淺議水利工程冬季混凝土施工質(zhì)量控制措施

 淺議水利工程冬季混凝土施工質(zhì)量控制措施

　　摘要：介紹了冬季混凝土施工原理、方法，從材料的選擇、混凝土拌和、運輸、澆筑、拆模、養(yǎng)護等方面闡述了冬季混凝土施工應(yīng)采取的控制措施。制定科學(xué)合理的冬季施工方案，加強現(xiàn)場管理，對保證混凝土冬季施工質(zhì)量，確保工程建設(shè)的順利實施意義重大。

　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土；冬季施工；控制措施

　　1、引言

　　在水利工程建設(shè)施工過程中，受自然氣候影響、來年渡汛的需要以及工程建設(shè)的進度安排，有時不可避免的要進行冬季施工。若采取的措施不當，極易給工程造成質(zhì)量隱患或出現(xiàn)質(zhì)量事故。在進入冬季前，必須做好冬季施工準備工作。當室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃，則此5天的第一天為進入冬季施工的初日；當氣溫轉(zhuǎn)暖時，最后1個5天的日平均氣溫穩(wěn)定在5℃以上，則此5天最后一天為冬季施工的終日。因此，在工程即將進入冬季施工前，要提前準備和防范，收集當?shù)囟�季的氣象資料作到防患于未然。

　　2、冬季混凝土施工原理

　　冬季混凝土施工，水的物理形態(tài)的變化是抑制混凝土強度增長的關(guān)鍵因素。溫度降低到0℃時，混凝土中部分水開始結(jié)冰，逐漸由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，參與水化作用的水減少，水化作用減慢，混凝土強度增長相應(yīng)減慢；溫度繼續(xù)下降，混凝土中的水完全結(jié)冰，水化作用基本停止，混凝土強度不再增長。液態(tài)水凍結(jié)后，體積約增大9%，同時產(chǎn)生2500kg/cm2的冰漲應(yīng)力，使混凝土受到不同程度的早期破壞，以至減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，從而降低混凝土強度。

　　3、混凝土冬季施工質(zhì)量控制措施

　　3.1混凝土原材料選擇

　　在冬季施工時，選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。冬季施工中多選用早強硅酸鹽水泥，這種水泥水化熱較大，早期強度提高快，一般3天抗壓強度大約相當于普通硅酸鹽水泥7天的強度，效果較明顯。拌制混凝土優(yōu)先采用加熱水的方法，拌和水溫一般≤60℃，水泥不得加熱。當加熱水不能滿足要求時，再對骨料進行加熱。骨科選擇要求顆粒硬度高且縫隙少，骨科應(yīng)盡可能干燥，使用前宜運入暖棚內(nèi)存放，不得混有冰雪、凍塊及易被凍裂的礦物質(zhì)。

　　3.2混凝土冬季施工方案的選擇

　　3.2.1調(diào)整混凝土配合比

　　調(diào)整配合比法主要適用于在0℃左右環(huán)境下的混凝土施工。具體做法有：

　�、俦M量降低水灰比(水灰比<0.6)，稍增加水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。

　�、趽郊臃纼鰟�。在拌制時對原材料適當加熱，在澆筑后對混凝土不加熱且不施加保溫措施而進行自然養(yǎng)護，在受凍前達到混凝土允許受凍臨界強度。此方法混凝土強度增長慢，但費用低，施工簡便。

　　③摻加引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。

　�、軗郊釉鐝妱��？s短混凝土的凝結(jié)時間，提高早期強度。應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉(摻用水泥用量的2％)和MS-F復(fù)合早強試水劑(摻水泥用量的5％)。

　　3.2.2蓄熱法

　　此法適用于氣溫-10℃左右，構(gòu)件體積比較厚大的工程。蓄熱保溫法即對原材料進行加熱并通過適當保溫延緩混凝土冷卻，確保混凝土經(jīng)攪拌、運輸和澆筑后，還儲備相當熱量，在受凍前達到混凝土允許受凍臨界強度。利用此方法，混凝土強度增長較快，費用較低，但要注意內(nèi)部保溫，避免構(gòu)件角部及外表面受凍，并延長養(yǎng)護時間。

