农业水利工程冬季混凝土施工技术

张彦明

（渭源县水务局，甘肃定西 748200）

农业水利工程建设能够满足生产和人们生活的需要，满足社会经济全面健康发展的需要。在农业用水保护的施工过程中，必须充分考虑施工工艺的控制，确保施工质量。水利建设容易受到外界因素的影响，环境的变化在一定程度上增加了水资源保护的难度。为有效保证水利工程质量，相关人员应在工作中保持高度重视，促进我国工程的持续发展。

1 冬季混凝土施工技术原理

1.1 水利工程冬季施工的注意事项

在农业水利工程中，混凝土的冬季施工是一项复杂的工作，同时也是一项不可避免的工作，混凝土工程的质量事关整个工程的成败［1］。因此，应在实际施工的过程中做好混凝土保温工作，并根据实际的情况选择最优方案进行施工。

1.2 施工温度的控制

根据混凝土施工规范，连续5 d 室外日均气温低于5 ℃，最低气温低于3 ℃时，混凝土必须按冬季施工要求开展，冬季混凝土浇筑的要求更高，必须要确保混凝土在凝固前不会因低温而受损。

1.3 施工中的混凝土构件

在水利工程施工中，经常需要大型混凝土构件。温度降低时，固体混凝土表面温度迅速下降，但内部温度仍然较高。在温度增加的情况下，内部产生大量的水分。为了减少混凝土内外温差过大引起的裂缝，实心混凝土浇筑过程中应保证较低的温度或浇筑后进行表面打磨，减缓外部降温速度，消除混凝土内外温差［2］。

2 影响农业水利工程冬季混凝土施工的因素

2.1 外界气温条件因素

温度越高，水化速率越快。混凝土以团聚体的形式改变了混凝土中分布的水分，阻碍了混凝土的水化过程，大大减缓了混凝土的硬化过程，对其质量和强度产生了不利影响。当混凝土中游离水的温度比空气温度还低时，游离水会冻结，体积增加9%，即出现冻融效应。这种反应会在一定程度上增加混凝土的孔隙率，进而降低混凝土的强度。从微观层面看，出现裂缝后，混凝土的结构功能性和稳定性明显减弱。

2.2 水膜作用因素

混凝土振捣和浇筑后，骨料周围会有一层水泥泡沫或水膜，显著提高总流动性，减少空洞的形成。如果混凝土外部温度太低，水泥板岩膜和水膜被固结，水泥与骨料的结合强度降低，最终强度减弱。另外，当外界温度升高时，水膜性能会恢复，导致混凝土内部形成较大的空隙，降低混凝土的结构强度。

2.3 溶解作用因素

混凝土是一种由多种原料组成的化合物，在水的作用下，各种原料都会发生一系列复杂的物理化学反应。水在调节原料时，如果外界温度低，会形成大量废水，导致溶解在水中的矿物质被分离，可能对混凝土的形成和性能产生不利影响，并可能导致混凝土结构出现裂缝，特别是在加载点和压缩点，裂缝数量显著增加。

3 农业水利工程冬季施工技术

3.1 选择适当的原材料

冬季施工过程中，混凝土暴露的环境条件相对较差。在这种情况下，必须选择质量较高的原材料，如可以选择具有强硅酸盐成分的水泥。该类型水泥在施工反应速度较快，持续时间较长，非常适宜冬期施工。为了达到理想的施工效果，有关操作规程和技术人员应对不同的防水构件的抗冻性进行研究和分析。在我国水泥整体行情的大背景下，现有水泥组分的抗冻性为粉煤灰硅酸盐水泥＞硅酸盐水泥＞硅酸盐水泥［3］。但在实际应用过程中，不同水泥材料的价格实际上差距较大，所以工程施工中必须考虑自身投资，选择合适的水泥材料进行施工，使水泥工程达到预期质量，并相应延长其使用寿命，创造更多的经济效益。

3.2 冬季施工的养护技术

冬季低温是影响农业节水工程建设的主要因素，因此有必要对传统的水泥配比方法进行适当改变。例如晚上浇筑混凝时，要做好人工振捣工作，并及时进行平整处理。混凝土硬化也要采用蓄热法，有关人员也必须压实覆盖，防止低温环境对混凝土凝结造成不利影响。例如，在实际冬季施工过程中，可以选择一种具体的预热方式，即施工所用的原材料必须在实际施工前进行预热，避免所浇筑的水泥受到低温影响。但是，预热应确保原料预热不过高，否则就无法适应农业节水工程的正常建设需求。例如，混凝土材料预热温度过高，不利于混凝土的凝结，对整个农业节水工程产生了不利影响。

