的运输和浇筑

混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点，以减少材料运输过程中的热量损失，同时也应正确选择运输用的容器(包括形状，大小，保温措施)。混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上，特别是新老混凝土(如梁，柱交接处)交接处的冰雪及垃圾。当采用商品混凝土时，在浇筑前，应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能，并做好相应的防冻保暖措施。分层浇筑混凝土时，已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前，不应低于计算规定的温度也不得低于2℃。重点工程或上部结构要连续施工的工程， 混凝土应采取有效措施，以保证预期所要达到的强度。预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前，浇灌部位的混凝土必须经预热，并采用热的水泥浆，砂浆或混凝土，浇灌后在正温下养护到强度不低于15MPa。现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。

四、混凝土的养护

冬季浇筑的混凝土，由正温转入负温养护前，混凝土的抗压强度不应低于设计强度的40%，对于C10 以下的混凝土不得小于5MPa。
采用的保温材料(草袋，麻袋)，应保持干燥。保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上，可先覆盖塑料薄膜，上部再覆草袋，麻袋等保温材料。保温材料的铺设厚度为: 一般情况下0℃以上铺一层;0℃以下铺二层或三层;另外在使用电热毯对浇注完成后的砼进行加热效果更好。大体积混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，其保温层厚度，材质应根据计算确定。拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。
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