浅析水利工程混凝土冬季施工方法_论文发表__墨水学术,论文发表,

所属栏目：自动化论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:148

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　　浅析水利工程混凝土冬季施工方法
　　丁红强焦秀丽
　　（河北省水利工程局，石家庄050021）
　　摘要：水利工程由于自身特点，经常要在冬季施工。而水利工程冬季施工中混凝土的施工是重点和难点。本文对混凝土冬季施工受冻害损伤出现的质量问题进行了分析；总结探讨了混凝土冬季施工应采取的施工方法。
　　关键词：混凝土；冬季施工；防冻害损伤；施工方法
　　1引言
　　水利工程施工建设周期性强，施工任务重，时间紧，强度大，为了保证工程具备度汛条件或者在汛前投入使用，冬季施工不可避免。而冬季施工中影响最大的是混凝土施工，而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小，强度增长受到阻滞，对工程的施工进度和工程质量造成重要影响。
　　2混凝土冬季施工常见质量问题
　　一般混凝土在冬季施工时，由于温度较低会发生冻害而被损伤，常表现为混凝土表面剥落脱皮、产生裂缝、内部损伤等。
　　3混凝土受冻害损伤原因浅析
　　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，主要是随着环境温度的高低而变化。当环境温度升高时，水化作用加快，强度增长也较快；而当环境温度逐渐降低到0℃时，存在于混凝土中的水有一部分水开始结冰，逐渐由液相（水）变为固相（冰），这时参与水化作用的水相对减少了，水泥水化作用减慢，混凝土强度增长相应较慢。当环境温度继续下降，水变成冰后体积膨胀约增加9﹪，此时如产生的冰胀应力值大于混凝土初期强度值时，使混凝土受到不同程度的破坏（即早期受冻破坏）而降低强度。此外，当水变成冰后还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度，当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成各种各样的空隙，而降低混凝土的密实性及耐久性。
　　4混凝土冬季施工主要方法
　　混凝土受冻害损伤原因分析表明，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。因此在冬季混凝土施工中，主要解决三方面问题：一是如何防止早期冻害；二是如何确定混凝土最短的养护龄期；三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。根据多个工程混凝土冬季施工实践经验，下面总结介绍几种混凝土冬季施工中常用的方法。
　　4.1调整配合比法
　　主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：
　　（1）选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。选择早强硅酸盐水泥提高混凝土抗冻能力，该水泥水化热较大，且早期强度发展快，一般3天抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥7天的强度，抗冻效果明显。
　　（2）尽量降低水灰比，适当增加水泥用量，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，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。
　　（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。
　　4.2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，一般混凝土人仓温度应大于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O℃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#p#副标题#e#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，防止混凝土残料在管道内冻结、影响畅通。
　　4.3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。
　　（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。
　　4.4添加防冻剂法
　　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。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，减少水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分在尽可能低的温度下结冰，防止因水分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-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。
　　5结语
　　混凝土冬季施工技术措施直接影响工程质量和成本。对于同一个工程，可以有若干个不同的冬季施工方案。实际施工中应结合工程所在地的气温情况，工程结构状况(工程量、结构厚大程度与外露情况)，工期紧迫程度，水泥的品种及价格，早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格，热源条件等因素综合设计混凝土冬季施工技术措施方案。
　　参考文献：
　　1、DL/T5144-2001，水工混凝土施工规范[S]．
　　2、李东升．混凝土冬季施工[M]．北京：中国水利水电出版社，2001.9