水利工程混凝土冬季施工技術研究
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【摘 要】水利工程建設是關系國民生計的重要工程，隨著社會的不斷發展，國家也加大了對其的建設。在水利工程施工的過程中，隨著混凝土施工技術和工藝的不斷發展，冬季混凝土施工技術正在不斷的研究和創新中，從而能夠為混凝土冬季施工質量的標準化提供一定的保障，更好的推動我國水利工程施工質量的快速高效發展。對此本文分析了水利工程混凝土冬季施工技術的相關方面。
【關鍵詞】水利工程；混凝土；冬季；施工技術
1、冬季環境對水利工程混凝土施工的影響
由于水利工程混凝土的施工周期比較長，所以受到冬季環境的影響，例舉混凝土施工受冬季環境最明顯的影響，如：（1）水分轉移，低溫促使混凝土內的水分固結并延縫隙轉移，水分過度聚結在中間部分，引發明顯的結構問題，不利于水利工程的結構穩定；（2）結晶固化，結晶導致混凝土表面硬化，外加劑會在硬化的作用下，吸附混凝土縫隙內的水分，出現固化，結晶固化的情況會在混凝土的表層滲透到內部，混凝土出現分層或裂縫，影響水利工程的整體結構；（3）銹蝕，其在水利工程混凝土冬季施工中比較常見，集中體現在混凝土內部的鋼筋結構，受水分轉移、結晶固化的影響，內部鋼筋結構處于潮濕狀態，冰凍水分長期依附在鋼筋混凝土的表面，逐漸干預鋼筋結構，促使鋼筋銹蝕，嚴重時還會導致鋼筋斷裂。
因此，水利工程混凝土冬季施工必須利用可靠的技術，控制混凝土的質量、性能，提升冬季混凝土的施工水平，加強水利工程的穩定度，避免由于冬季混凝土施工，對水利工程造成干預，保障水利工程混凝土冬季施工的良好狀態。
2、水利工程冬季混凝土施工原理
其主要是做好施工期的氣溫標準。就我國目前的施工技術而言，對水利工程冬季混凝土的施工制定了下列氣溫標準：一是嚴寒地區的日平均施工氣溫，應穩定在5攝氏度以下；最低氣溫應穩定在3攝氏度以下；二是氣候溫和的地區日平均施工氣溫，應穩定在3攝氏度以下，且穩定其應持續5天以上；三是在冬季混凝土施工過程中，采取全面保溫措施的氣溫標準存在一定的滯后，因為在入冬期間，氣溫雖然降至零下，堆料溫度高于外界氣溫，但若氣溫轉暖，堆料的溫度回溫較慢，仍處于零下。對此，水利工程在冬季施工時，應結合入冬與冬季結束兩個關鍵點，采取相應的混凝土施工措施。
3、影響混凝土質量的因素分析
混凝土內的水分結冰后將增加9%，混凝土內游離狀態水分越多，將受到越大的凍脹應力，凍脹的體積在解凍之后無法縮回去，殘留出空鼓。因此，新拌的混凝土在受凍后極易產生空隙。若混凝土空隙率提高15%，整體強度將降低10%。若凍脹應力過大直接產生裂縫，則嚴重的破壞了混凝土的結構，對整體強度造成嚴重影響。通常骨料周邊，存在一層水膜或水泥膜，一旦受凍將對膜的粘結力造成嚴重影響，在解凍后也無法恢復。據相關試驗表明，若膜失去粘結力，將導致混凝土強度下降14%。
在混凝土內水分結冰與溶解的過程，都將出現水分轉移的情況，若混凝土在表面溫度較低時受凍，水分結冰引起的凍脹應力將使水分擠向混凝土的內部。而在解凍時外部先行溶解，以致混凝土內部應力增加，水分又被擠向表層，水分出現反向遷移，水分體積在結冰與解凍的過程出現反變化，以致混凝土的各個組分發生相對移動，這類情況對新拌混凝土強度較低時，易引起結構性的裂縫。
4、水利工程涅凝土冬季施工的技術對策
4.1、做好混凝土的選料與配制
在水利工程冬季建設的時候，混凝土的配制要選用抗凍性能強的水泥。當前我們國家生產的水泥抗凍性能最強的是硅酸鹽水泥，而粉煤灰硅酸鹽水泥的抗凍性能最弱。在冬季水利工程混凝土施工的時候，要選用硅酸鹽水泥，或者選用普通的硅酸鹽水泥。而且所選用的水泥標號要大于32.5號。每立方米混凝土水泥的用量要大于300kg每立方米?；炷恋乃冶纫∮?.4。在混凝土配制的過程中，要通過使用摻合材料來提升混凝土的抗凍、抗滲性能。常用的有減水劑、防凍劑等。
