水利工程冬季混凝土施工措施探讨

■陆 梅，王守春，费守明 ■.天津市水利科学研究院，天津 30006;.天津市水务工程建设交易管理中心，天津 30004

水利工程施工中使用的混凝土是将水泥、砂石、胶凝材料及水按照适当的配比经过充分搅拌的混合材料。混凝土在经过水化作用过后会发生物理变化和化学变化，最终达到水利工程建设要求强度的混凝土材料，温度是影响水泥水化效果的重要因素，提高混凝土的强度需要保证水泥水化的速度，需要提升混凝土的温度。冬季温度过低时，混凝土中的水分会产生结冰，造成水化速度的差异，影响混凝土的施工强度，降低水利工程的施工质量。需要严格控制混凝土冬季浇筑温度和技术，保障完善优化的混凝土施工质量。

1 水利工程建设冬季混凝土施工容易出现的问题

1.1 水分转移及结构疏散

混凝土浇筑完成后表面颜色呈现土黄色并伴有冰晶状颗粒，并且轻轻的敲击发现声音空哑，这种情况下的混凝土结构脆弱并且内部逐渐出现松散，这是由于混凝土中的水分在外部的温差及内部的压力作用下，逐渐从边缘向中间进行移动造成。

1.2 混凝土裂缝及钢筋锈蚀

冬季气温较低，钢筋会在严寒中发生冷冻现象，在混凝土浇筑完成后的水化作用中造成温度上升发生氧化，体积出现一定比例的膨胀，混凝土会随着主筋的方向发生裂痕。混凝土开裂的原因复杂，水灰比不合理或者水泥的安定性能差等都会造成严重的泌水现象而引发混凝土结构的开裂。

1.3 结晶腐蚀

冬季混凝土表面的水分蒸发会比较快，致使其表面的水分在低温下发生霜化现象，以及为保证混凝土的强度搅拌过程中会添加特质的添加剂，添加剂的毛细管作用积存在混凝土表面上，都会造成混凝土严重硬化。

1.4 表面起灰

混凝土的搅拌过程中由于低温作用会造成水分的分布不均匀，或者施工前未进行严格的混凝土配比实验室实验，造成水灰比不合理，在搅拌过程中或浇筑过程中产生粗骨料与砂浆的离析分离现象，产生严重的表面起灰。这种现象发生证明混凝土内部的水化作用较差。

2 水利工程冬季混凝土施工措施

2.1 原材料的配置和搅拌

(1)水泥:水利工程施工中多选择强度在42.5以上的硅酸盐水泥，水泥进场时要对品种、级别、出厂日期、散装仓号或包装等进行检查，对水泥的安定性、强度和必要性能进行复检。

(2)砂石:施工混凝土中添加河砂中的粗中砂，保证砂的比率在40% －50%，选择粒度较小的花岗岩。

(3)聚丙烯纤维:为增加水利工程设施的使用强度及使用寿命，可以添加适当的聚丙烯纤维，保证混凝土凝结后的抗冲击性、抗裂性能、抗冻融性能、抗收缩性能增加，纤维原材料应满足:直径12－110um，长度5－26mm，抗拉强度不低于290mpa，弹性模量不低于3200Mpa。

(4)水:需要符合饮用水标准的生活用水。

混凝土的配料要保证强度等级满足施工技术要求外，还要保证施工对混凝土和易性的要求，和易性是对混凝土的流动性、保水性、粘聚性的要求。混凝土的搅拌可以采用对材料进行预热的方法，可以通过蒸汽加热或铁板翻炒加热的方式实现骨料的有效增温，可以将拌合用的水进行加热，但确保加热后的水分不超过80摄氏度，避免温度过高造成水泥发生假凝现象。

2.2 施工用混凝土的温控措施

(1)混凝土的运输。混凝土的运输要求是运输过程中不产生离析现象，保证浇筑时规定的坍落度和混凝土初凝前实现充分的浇筑和捣实，确保运输时间不超过行业规定(如表一)，需要对运输路径进行有效的勘查，出现道路堵塞等意外交通状况，采取加热保温应急措施保障合适的温度。

(2)电加热措施。水利工程冬季建设中混凝土保温浇筑施工措施是使用电加热法，电加热是借助电子设备的电热和感应加热，将变压器与拌合站进行电缆连接，装配相应的漏电保护装置，并在拌合站的水池底部设置30－38根的电热管，通过设置在上水口的温度计对拌合站内的水温进行实时测控，为保证热量的集中和时效，可以给顶口配置棚盖结构配合水温箱的保温效果。

(3)添加防冻剂。防冻剂的添加可以确保混凝土在低温的状态下正常发生水化反应，增加材料的有效硬度增长，确保混凝土在规定时间内达到预期强度，可以根据具体的地域特点及施工实际情况确定防冻剂的添加比例和方式，确保防冻剂的添加满足最低温度的防冻需求，避免温度的变化影响混凝土水泥和水分的比例。

2.3 施工技术要求

(1)冬季混凝土浇筑后在恶劣的环境因素下水化速度加快，混凝土的内部释放热量，但冬季昼夜温差大，造成混凝土的外围温度极低甚至冰冻现象的发生，导致温度分布不均衡出现应力平衡被破坏的现象发生，进而产生混凝土的开裂影响施工质量。避免类似破坏现象的发生可以在混凝土的浇筑前对模板及直径为25mm以上的钢筋进行预热操作，保证浇筑时模板及截面的温度在5－10℃左右，并利用土工布、塑料布等进行密实的围裹实现温度的有效保持，并且保持灌注的连续性，控制灌注厚度在20厘米以内，浇筑过程中机械振捣要配合严密。浇筑完成后，出现严重的降温时，可以适当的进行保温棚的搭建，利用密封效应实现对内部加热温度的保持，使混凝土的施工质量达到预计强度。

(2)控制浇筑周期，浇筑时间影响混凝土施工的质量水平，施工单位需要根据实际情况制定合理的浇筑时间，避免浇筑时间过长导致温度较低，出现内部结构温度不均匀、水化作用不均匀的质量问题，根据设计的浇筑时间严格控制，保障浇筑质量的合格。

2.4 混凝土的养护

混凝土的养护是混凝土质量实现的重要环节，养护过程中要严格控制混凝土的水分蒸发。需要在混凝土浇筑完成后12小时内实现覆盖保护，通常采用塑料薄膜与麻袋结合铺盖的方式实现全面的养护，从下往上的覆盖顺序为塑料薄膜加麻袋加黑色硬质塑料薄膜，在冬季水利工程混凝土施工中，混凝土的养护层上面还可以加盖保温棚用的草帘进行外层的压盖，保温效果提升的同时避免大风的侵袭危害。

当施工温度遭遇大幅度的降温状况时，可以采用蒸汽加热的养护方式，具体的操作方法是搭设好蒸汽管道，确保地下的蒸汽管道深埋至冻结部位，蒸汽管道每隔20m设置气眼，保证管道内的高温蒸汽均匀的分布在混凝土的表面，并搭设密封性能好的暖棚实现对蒸汽的恒温保存，保证养护效果的实现。

3 结束语

水利工程的冬季混凝土施工是较难的施工操作，需要技术人员对施工过程中的各环节进行严格的把控，实现质量的控制满足工程建设的需求，需要技术人员根据水利工程所处的地理位置及环境进行施工措施的改进和更新，为施工的合理性提供帮助，并切实加强混凝土的养护工作及质量控制，确保工程质量为度汛及灌溉提供充足的保障。

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