水利工程冬期混凝土施工研究

宫东平

（郑州水务建筑工程有限公司，河南 郑州 450000）

0 引言

水利工程是我国基础设施建设的重要组成部分，工程规模大、成本耗费高、质量要求严格，为了保证水利工程能够具备度汛条件或在灌溉期前投入使用，进行冬期施工往往不可避免。在水利工程中受低温气候影响最大的是混凝土施工，其原因不仅是由于冬季混凝土本身质量要求高、施工技术复杂，最主要的因素是由于受到冻融循环作用的影响。在实践工程中，如果对冻融循环认识不清，采取的防治措施不当，就会造成质量事故，对国家和人民的生命财产造成不可弥补的损失。以下结合本人在水利工程中的工程实践对水利工程冬期混凝土施工要求和质量控制要点进行分析，然后针对严寒条件下对混凝土的养护进行了深入的研究，并介绍了养护管理中养护期和温度管理的相关内容，总结了冬季混凝土养护的方法及其施工技术，供同类工程参考。

1 概述

在冬季进行混凝土施工时，水泥与水的化学反应，在低温条件下进行缓慢，温度在4～5℃时尤其如此。因此，在寒冷的冬季进行混凝土施工对工程的影响是非常大的。新浇筑的混凝土对温度非常敏感，在低温条件下，混凝土强度的增长要比常温慢很多。如果温度在4℃以下，尤其当温度降至0.5～2℃时，混凝土中的水分会开始膨胀，这对于新形成混凝土结构会产生永久性的损害。如果混凝土的温度降至水的冰点以下，由于结冰的水没法和水泥结合，在混凝土内水化反应会停止，所产生的新复合物就会大为减少。一旦冻结时，不但是水化作用不能进行，其后即使给以适当的温度养护，也会对强度、耐久性、抗渗性等性能带来不利的影响。因此，在混凝土凝结硬化初期，当预计到日平均气温在4℃以下时，必须采取适当的方法保护混凝土，确保混凝土不受到冻害。

2 水利工程冬期混凝土施工要求

2.1 混凝土拌和时应对原材料进行加温防护

对于掺防冻剂混凝土用的原材料，应根据冬天气温不同进行适度的加热处理。混凝土拌和时，各项材料的温度满足拌和所需的温度，为满足拌和温度，材料分别进行加热。首先加热水（采用锅炉蒸汽加热），若温度仍然达不到要求的温度，再进行集料加热（炒料），水泥只保温，不加热。材料加热的温度要求：拌和水最高温度80℃，骨料60℃。

2.2 混凝土配合比和坍落度控制

冬期搅拌混凝土时，带有冰雪和冻结团块的骨料不允许使用。严格控制混凝土的配合比和坍落度；在投料前，先用热水冲洗搅拌机，投料的顺序为骨料、水泥，搅拌，再加水搅拌，搅拌时间较常温时延长50%，达到2.5～3min。混凝土的出机温度不低于10℃，入模温度不低于5℃。

2.3 加强混凝土运输设备保温防护

冬期混凝土由预拌点运输到工地的运输时间应控制在半小时之内，混凝土搅拌车在运输混凝土的过程当中，要混凝土仓体上要覆盖保温膜，以保证运输过程当中减少热量的散失。在砼装仓以后，要尽快的运至浇筑仓面进行浇筑，减少运输过程当中的时间，同时尽量减少装卸次数。

2.4 混凝土冬季施工外加剂的选择

在混凝土冬季施工时，可根据水泥的标号及水灰比，可在拌和时加入早强剂，在温度低于-5℃时，可考虑加入防冻剂(根据气温情况确定)。

2.5 混凝土浇筑前的仓体防护措施

在每仓混凝土浇筑前，在仓段四周搭建围护栏，用三色布围护好。混凝土收仓后，在仓顶立即覆盖人字形三色布，并与四周围护联为一体。三色布搭接段用透明胶布贴好，防止透风，避免混凝土因风失水。

在每个仓体不能一次浇筑完成，需要进行二次浇筑的仓面，在凿毛后要清除仓面的脏物及杂物，在对凿毛后的工作面进行洒水湿润时不能太早，最好在混凝土浇筑前的几分钟进行，对于润仓的水要进行加温，最好是沸腾的水，效果更好。