在混凝土配制選用骨料的時候，一定要選擇清潔的骨料，骨料中不能含有冰凍以及因為低溫產生凍裂的物質。在水利工程混凝土冬季施工的過程中，為了降低凍害對混凝土施工質量的影響，需要把配合比中的用水量降至最低的限度，例如通過控制坍落度加人減水劑的方法來實現。
4.2、提升混凝土的攪拌質量
做好混凝土配合比的調整，當氣溫在零攝氏度左右的時候，通過選用合適標號的水泥來提升混凝土的抗凍效果。相關的試驗結構表明，強硅酸鹽水泥的抗凍性能較好，因為水泥水化熱較大，并且早期的時候水化熱的釋放強度高，一般3天時的抗壓強度是普通水泥七天時的抗壓強度，因此在冬季使用有著良好的效果。其次，要最大程度上降低水灰比例，通過提升水泥的用量，增加水化熱的產生，減少齡期強度所需的時間。再次，通過摻用引氣劑在保持混凝土配合比例不變的前提下，增加水泥漿的體積，進而實現拌和物流動性的提升，通過改善混凝土的粘聚性與保水性，來有效的提升混凝土的抗凍性能。也可以通過摻加早強外加劑，來縮短水利工程混凝土凝結所需的時間，提升早期的混凝土強度。
4.3、優化混凝土的運輸與澆筑環境
在混凝土運輸的時候，要科學的選擇混凝土攪拌機的擺放位置，最大程度上縮短混凝土運輸的距離，而且要選擇最短、最合適的運輸路線。
使用合適的運輸設備與保溫材料，降低溫度等對混凝土質量產生的不利影響。在冬季混凝土澆筑之前，首先要清除掉模板與鋼筋表面的一些雜物，尤其是對于新老混凝土的交接位置更要做好全面的清理。在施工環境溫度低于零下十攝氏度的時候，要使用暖棚法將鋼筋加熱到正常溫度。水利工程混凝土的灌注溫度不能夠低于5℃，一些細薄截面的關注溫度要大于10℃。在冬季混凝土澆筑的過程中，要避免過振與漏振，以避免出現分層、泌水等問題的出現。
4.4、混凝土澆筑后的防護措施
1）常規防護
混凝土澆筑后應立即覆蓋塑料薄膜，上部再覆草袋、棉被等保溫材料，保溫材料的敷設原則為：一般情況下0℃以上鋪一層；0℃以下鋪二層或三層；大體積混凝土澆筑及二次抹面壓實后應立即覆蓋保溫。一般工程上采用多層防護。
2）養護液防護
按規范要求，模板拆除后，首先將混凝土表面進行清理干凈，然后用刷子將養護液均勻涂于混凝土表面一遍，不遺漏，嚴格保證按一個方向涂刷一層。間隔約1小時（根據氣候條件確定，以涂刷的養護劑表面不粘手為準），再垂直于第一遍方向涂刷第二遍。涂刷第二遍后用土工布包裹建筑物。同時適當灑水加強早期養護。
3）暖棚養護
（1）聚乙烯薄膜張貼后，在四周模板外側及倉頂覆蓋一層4mm厚土工布，起保溫作用。當氣溫低于5℃時，在每孔渡槽內中間位置放置兩臺煤爐取暖，在倉頂設置電取暖設備取暖，保證混凝土面、模板面溫度高于5℃。并且溫度變化的溫差不大。
?。?）混凝土終凝72小時后，用混凝土回彈儀每天檢測兩次混凝土強度，當混凝土強度達到設計強度的75%時，停止取暖，并安排拆模。
（3）溫度觀測：施工期間，按以下方法進行溫度觀測外界氣溫每天觀測四次，分別在8：00、11：00、14：00、17：00時觀測；暖棚內氣溫每四小時觀測一次，根據觀測情況調整暖棚內溫度。
水利工程混凝土冬季施工技術已經成為了水利工程中研究的一個重點，因此需要加大對其的研究，并運用冬期施工新的理念和方法，避免冬期施工中可能出現的弊端，保證混凝土結構的可靠性和耐久性，延長其使用壽命，為工程質量提供一定的保障。
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