摘要：水利工程是我國進行基礎性建設的重要組成部分，其工程規模大，成本耗費高，質量要求嚴格。因此，要嚴格把握水利工程的質量關。本文首先分析了水利工程冬季混凝土施工的基本原理，在此基礎上對水利工程冬季混凝土的施工技術進行了闡述。

　　關鍵詞：水利工程,冬季混凝土,施工

　　1.水利工程冬季混凝土施工的基本原理

　　1.1 水利工程冬季混凝土施工期的氣溫標準

　　目前， 我國對水利工程的冬季混凝土施工期的氣溫標準規定如下：第一，對于寒冷地區的日平均氣溫，規定必須穩定在5 攝氏度以下;其最低氣溫規定穩定在零下3 攝氏度以下;第二，對于溫和地區的日平均氣溫，規定必須穩定在3 攝氏度以下，而且其穩定期保持在5天或5 天以上;第三，在整個冬季混凝土施工期內，進行全面保溫措施的氣溫標準有一定的滯后，因為在入冬時，氣溫雖降至結冰溫度，料堆溫度比氣溫高，但是在氣溫轉暖之后，料堆的溫度仍然還處在負溫狀態。所以，水利工程的冬季混凝土施工必須根據入冬和冬季結束這兩個時間，分別采取對應的措施。

　　1.2 混凝土早期受凍對其性能影響的分析

　　從混凝土的性能分析上來看，混凝土之所以能在拌合物澆灌之后硬化并達到最終的強硬度，是因為水泥水化作用導致的。而水泥水化作用的速度除了與混凝土本身的材料和配合比有關之外，還受溫度變化的影響，溫度在逐漸升高時，混凝土水化作用的速度加快，而當溫度低于0 攝氏度時，混凝土中的水分有一部分開始結冰，從而影響了其水化作用，隨著水化作用的減弱，混凝土硬化的速度和作用也有所減弱。

　　2.混凝土質量影響因素

　　水結冰后體積增加9%， 混凝土內游離水分愈多， 凍脹應力就愈大，凍脹了的體積在解凍后不會縮回去，而是保留了下來。因此，新拌的混凝土受凍后孔隙度顯著提高。如果孔隙率增加至15%，強度就會下降10%。當凍脹應力大到了產生裂縫時，混凝土結構就受到破壞，強度就不會再增加了。

　　在骨料周圍，有一層水膜或水泥漿膜，在受凍后，其粘結力受到嚴重損害，解凍后也不能恢復。曾做過實驗，如果粘結力完全喪失，強度將降低13%。

　　在結冰與溶解過程中，會發生水分轉移的現象，受凍時由于混凝土表面溫度低，先結冰產生凍脹壓力把水分擠向混凝土內部。溶解過程中外部先溶解內部應力大，又將水分向表面擠壓，水分反向遷移，由于水分體積的反變化，使混凝土各組分的相對位置發生變化，這對強度還很低的新混凝土很容易造成結構性裂紋。

　　3.水利工程混凝土配料要求

　　3.1 需滿足的要求

　　在配料方面除應保證工地技術人員提出的對混凝土強度等級的要求外，還要保證工地施工對混凝土和易性的要求，和易性包括流動性、粘聚性和保水性等3 個方面的性能。流動性是混凝土能流動并均勻密實地填滿模板的性能，流動性的大小反映混凝土拌和物的稀稠坍落度的大小。混凝土到工地后的流動性直接影響著工地澆搗施工的難易和時間的長短，從而影響混凝土的質量。混凝土的粘聚性好能使混凝土在運輸和澆注過程中不至于發生離析現象，混凝土拌和物在入模后經振搗，由于漿包不住石子導致漿往下走，石子留在表面，只有石子沒有漿不能使混凝土保持整體均勻的性能。如果在施工過程中，部分水從內部析出至表面，說明此混凝土拌和物保水性不好，密實性差，從而降低混凝土的強度和耐久性。

　　3.2 防止裂縫產生

　　將混凝土內外溫差控制在25°以內，盡量使用水化熱較低的混凝土配合比。因為混凝土原材料的品質和配合比，決定了混凝土熱學、力學性能，它從減少混凝土絕熱溫升、提高抗裂能力兩方面防止裂縫的產生。應該選用放熱量低的水泥、減少水泥用量以降低混凝土的絕熱溫升;摻入外加劑(主要指減水劑)、摻和料(主要為粉煤灰)以減少用水量，改善混凝土的和易性和強度;以及選用材質好、級配佳的粗細骨料，減小混凝土的線脹系數，摻入膨脹劑、減縮劑，減少收縮量等。控制混凝土的水灰比，獲得小的混凝土強度離差系數，提高強度保證率，必須控制、測定砂的含水率，在水和砂子的配料中，適當減水、增砂，達到控制攪拌用水的配比量。水工混凝土每立方米水的配比量只有150kg左右，其計量允許偏差只有1.5kg，加強對砂子含水率變化的監視，及時調整配比。而實際的含水率需要通過定時直接測量的辦法測定。因此，在配料計量時要進行砂水補償。