2.6 混凝土浇筑时间的选择

冬季进行混凝土浇筑应利用一天内气温较高的时段浇筑混凝土，和临近气象台建立热线联系，及时掌握气温变化情况，当白天8:00～17:00 期间气温高于5℃时，方安排浇筑混凝土，确保混凝土的出料温度和入仓温度均大于5℃。

2.7 采取合适施工工艺防止裂缝产生

混凝土进行浇筑前，应将模板与钢筋上的污物与冰雪清除干净，切不可用蒸汽进行直接融化模板与钢筋上的冰雪，防止出现再度结冰现象。同时，遵循“快浇快盖”原则，尽量缩小工作面，以减少热损失。另外，混凝土完成浇筑后，应在易冻部位加强保温防冻处理，可布置适当测温孔以测定混凝土的温度。一般在达到抗冻临界强度时，每2 小时进行一次测定为宜。

冬季混凝土施工过程中，应采取合适的温控措施将混凝土内外温差控制在25℃范围内，同时应尽量结合水利工程特性设计出水化热较低的混凝土配合比和浇筑方案；应选择放热量较低的水泥，以减少水泥用量来达到降低混凝土绝热温升的目的；根据基础工程物理、化学、地质等特性合理掺入辅助外加剂、掺和料等，以改善水利工程浇筑混凝土的和易性和强度。

为确保水利工程大体积混凝土冬季施工的浇筑质量，混凝土应分层进行浇筑，层与层间混凝土必须在初凝前，且满足温控要求下浇筑接合并振捣密实。

2.8 温度控制措施

混凝土与水泥水化放热导致的升温有着直接的关系。因为升温后的降温会减少混凝土的容积，若容积减少被基层限制就会形成拉抻应力，一旦拉伸应力超过混凝土本身的拉伸强度，就会导致裂缝的产生。因此，在冬季进行水利工程混凝土施工时必须要做好温控措施。常用的温控方法有：冷管法、使用低发热水泥、控制混凝土浇筑速度以及保温养护等。其中，冷管法是降低混凝土硬化时升温量，达到控制降温速度的一种方法。可在混凝土的浇筑接合面上，每间隔1.5m 设置管道，混凝土浇筑完成后，向管道内供给冷却水以控制温度的上升。

3 混凝土浇筑后的防护措施

3.1 常规防护

混凝土浇筑后应立即覆盖塑料薄膜，上部再覆草袋、棉被等保温材料，保温材料的敷设原则为：一般情况下0℃以上铺一层；0℃以下铺二层或三层；大体积混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温。一般工程上采用多层防护。

3.2 养护液防护

按规范要求，模板拆除后，首先将混凝土表面进行清理干净，然后用刷子将养护液均匀涂于混凝土表面一遍，不遗漏，严格保证按一个方向涂刷一层。间隔约1 小时（根据气候条件确定，以涂刷的养护剂表面不粘手为准），再垂直于第一遍方向涂刷第二遍。涂刷第二遍后用土工布包裹建筑物。同时适当洒水加强早期养护。

3.3 暖棚养护

（1）聚乙烯薄膜张贴后，在四周模板外侧及仓顶覆盖一层4mm 厚土工布，起保温作用。当气温低于5℃时，在每孔渡槽内中间位置放置两台煤炉取暖，在仓顶设置9～12 盏碘钨灯取暖，保证混凝土面、模板面温度高于5℃。

（2）混凝土终凝72 小时后，用混凝土回弹仪每天检测两次混凝土强度，当混凝土强度达到设计强度的70%时，停止取暖，并安排拆模。

（3）温度观测：施工期间，按以下方法进行温度观测

外界气温每天观测四次，分别在8:00、11:00、14:00、17:00 时观测；暖棚内气温每四小时观测一次，根据观测情况调整暖棚内温度。

4 结束语

按照水工混凝土施工规范，在日平均气温连续5d 稳定在5℃以下或最低气温连续5d 稳定在-3℃以下时，按低温季节施工。在冬季进行混凝土施工时一定要做好冬期混凝土施工的防治措施，要根据水利工程的具体情况和工程特性，采取不同的冬季施工质量控制措施和温控体系，保障混凝土结构的可靠性，从而最终保证水利工程质量。

［1］JGJ104-97 建筑工程冬期施工规程[S].北京:中国建筑工业出版社，1998.

［2］邱云力.浅谈水利工程混凝土冬季施工技术[J].建材发展导向（下），2011(4):134-135.