　　3.2.3外部加熱法

　　適用于環(huán)境氣溫-10℃左右且混凝土構(gòu)件體積不厚大的工程。外部加熱法就是加熱混凝土構(gòu)件周圍空氣，通過空氣作為傳熱介質(zhì)，把熱量傳給混凝土，或直接加熱混凝土構(gòu)件，使混凝土處于正溫條件下并正常硬化。

　　3.2.4摻加防凍劑

　　在混凝土冬季施工的諸多方法中，摻加外加劑是一種比較簡單而經(jīng)濟的方法，設(shè)備投資、能源消耗和設(shè)備維修都可省去，可節(jié)約冬季施工費用。冬季施工中，多用防凍劑、引氣劑、早強劑等，而防凍劑在冬季混凝土施工中起關(guān)鍵作用。防凍劑在混凝土中的主要作用是提高混凝土的早期強度和防止混凝土受凍破壞。防凍劑中的有效組分之一是降低冰點的物質(zhì)，使混凝土在0℃下仍處于液態(tài)，水化作用繼續(xù)進行，從而使混凝土強度繼續(xù)增長。當混凝土摻加抗凍劑時，其試配強度要提高一個等級。目前常用防凍劑有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復(fù)合抗凍劑。

　　3.3混凝土的冬季施工質(zhì)量控制措施

　　3.3.1混凝土攪拌

　　冬季施工中混凝土拌和物的溫度控制要求為：出機溫度≥10℃，入倉溫度≥5℃。對于攪拌機的選擇，考慮水灰比的減少、外加劑的摻入等因素，應(yīng)選擇強制式攪拌機。攪拌機等拌合設(shè)備要進行防寒，在拌制混凝土之前以及停止拌制后用熱水洗刷攪拌機內(nèi)筒。拌和水的加熱要求水溫準確，供應(yīng)及時，保持先后用水溫度一致，以免前后拌和物的溫度有過大差異，造成混凝土坍落度變化，影響混凝土的施工質(zhì)量。當自然氣溫較低，僅靠加熱水無法滿足拌和物的出機溫度要求時，需要加熱骨料，首選加熱砂，其次是石子。水泥在任何情況下都不允許加熱，但在使用前可存放在棚內(nèi)預(yù)溫，有利于混凝土達到規(guī)定溫度。

　　3.3.2混凝土運輸

　　水利工程施工中混凝土多采用拌和廠集中拌和，然后用機械運輸?shù)焦さ剡M行澆筑�；炷�土攪拌場地應(yīng)盡量靠近施工地點，選擇最佳運輸路線，以減少材料運輸過程中的熱量損失�；炷�土的運輸過程應(yīng)快裝快卸，不得中途轉(zhuǎn)運或受阻。運輸車應(yīng)根據(jù)施工用量和澆筑時間選擇容量，并采用易保溫、不漏漿又輕便的車輛及垂直運輸機械，以提高工效，縮短運輸時間，減少熱量損失。運送中要覆蓋保溫防寒，盡量減少混凝土熱量散失。嚴防混凝土表面凍結(jié)、離析、水泥砂漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。當拌制的混凝土出現(xiàn)坍落度減小或發(fā)生速凝現(xiàn)象時應(yīng)進行調(diào)整�；炷�土卸出拌合機時的最低溫度為10℃，最高允許溫度為40℃，低溫早強混凝土的拌合溫度不高于30℃。

　　3.3.3混凝土澆筑

　　混凝土澆筑時要保證混凝土的均勻性和密實性、結(jié)構(gòu)的整體性、尺寸的準確、鋼筋、預(yù)埋件的位置正確。在澆筑前應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，鑿除新舊混凝土施工縫處水泥砂漿、松動石子、松軟混凝土，用水沖洗干凈后，清除積水。當環(huán)境溫度低于-10℃時，采用暖棚法將直徑25mm以上的鋼筋加熱至正溫。