　　嚴格按設計配合比施工，杜絕混凝土澆筑時現場加水，合理安排混凝土澆筑順序， 避免澆筑過程中交接面間歇時間過長產生薄弱部位。對于大壩水工大體積混凝土，常采用薄層、短間歇、均勻上升的方法澆筑混凝土，避免突擊澆筑一塊混凝土，然后長期停歇，避免相鄰壩塊之間過大的高差及側面的長期暴露。此外，在混凝土初凝后應進行二次抹面，清除不平整表面的積水，也是施工中應采取的必要措施，可以防止早期的干縮裂縫產生。

　　4.混凝土攪拌與澆注要求

　　4.1 摻防凍劑方法

　　在混凝土冬季施工的諸多方法中，采用外加劑是一種比較簡單而經濟的方法。它比之于電熱法、蒸汽法、暖柵法，遠紅外法等措施加熱，設備投資、能源消耗、設備維修都可省去，還可節約冬季費用。

　　4.2 材料預熱法

　　把砂子及拌合水預先加熱，再去攪和拌合混凝土。骨料加熱可以通蒸汽，也可以用鐵板炒熱。但是加熱水和砂子時，溫度最高不得超過60℃，水溫最高不得超過80℃，因為溫度過高時水泥會產生假凝現象。這種做法主要是為水泥的水化作用保持一個比較高的初始條件。如果蓄熱保溫做得好，可使混凝土在澆筑后一段時間內溫度保持在入模溫度水平。試驗證明當空氣溫度在10℃，入模溫度宜控制在15~20℃，只要蓄熱保溫做得好(如混凝土表面用巖棉被充分覆蓋)，使混凝土溫度保持在15℃，那么C20 混凝土48h 也可以超過3.5MPa。一般當氣溫在0℃左右時，可以只加熱水，而不用加熱砂子。

　　4.3 蓄熱保溫法

　　主要做法是用覆蓋物來保持混凝土入模溫度和由水化熱產生的溫度不致逸散，并避免受外界自然低溫的侵襲。蓄熱保溫措施是現階段混凝土冬季施工優先選擇的有效方法，既簡單可行，又成本低廉。一般的覆蓋材料為巖棉被、塑料膜等，也可以考慮用草簾、草袋、鋸末、稻殼等，主要防止引起火災。最好是用巖棉被或塑料膜，既保溫又保水。

　　4.4 摻外加劑和綜合蓄熱法

　　冬季施工中經常使用的是摻外加劑和綜合蓄熱法共同使用，摻用防凍劑后，表面再采取加蓋巖棉被、塑料薄膜等方法。這種做法比單獨使用防凍劑時的摻加量要少得多，既保證混凝土的質量，又會加快工程的進度。

　　5 混凝土養護要求

　　冬季水利工程施工，養護措施尤為重要，冬期發生質量事故故往往不宜察覺，新澆混凝土在養護初期遭受凍害，當氣溫回復以后，即使正常養護到一定齡期，也不能達到其設計要求。混凝土早期凍害是由于混凝土內部的水結冰所致。在環境溫度條件不改變的情況下：第一，早期增強凝結;第二，降低冰點摻加防凍劑。為了使混凝土在早期不被凍害以致帶來一系列的質量問題，攪拌站技術人員應及時與工地施工人員進行溝通，以及掌握近幾天的天氣狀況，以便于工地合理地調整混凝土的各種材料的用量。采用養護劑養護，由于保證了良好的水化熱作用，生成膠態水化物，阻塞混凝土的毛細管道，降低混凝土內部的孔隙率， 增強混凝土的密實性， 從而獲得良好的抗滲性、

　　6.結語

　　冬季混凝土施工質量控制問題逐漸成為水利工程行業面臨的重點研究課題之一，在水利工程混凝土施工時，一定要嚴格按設計要求，對混凝土工程的要點質量嚴加控制，這樣可以延長水工混凝土的使用壽命，節省工程費用，確保工程質量，對實現經濟、安全的工程建設管理目標有著重要的意義。

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