水利工程混凝土冬季施工研究

王宗海

（辽宁省朝阳市喀左县水利局，辽宁朝阳122300）

水利工程混凝土冬季施工研究

王宗海

（辽宁省朝阳市喀左县水利局，辽宁朝阳122300）

水利工程建设作为我国基础设施建设的重要组成部分，具有规模大、成本高、质量要求严格的特点，为了保证工程能够在汛期到来前投入使用，在冬季施工是不可避免的。受低气温的影响，混凝土施工难度增大，如果对冻融循环认识不够，没有做好相关防治措施，很容易造成质量事故，给国家带来损失，因此确保混凝土冬季施工质量具有重要意义。本文就混凝土冬季施工的冻融循环进行详细介绍，提出严寒条件下混凝土施工应该注意的要点，并且研究了冬季混凝土的养护方法，提出相关建议措施来保证混凝土冬季施工的质量，为水利工程混凝土冬季施工提供参考。

水利工程；冻融循环；冬期混凝土施工；措施建议

1 引言

在水利工程建设中，经常会出现在冬季施工的情况，如何保障冬季施工的质量和速度是目前水利工程研究者关注的焦点。冬季气温较低，使混凝土内部水分结构发生变化，从而影响到混凝土的施工效能，甚至会出现混凝土的开裂和表面剥落，严重影响了结构的耐久性。因此研究水利工程混凝土冬季施工技术可以有效避免施工问题的出现，降低损失，同时提高混凝土结构的可靠性和使用寿命，具有重要意义。

2 混凝土冬季施工的冻融循环

混凝土虽然具有强度高、可塑性好、适用广、复合力强、耐火性好、成本低、能耗低及容易施工的优势，但是也有不均匀、工期长、水热化高及密度大的缺点，因此在气温低于零摄氏度时，混凝土内部水分冻结；当气温高于零摄氏度时，混凝土内部的水分又会融解；在此冻结和融解的反复过程中，混凝土便会出现裂缝等劣化现象，影响工程质量。在混凝土的传热速率以及孔隙水中盐浓度的增加作用下，混凝土会逐渐出现冻结现象，从大孔隙开始向小孔隙扩展，而凝胶孔并不会结冰，随着凝胶水的扩散，冰体逐步形成并出现膨胀。这样的每次循环都会使水分向容易结冰的地区扩散，反复的膨胀挤压便会影响混凝土的施工质量。

混凝土的饱和度及硬化水泥浆的孔隙结构是影响混凝土抗冻融性的主要因素，当低于饱和度时，混凝土较干燥，抗冻性较好，因此在冬季施工时最好将混凝土预先干燥，否则冰冻的破坏程度将会增大，如果防治措施做得不到位，就容易使混凝土出现裂缝、侵蚀脱皮，更严重的会使粗骨料露出或出现崩出破坏。充分的养护可以有效减少浆体中的可冻结水量，对于保障冬季混凝土施工十分重要。

3 严寒条件下混凝土施工的注意事项

（1）施工前准备。由于分流夏季作业的高峰、充分利用全年劳动力资源或者抓好冬季河流冰冻的机会等，常常要在冬季进行混凝土施工作业，为了充分降低施工成本，使得经济效益最大化和工程质量最优化，在施工之前应该对其进行详细的调查，具体包括施工地区的气象条件、施工规模以及工程条件等；工程建设的人员配置及工程的养护方案；施工周围的自然环境等。

（2）施工过程中注意施工材料的选择及配比的标准。一般而言快干水泥有利于施工作业的完成，可以根据施工的具体情况选用快速强化型水泥，必要时利用速凝剂使其达到施工要求，在大体积的混凝土施工中，可以使用中热型水泥或者混合水泥来避免出现温度裂缝的现象。另外在严寒条件下进行混凝土施工作业还可以添加无氯化物或者防冻剂等外加剂来促进强度增长。在材料配比过程中应该注意采用水灰较低的富拌合物，控制早期的温度，加热拌合物时热水水温不宜过高，否则容易出现闪凝的现象，为了防止骨料中含水量发生变化，有条件的最好采用管道蒸汽加热的方式。

（3）混凝土的生产、运输和浇筑。为避免混凝土过早的冻结，应该确保其具有足够高的温度，因此要详细计算出混凝土在运输过程中热量的损失情况，以便更好的配置混凝土的温度。在加热材料时最好按照先加热水后加热骨料的顺序进行，待搅拌机混合高温水化骨料冷却到40℃以下时便可以加入水泥进行搅拌。在混凝土进行浇筑作业时，应该保证路基和模板的表面温度高于冻结温度，因此可以在浇筑前将路基表面的冰雪清理干净，然后进行蒸汽解冻，同时要注意避免已经解冻的表面再次出现冻结现象，另外在浇筑时还要防止混凝土的温度下降过快，当存在自由水时不可对其开展整平作业，浇筑完成后应尽快将混凝土表面进行铺盖，不可在空气中暴露太长时间。如果需要使用混凝土泵进行施工作业，则需要对管道进行预热和保温，避免进入管道的水泥浆冻结。

