论水利工程混凝土冬季施工

【关键词】混凝土工程 冬季施工 保温 

　　冬季到来时,如连续5 d的日平均气温稳定在5℃以下,则此5 d的第1 d为进入冬季施工的初日,当气温转暖时,最后1个5 d的日平均气温稳定在5℃以上,则此5 d最后I d为冬季施工的终日。在进入冬季前,须做好冬季施工准备工作。 

　　1、冬季施工准备 

　　(1) 技术准备 

　　制定冬季混凝土施工技术方案(措施),其中应包括以下内容:施工部署(进度安排),施工程序,施工方法,机具与材料调配计划,施工人员技术培训(测温人员,掺外加剂人员)与劳动力计划,保温材料与外加剂材料计划,操作要点,质量控制要点,检测项目等方面。 

　　(2)生产准备 

　　根据制定的进度计划安排好施工任务及现场准备工作。如现场供水管道的保温防冻,搅拌机棚的保温,场地的整平及临时道路的设置等。 

　　(3)资源准备 

　　根据制定的计划组织好外加剂材料,保温材料,施工仪表(测温计),职工劳动保护用品等的准备工作。 

　　2、混凝土冬季施工方案的选择 

　　(1)调整混凝土配合比 

　　调整配合比法主要适用于在0℃左右环境下的混凝土施工。具体做法是:① 选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。应使用早强硅酸盐水泥。该类水泥水化热较大,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(水灰比<0.6),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,缓冲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,缩短混凝土的混结时间,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科,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。 

　　(2)蓄热法 

　　蓄热法主要适用于环境温度0℃左右,结构比较厚大的工程。做法是:对原材料(水、砂、石)进行保温、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。一般混凝土入仓温度应大于5℃ ,以加快水泥水化,同时做好混凝土的保温工作,以保证温度降到0℃ 以前混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单,施工费用不多,但要注意保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。① 砂石料储备保温:为避免入冬以后砂石料在料场或运输过程中受冻,应在入冬前组织砂石料进场,进场后及时用草袋以及棉毡或采取其它措施覆盖,保证砂石料不受冻、温度在5℃ 以上,同时防止冰雪、冻块进入搅拌机造成混凝土温度损失。②混凝土拌和料加温:采用蒸汽对砂石料和拌和用水加温,拌和水加热温度根据混凝土拌和物混合温度和计算控制但不大于80% ,也可以采用深井水(常温18℃左右)适当加热作为拌和用水;水泥、外加剂在库房或暖棚内保温,禁止对其进行直接加温。搅拌站搭设暖棚挡风保温。③ 各种混凝土运输车、混凝土输送泵以及管道在使用前用热水清洗加温;保证运输过程顺畅,混凝土泵安装后加保温采暖棚,管道用土工布或棉毡包裹保温,使用前后用热水冲洗干净,防止混凝士残料在管道内冻结、影响畅通。 

　　(3)外部加热法 

　　主要用于气温10℃ 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。一是火炉加热。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。二是蒸气加热。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。三是电加热。将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,便能变为热能,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。四是红外线加热。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)添加防冻剂 

　　在混凝土冬季施工的诸多方法中,采用外加剂是一种比较简单而经济的方法。近几年来已在冬季施工中广泛的采用。比之于电热法、蒸气法、暖栅法,远红外等加热法措施法,设备投资,能源消耗、设备维修都可省去。可节约冬季费用。防冻剂在混凝土中的主要作用如下:①提高早强度。掺入防冻剂后可在规定的施工环境温度下,最大限度的提高早期强度。利用防冻剂中的早强。减少组分使混凝土早期强度尽快提高,当混凝土的强度达到或超过临界强度后,就不会发生冻害。② 防止混凝土受冻破坏。防冻剂中的有效组分之一是降低冰点的物质。它的主要作用是使混凝土中的水份在尽可能低的温度下结冰,防止因水份冻结而产生的冻胀应力破坏混凝土结构。它的另外一个作用是干扰冰晶的生长,使冰晶的生长发生变异,从而减少了冻胀应力。同时保持了一部分不结冰的水分,以保持水化反应的进行,保证了在负温度下混凝土强度的增长。因此,在一10℃ 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态,水化作用能继续进行,从而使混凝土强度继续增大。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。 

　　3、混凝土的拌制 

　　拌制混凝土用的骨料必须清洁,不得含有冰雪和冻块,以及易冻裂的物质。在掺有含钾、钠离子的外加剂时,不得使用活性骨料。在有条件的时候,砂石筛洗应抢在零上温度时做,并用塑料纸,油布盖好。拌制掺外加剂的混凝土时,如外加剂为粉剂,可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。如外加剂为液体,使用时应先配制成规定浓度溶液,然后根据使用要求,用规定浓度溶液配制成施工溶液。各溶液要分别置于有明显标志的容器中,不得混淆。每班使用的外加剂溶液应一次配成。 

　　当施工期处于0 ℃左右时,可在混凝土中添加早强剂,掺量应符合使用要求及规范规定,且应注意在添加前应做好模拟试验,以核实有关技术措施;对于有限期拆模要求的混凝土,还应适当提高混凝土设计等级。混凝土中添加防冻剂时,严禁使用高铝水泥。严格控制混凝土水灰比,骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分均应从拌和水中扣除。搅拌掺有外加剂的混凝土时,搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃ ,入模温度不得低于5 ℃。 

　　4、混凝土的运输和浇筑 

　　混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点,以减少材料运输过程中的热量损失,同时也应正确选择运输用的容器(包括形状,大小,保温措施)。混凝土浇筑前,应清除模板和钢筋上,特别是新老混凝土(如梁,柱交接处)交接处的冰雪及垃圾。 

　　当采用商品混凝土时,在浇筑前,应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能,并做好相应的防冻保暖措施。分层浇筑混凝土时,已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前,不应低于计算规定的温度也不得低于2℃。重点工程或上部结构要连续施工的工程,混凝土应采取有效措施,以保证预期所要达到的强度。预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前,浇灌部位的混凝土必须经预热,并采用热的水泥浆,砂浆或混凝土,浇灌后在正温下养护到强度不低于15MPa。现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。 

　　5、混凝土的养护 

　　冬季浇筑的混凝土,由正温转入负温养护前,混凝土的抗压强度不应低于设计强度的40% ,对于C10以下的混凝土不得小于5MPa。 

　　采用的保温材料(草袋,麻袋),应保持干燥。保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上,可先覆盖塑料薄膜,上部再覆草袋,麻袋等保温材料。保温材料的铺设厚度为:一般情况下0℃以上铺一层;0℃ 以下铺二层或三层;大体积混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,其保温层厚度,材质应根据计算确定。拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料,以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。 

　　参考文献 

　　[1]李萍.水利工程冬季施工质量控制和预防措施.山西水利,2009年第1期。 

　　[2]王勇.浅析混凝土冬季施工技术措施.内蒙古水利,2009年第5期。