关于水利工程混凝土冬季施工方案的思考.doc

关于水利工程混凝土冬季施工方案的思考摘要： 我国许多地方有较长的寒冷季节，由于受工期制约，许多水利工程的混凝土在冬季施工是不可避免的。冬季施工首先要选择好原材料和合理设计配合比，而有效的施工措施和合理的养护方案，是混凝土冬季施工方案中重点要解决好的问题。关键词： 混凝土； 冬季施工； 温度控制水利工程施工建设周期长，施工任务重，时间紧，强度大，为了保证工程具备渡汛条件或者在汛前投入使用，必须抓住秋冬两季的晴好天气，进行高强度施工。由于混凝土浇筑受气温影响较为明显，低温时，混凝土水化作用明显减缓，强度增长受到阻滞。当温度降至零度以下时，水化作用基本停止。因此，在冬季进行混凝土施工时，施工单位必须严格按规范要求，制定冬季施工方案，采取得力措施，保证工程质量。1 混凝土冬季施工原理1.1混凝土冬季施工期的气温标准我国对冬季施工期的气温标准有规定如下：（1）寒冷地区的日平均气温稳定在5以下或最低气温稳定在-3以下时；（2）温和地区的日平均气温稳定在3以下时。稳定是指气温连续保持5天或5天以上。但在整个冬季施工期内，不是在刚达到这一气温标准下就全面使用保温措施，而是有一定的滞后。入冬时气温虽降至冰结温度，料堆内部温度比气温高；而气温转暖后一定时期，骨料温度仍然处在负温。因此，同一气温在入冬和冬季结束两个时间，需采取对应的措施。1.2混凝土的凝结硬化和温度的关系混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也较快；而当温度降低到o时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相（水）变为固相（水）。这时参与水泥水化作用的水减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。2 混凝土的材料要求和配合比设计要求2.1混凝土的材料要求（1）水泥：选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。（2）骨料：要求没有冰块、雪团，应清洁、级配良好、质地坚硬，不应含有易被冻坏的矿物。（3）拌合水：经化验合格的水。2.2混凝土的配合比设计要求混凝土配合比设计是冬季混凝土施工重要的影响因素之一，合理调整配合比，适当使用外加剂，既可以改善混凝土冬季施工的工作性能，也可以提高混凝土凝结硬化后抗冻性能。混凝土配合比的调整，可以从以下几方面着手：（1）选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度，效果较明显；（2）尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间；（3）掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓j中混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性；（4）掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和ms-f复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)；（5）选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。3 混凝土冬季施工措施3.1创造混凝土强度快速增长的条件。在冬季施工中，采用高热或快凝水泥，减小水灰比，掺入速凝剂和塑化剂，加速凝固，增加发热量，以提高混凝土的早期强度。当气温在5之间时，根据具体情况可采用活性高水化热大的水泥，或者调整配合比，加大水泥用量或掺加外加剂。特别是掺加外加剂法，不需要采取加热措施就能使混凝土在负温条件下产生抗冻旱强、催化、减水等效用，降低混凝土的冰点，使之在负温状况下加速硬化以达到要求的强度。3.2增加混凝土的拌和时间。冬季施工混凝土的拌和时间一般为常温的1.5倍。在拌和时要求对拌和机械进行预热，且对拌和温度做出限制对大体积混凝土一般不低于12，对薄壁结构不低于17- 25，同时要求在各种情况下的拌和温度保证入仓浇筑温度不低于5。3.3减少拌和、运输、浇筑中的热量损失。采取措施尽量缩短运输时间，减少转运次数。装料设备应加盖，侧壁应保温。配料、卸料、转运及皮带机廊道各处应增加保温措施。3.4预热拌和材料。首先考虑加热水，水的加热极限温度视水泥等级和品种而定，如加热温度超过此值，则搅拌时应先与砂石拌合，然后加入水泥以防止水泥假凝。如水加热至极限温度而热量尚嫌不足时，再考虑加热砂石骨料，砂石加热的极限温度亦与水泥的等级和品种有关。3.5提高混凝土强度等级。提高混凝土强度等级有利于提高混凝土的抗冻性、抗渗性，从而提高混凝土的耐久性。4 混凝土冬季养护措施混凝土冬季养护方法分为3类，混凝土养护期间不加热的方法、混凝土养护期间加热的方法和综合方法。不加热的方法包括蓄热法、掺化学外加剂法；加热方法包括电极加热法、电器加热法、感应加热法、蒸汽加热法和暖棚法；综合方法即综合上述两类方法，如综合蓄热法，即在蓄热法基础上掺加外加剂（早强剂或防冻剂）或进行短时加热等综合措施。从节约能源和降低冬期施工费用考虑，应优先选用不加热的施工方法或综合方法。4.1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。4.2外部加热法主要用于气温1以上，而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传给混凝土，或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。分为以下几种加热方法：（1）火炉加热。一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。（2）蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制，加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备费用较高。且热损失较大，劳动条件亦不理想。（3）电加热。将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度。此法简单方便，热损失较少，易控制，不足之处是电能消耗量大。（4）红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封幅射加热。4.3抗冻外加剂以上的气温中，对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂，使混凝土在负温下仍处于液相状