水利工程冬季混凝土施工技术要点分析

时伟强 房琳

摘 要：因冬季天气的特殊性，会增加水利工程混凝土施工难度。施工中气候温度会直接影响到混凝土浇筑施工质量，当外界温度较低时混凝土水化效果会大打折扣，减缓强度增长速度，并对水利工程整体施工质量及施工进度造成严重影响。为此，本文在充分了解影响水利工程冬季混凝土施工质量因素的基础上，对其施工工艺及施工方法选择进行了简要的分析。

关键词：水利工程；冬季混凝土；施工技术

水利工程是我国基础設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，同时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，冬期施工往往不可避免。我国北方地区冬季工期较长，使水利工程建设进度大打折扣，而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，很大程度上是由于受到冻融循环作用的影响。在工程实践中，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。因此，认识冻融循环，防止冻害，确保混凝土冬期施工质量，是水利工程主体结构安全的重要保证。

1 影响水利工程冬季混凝土质量的因素

1、温度变化的影响。温度变化会影响到混凝土的水化作用，温度越高水化作用越快，反之水化作用越慢，当混凝土温度低于0℃，混凝土内部的水分会固化结晶，进而影响水化作用的继续进行，导致混凝土硬化速度的降低，最终影响到混凝土强度和质量。

2、冰水冻胀作用。当混凝土内游离水分遇到低温产生冻结后，体积会有9%的增大，这也就是行业讲的“冻胀作用”，冻胀作用会提高混凝土内部的孔隙率，并会形成强度的下降，产生混凝土结构微观上的破坏，如果持续积累将会形成混凝土宏观裂缝，进而影响混凝土结构的稳定和功能。

3、水膜作用。在混凝土浇筑和振捣后，骨料周围会形成一层水膜或者是水泥浆膜，这会提高混凝土整体的流动性，降低空隙和孔洞的产生。但是过低的温度将会将水膜或水泥浆膜固结，使骨料和水泥失去了黏结力，进而导致强度的降低，并且随着温度升高水膜恢复流动后形成较大的空隙率，进而导致混凝土结构强度进一步下降。

4、溶解作用。混凝土是多种原材料构成的复合物，在水的作用下各种材料发生着复杂的化学和物理变化，水分在调节各部分原材料的同时，也形成了对一些原材料的溶解现象，当气温降低时，溶解在水中的矿物质会析出，这不利于混凝土性能的发挥和功能的形成，导致混凝土结构容易出现裂缝，特别在受压和荷载位置容易产生结构性裂缝。

2 水利工程冬季混凝土施工工艺

1、搅拌施工

相关试验结果表明，强硅酸盐水泥的抗冻性能较好，因为水泥水化热较大，并且早期的时候水化热的释放强度高，一般3天时的抗压强度是普通水泥7天时的抗压强度，因此在冬季使用效果良好。首先要做好混凝土配合比调整工作，当气温在零摄氏度左右的时候，通过选用合适标号的水泥来提升混凝土的抗冻效果。其次，要最大程度上降低水灰比例，通过提升水泥的用量，增加水化热的产生，减少龄期强度所需的时间。再次，通过掺用引气剂在保持混凝土配合比例不变的前提下，增加水泥浆的体积，进而实现拌和物流动性的提升，通过改善混凝土的粘聚性与保水性，来有效的提升混凝土的抗冻性能。

2、混凝土运输

冬季混凝土浇筑过程中，要避免过振与漏振，以避免出现分层、泌水等问题的出现。混凝土运输时，要科学选择混凝土搅拌机的摆放位置，最大程度上缩短混凝土运输的距离，而且要选择最短、最合适的运输路线。使用合适的运输设备与保温材料，降低温度等对混凝土质量产生的不利影响。在冬季混凝土浇筑之前，首先要清除掉模板与钢筋表面的一些杂物，尤其是对于新老混凝土的交接位置更要做好全面的清理。在施工环境温度低于零下十摄氏度的时候，要使用暖棚法将钢筋加热到正常温度。水利工程混凝土的灌注温度不能够低于5℃，一些细薄截面的灌注温度要大于10℃。

3、混凝土浇筑

混凝土搅拌控制时间比常温延长50%左右。由塔吊到施工地点浇灌应尽可能缩短时间。

（1）浇筑时要保证砼的均匀性和密实性，保证整体性，尺寸应准确，钢筋预埋件位置应误差小于2cm，拆模后砼表面应平整、光滑，无蜂窝、麻面、缺棱掉角现象，为防止冻结，在浇筑前应对现场已绑扎支模的柱、梁、板进行防风砂、防冻结雪保护，并对由于气温下降造成冻结的砼进行二次加热搅拌，使搅拌场具有适宜的施工和易性再浇筑。

（2）在施工縫和后浇带施工中，应先剔掉水泥薄膜和松动石子，湿润冲洗干净，在接缝处的砼温度高于原砼2℃以下，然后先铺水泥素浆一层，应比原砼的强度高于1.2MPa，再进行浇灌，梁、板后浇带处应去掉直搓以外的松动部位，形成垂直接缝，再按设计比例掺入，WG―HEA型膨胀剂，采用比原混凝土强度等级高一级的砼捣实。

4、混凝土养护

水利工程混凝土养护初期的温度，要高于防冻剂规定的温度，如果不能达到这一规定的温度时，需要通过一定的保温措施来辅以实施。在遇到雨雪、冷空气等天气的时候，要停止混凝土的施工。针对水利工程冬季施工混凝土易受低温影响的特点，在养护的时候需要改变常规的养护方法，晚间浇筑的混凝土，需要在第一时间做好现场人工振浆、抹平的处理。在压砂整平以后覆以保温层，等到白天温度上升到零度以上的时候，再完成最后一道抹面与压纹。在水利工程混凝土铺筑完成以后，使用蓄热法保温进行混凝土的养护，需要加厚盖好，降低空气对流对混凝土凝结的影响。

3 水利工程冬季混凝土施工方法的选择

因我国气候条件差异较大，尤其在北方冬季长达数月，气候寒冷将给施工带来诸多不便，该环境下施工应采取特殊防护措施，以保证工程能够正常施工。

1、暖棚法

在混凝土结构周围用保温材料搭成暖棚，在棚内安设热风机、蒸汽排管或电热设备进行采暖，使混凝土浇筑和养护处于正温条件下。暖棚法施工一般适用于地下工程与混凝土工程量较集中的部位。

2、采用蓄热法

主要用于气温-10℃左右，结构比较厚大的工程。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。此法工艺简单，施工费用不多，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。

4 结束语

综上所述，冬季施工气温较低，引发安全事故的因素较多，在施工前要制定相应的冬期安全施工措施，配备必要的安全防护用品，对施工人员进行安全教育，尤其是高空作业和特殊工种的教育，并加强现场施工管理工作，确保工程安全施工。如果发生不提前准备和防范，会影响给工程质量、进度，措施不当会给工程质量带来隐患，因此，在工程即将进入冬期前作好防范，在施工期间作好控制是必要的，是保证工程质量必须的措施。

参考文献

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