4 农业水利工程混凝土冬季施工中存在的问题

4.1 钢筋的锈蚀以及混凝土裂缝

在冬季施工过程中，钢筋中的氧化铁会随着气温的下降而膨胀，从而导致混凝土楼板出现裂缝。此外，混凝土施工中冬季水泥的稳定性较差，早期强度相对较低，不利于施工过程和外部表现相等。以农业节水工程为例，施工过程中裂缝增多，将严重降低节水工程质量。在农业水利工程中的混凝土作业，一旦出现较多问题，会影响地区农业的发展，甚至会导致经营者遭受严重的经济损失，使农业节水工程失去原有的作用，降低农业生产的质量和效率，对农业的生产造成严重的影响。

4.2 结构疏散和水分转移

在冬季施工过程中，混凝土在凝固过程中表面存在一些冰晶，导致混凝土结构松散。这一现象将在第二年的春夏季节更加明显，严重影响农业用水管理工程的稳定性。其主要原因是冬期施工的节水工程对环境影响较大，无论是建筑温度还是混凝土封层的条件都难以达到，使得农业水保工程在建设中具有较高的安全风险。如果对该现象不进行有效预防，严重时甚至会影响有关人员的人身安全，造成无法挽回的后果。因此，合格人员在实际施工过程中应注意低温环境的影响，以避免结构疏散和输水问题。

4.3 表面起灰

混凝土产生表面粘结现象的主要原因是混凝土本身的水灰较大，使混凝土的保水性能相对较差。此外，硬化温度较低，水泥水化处于近停滞状态。因此，混凝土表面会出现灰烬，而在冬季，由于气温相对较低，农业节水工程的材料水分一旦流失水泥材料，水泥材料就会迅速流失，构成严重的资源浪费，不仅达不到农业节水工程的预期水平，建设成本也超出了标准，最终会出现投资大于收益的情况。

4.4 混凝土受冻害损伤

农业水利工程混凝土施工在冬季极易受冻，造成混凝土地面质量发生较大变化，进而影响农业节水工程的实际工作。在冬天，农业节水工程的使用往往会出现晶体腐蚀，其主要的外部表现是混凝土表面出现霜层，将对混凝土与其他饰面层的结合产生较大障碍，严重减缓农业节水工程的建设速度，增加经济消耗。

5 农业水利工程冬季混凝土施工对策

5.1 制备技术要点

5.1.1 制备参数设置

在冬季农业水利工程混凝土施工制备环节中，需对黏聚性、和易性、保水性、流动性等主要参数进行严格控制。

1）黏聚性。混凝土黏聚性能良好，但需要防范混凝土在配制中出现离析现象，在浇筑和运输环节均可有效保持混凝土的均匀性。2）和易性。其为混凝土施工的最为基本的要求，可对混凝土在制备中的技术含量和过程进行衡量和评估。3）保水性。其与混凝土的耐久性、密实性关联密切，对保水性进行积极控制，可为混凝土获取理想的稳定性和强度提供保障，避免离析。4）流动性。其可较为真实地反映混凝土的流动性能，其大小同混凝土拌合物坍落度大小、原料配比有着直接关联，可影响振捣和灌注环节的质量。

5.1.2 裂缝防范技巧

实践表明，如果混凝土内外温差为25 ℃时，则会出现温度阶跃，即出现温度裂缝［4］。因此，冬季制备混凝土时，需选择满足相应水化热要求的水泥品种，并将搅拌部分与其他原材料标准化，以尽量减少水化热中放热的积累。

5.1.3 外加剂的使用

为了降低混凝土的收缩和膨胀系数，防止干缩开裂，在混凝土粗骨料和细骨料的分选中，需要对骨料引起的膨胀系数进行精确控制同时还要控制用水量，减少出砂量。混合料的使用和原材料的预热也可以减少开裂风。在冬季制备配制混凝土混合料，需提高混凝土的温度，当达到55 ℃时，可制备出76%的混合料，这种水泥在此温度下不容易出现假凝结现象。

5.2 冬季混凝土浇筑技巧

为了保证模具温度，可以用石棉将混凝土完全覆盖，以保持规定的强度。到为了防止外界温度对低温凝固过程的干扰，充分利用蓄热方式，即保温结构，发挥有效保持水化热的温度和对混凝土固结的作用。综合蓄热法与搅拌法：在混凝土冬季施工中，一般采用综合蓄热法与搅拌法相结合的方法。与防冻剂的独特使用相比，可以减少搅拌，并获得更高的混凝土质量。

5.3 冬季混凝土施工养护

早期应注意可添加防冻剂来硬化混凝土，以降低混凝土的孔隙率，增加压实度，优化抗冻性和密度，满足冬季施工的要求［5］。在农业节水工程冬期施工过程中，要根据具体施工情况和实际情况控制混凝土用量，制定对策，保证施工顺利进行。

6 结语

冬季混凝土施工应根据具体设计和实际情况进行质量控制，分析了混凝土在冬季制备时的主要影响因素，并提出了有效的解决措施，希望借此保证农业生产的顺利进行。