4 严寒条件下混凝土的养护

（1）养护期和养护温度。根据有关标准规定，初期养护强度需要达到不会发生冻害的程度，之后的养护期可以按照实际需要进行延长，尤其是在严寒条件下，更要注意混凝土作业所需要的保水养护工作。在综合考虑混凝土配合比、外界温度和养护方式、养护期的基础上确定好养护所需的温度，特别是在温度极低、材料较薄的时候，最低养护温度应该在10℃，如果出现断面较厚的情况，最低养护温度应该在20℃以上，在养护工作结束后也要适当的保持温度。

（2）温度管理。温度控制和管理对冬季混凝土施工至关重要，具体需要注意：将搅拌温度、浇筑温度、养护温度和外界气温做准确记录；如果出现温度异常的情况，需要及时进行补救；利用养护试件进行温度的测量和记录，并进行相关强度测试，确定养护和正式开始使用的时间；当出现温度低于预期温度的情况，应该延迟去除磨具的时间，延后养护时间。此外，最好在施工现场多设供试体，以便准确测试强度。

（3）保温养护方法。水泥的水化作用，依赖水的存在和一定的温度，为了保证混凝土质量，应该采取一系列的低温施工措施，保证混凝土既不被冻结又不会凝固。保温养护方法包括隔热养护和蓄热养护2种，前者是采用隔热材料将混凝土表面覆盖，利用水泥的水化热效应来达到保温的效果，该方法适用于轻微冻结期，如果温度更低，则需要同时采用隔热模具来使热量损失减少，以薄板进行覆盖时，应该将降温至结冰点的过程控制在12h以上，以保证顺利提升温度；后者是通过将水化热和外界获取的热量储蓄起来，以保证正温环境，该方法适合在温度较低的情况下使用，且多应用于基础工程和大体积混凝土工程。

（4）供热养护方法。当利用水泥的水化热作用无法保持温度时，便需要供热进行养护，通常采用蒸汽加热法，即利用其在凝结过程中放出的气化热以及凝结水在降温中放出的液化热，采用罩式、立窑式和坑式等多种形式对混凝土预制件的生产进行保温。通过该方法可以提高混凝土的反应温度，当然混凝土的性质和配比都会影响混凝土内部传递的热量，总的来说，湿混凝土比干混凝土的传热性更好，高温下的混凝土比低温下的混凝土传热性更好。

5 混凝土冬季施工的质量控制

（1）建立完善的质量管理体系。结合水利工程建设的具体施工情况进行各部门的有效分工，明确各工作人员的职责和任务，促进各部门之间的交流沟通，以便在工程建设中更好的合作，保证混凝土冬季施工质量。设立专门的项目技术负责人，针对冬季施工工程进行详细分析，提出最优施工方案，设立专职质量监管员，对交工验收及材料检查进行监督管理，一旦发现不合规定的材料或工程，应该及时停工补救。

（2）提高施工人员的综合素质。人员的综合素质对于整个工程质量具有决定性的影响，是整个施工建设中的关键因素，尤其是在条件恶劣的情况下，施工人员的技术水平就显得更为重要。提高水利工程参建人员的综合素质主要是提高领导者的分析决策能力、施工操作人员的技术水平，加强服务人员高质量服务的意识。从严格把控参建人员的准入开始，不断进行职业道德、职业技能的培训，使施工人员拥有良好的专业素养和心理素质，拥有较强的责任心，能积极主动高质量地完成工作。尤其选用优秀的项目负责人，发挥领头作用，建立高水平的施工团队，保证水利工程的施工质量。

（3）加强施工质量管理。为保证冬季施工的顺利完成并保证施工质量，应该对不同的施工环节进行有针对性的质量管理，具体就是要做到从事前的材料检查、图纸审批、技术人员的布局到事中的施工工序检查和机械设备使用再到事后竣工验收和工程师审查进行全方位、全过程的质量监督管理，以确保严寒条件下水利施工的质量。

6 结论

混凝土冬季施工给水利工程建设提出了更高的要求，本文对混凝土冬季施工中容易出现的冻融循环进行简单介绍，提出严寒条件下施工应该注意的相关事项，并针对冬季施工的特点进行养护措施的阐述，最后为保证水利工程冬季施工质量提出几点建议。虽然目前我国混凝土冬季施工技术已经得到很大发展，但是要完全解决施工过程中出现的问题还需结合实际情况做进一步的深入研究。

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TV52+1；TV544

B

1672-2469（2015）12-0093-03

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.12.032

王宗海（1965年—），男，工程师。