　　3.3.4混凝土的養(yǎng)護

　　冬季澆筑的混凝土，由正溫轉(zhuǎn)入負溫養(yǎng)護前，混凝土的抗壓強度不應(yīng)低于設(shè)計強度的40％，對于C10以下的混凝土不得小于5MPa。正確的養(yǎng)護可以避免混凝土產(chǎn)生溫度收縮裂縫和受凍。冬季混凝土施工優(yōu)先采用暖棚蓄熱法養(yǎng)護，采用蒸汽管道取暖加熱，暖棚內(nèi)底部溫度不低于5℃。保溫材料不宜直接覆蓋在剛澆筑完畢的混凝土層上，可先覆蓋塑料薄膜，上部再覆保溫材料。采用的保溫材料應(yīng)保持干燥，可采用一布一膜，或兩層塑膜夾一層氈布、草簾、麻袋等�；炷�土對邊、棱角部位的保溫厚度，必須增大到面部的2-3倍。

　　在負溫情況下不能澆水養(yǎng)護�；炷�土養(yǎng)護初期的溫度，不低于防凍劑規(guī)定的溫度�；炷�土強度未達到設(shè)計強度的30%時不能受凍；在充水凍融條件下混凝土受凍時，不低于設(shè)計強度的75%。

　　3.3.5拆模

　　當冬季混凝土拆模強度滿足正常溫度下混凝土拆模強度，同時滿足抗凍規(guī)定的正常溫度下混凝土拆模強度時，即側(cè)模達到2.5MP以上，混凝土表面及棱角不因拆模而受損；結(jié)構(gòu)跨度＞2.0m的蓋板，強度達到設(shè)計強度的100%；結(jié)構(gòu)跨度≤2.m的蓋板，強度達到設(shè)計強度的75%時方可拆模。

　　根據(jù)溫度變化，及時掌握混凝土的拆模時間。澆筑溫度0-4℃的混凝土凝結(jié)時間比15℃時延長3倍。采用暖棚法養(yǎng)護的混凝土，當養(yǎng)護完畢后環(huán)境溫度在0℃以下時，應(yīng)待混凝土冷卻至5℃以下時拆模�；炷�土與環(huán)境的溫差不得大于15℃，當溫度差在10℃以上，但低于15℃，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆蓋措施，如覆蓋氈布、草袋及彩條布等。

　　3.3.6混凝土的質(zhì)量控制

　　混凝土澆筑以后，在混凝土最薄弱和易受凍的部位，應(yīng)加強保溫防凍措施，并應(yīng)布置測溫點測定混凝土的溫度。在混凝土達到抗凍臨界強度(3.5MPa)前，應(yīng)每隔2小時測定一次，以后每隔6小時測定一次，并應(yīng)同時測定環(huán)境溫度。

　　摻防凍劑混凝土的質(zhì)量，除滿足設(shè)計要求，還需按下列規(guī)定進行檢驗:

　�。�1)應(yīng)在澆筑地點制作一定數(shù)量的混凝土試件進行強度試驗。除按規(guī)定齡期試壓外，在達到抗凍臨界強度時，拆模前及拆除支撐前應(yīng)進行試壓。試件不得在凍結(jié)狀態(tài)下試壓。

　　（2)檢驗抗凍、抗?jié)B所有試件，應(yīng)與工程同條件養(yǎng)護28d后，再按標準養(yǎng)護28d后進行抗凍或抗?jié)B試驗。

　　4、結(jié)束語

　　綜上所述，在工程即將進入冬季施工前，制定冬季施工技術(shù)方案，根據(jù)制定的進度計劃安排好施工任務(wù)及現(xiàn)場準備工作，在技術(shù)、生產(chǎn)、資源三方面進行準備。要合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，采用科學(xué)的施工方法，嚴格施工現(xiàn)場管理，加強質(zhì)量控制措施，保證工程質(zhì)量�！