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淺析水利水電工程冬季混凝土施工技術

淺析水利水電工程冬季混凝土施工技術 摘要: 水利水電工程和國計民生息息相關, 是我國基礎性建設中的重中之重, 再加上其造價高、規模大、質量要求高等特點,因而,在水利水電工程建設過程 中一定要將質量問題放在首位。 水利水電工程由于自身的特殊性,通常將施工時 間安排在冬季,冬季氣溫較低,給混凝土的澆筑質量造成了嚴重的影響,本文圍 繞這些影響展開討論, 并重點研究了相關的冬季混凝土施工技術,旨在保證水利 水電工程冬季施工的質量。[1] 關鍵詞:水利水電工程;冬季;混凝土施工技術 1.冬季混凝土施工中常見的質量問題 1.1 裂縫 裂縫的產生在很大程度上降低了混凝土的耐久性以及抗壓能力。 混凝土中水 分含量過大,會影響混凝土的穩定性、強度,然而失水過快,同樣會產生不良影 響,如導致混凝土結構疏松,繼而導致裂縫的產生。冬季溫度較低,混凝土中的 水分會發生結冰膨脹現象, 導致裂縫的產生。混凝土內部鋼筋在水和空氣的作用 下會氧化銹蝕體積變大,引起裂縫。另外,混凝土內外溫度、濕度相差較大,則 會引起混凝土中的水分向中心處匯集,也會引起裂縫。[2] 1.2 起灰 混凝土中的水分太多,則會導致混凝土泌水、離析問題的產生,對混凝土的 保水性和粘聚性造成不利的影響。水利水電工程冬季混凝土施工,受低溫影響, 水泥水化作用的過程較慢,水分流失嚴重,因而出現混凝土表面起灰的問題。 2.冬季混凝土施工時應了解的一些原理 混凝土施工規范中指出,若室外日平均溫度連續 5 天在 5℃以下,且最低氣 溫在- 3℃之下, 則視為冬季施工, 混凝土的相關施工需要依照冬季施工標準進行。 冬季施工到來之前, 應該著手準備保溫被、 塑料膜等防凍物品, 并關注天氣變化, 警惕氣溫驟降,防止混凝土遭受霜凍、寒流破壞。正常情況下,當室外溫度小于 - 10℃時需要暫停施工動作,若其他條件不允許停工,那么可以采用添加外加劑 的方法、提高混凝土入模溫度的方法,繼續施工。 水泥的水化作用是混凝土最終強度是否達標的關鍵。 水泥水化作用的速度取 決于兩個方面:一、配料比;二、溫度。配料時,水灰比無論是過小還是過大, 均會對水泥水化作用的速度造成影響,造成混凝土的最終強度不符合設計要求。 溫度高,水泥水化作用速度快,在較短的時間內,混凝土就可以達到最終強度; 溫度低,水泥水化作用速度慢,混凝土則需要較長的時間才能到達最終的強度。 水變成冰,體積方面會有 9%的增幅,這種體積上的變大會破壞混凝土的內 部結構,對混凝土的強度造成不利的影響。水冰結合會引起表面坑洼不平整,減 小鋼筋、混凝土的的接觸面積,降低粘合力,最終降低混凝土的強度。另外,隨 著溫度的上升,這部分冰會最終融化并蒸發,會給原先結冰的地方留下空隙,這 種情況對混凝土密度、強度、耐久性的影響是十分嚴重的。所以,水利水電工程 冬季混凝土施工時,要著重解決混凝土早期受凍問題。[3] 3.冬季混凝土施工的一些技術分析 3.1 調整配料比 這種方法比較適合溫度約為 0℃環境下的混凝土施工。為增強混凝土的抗凍 能力,可以選用早強硅酸鹽水泥,該種水泥水化熱較大,能在混凝土施工早期形 成較高的強度,通常情況下,3d 早強硅酸鹽水泥的抗壓強度大致等同于 7d 普通 硅酸鹽水泥的抗壓強度,且在抗凍方面作用顯著。適當地降低水灰的比例,也就 是適當地增加水泥的使用量, 這樣可以增加水化熱量,縮短混凝土達到標準強度 的時間。另外,還可以選用縫隙較少的集料以及硬度較高的顆粒,使混凝土的膨 脹系數盡可能地接近附近砂漿的膨脹系數。 3.2 利用外加劑 冬季混凝土施工,利用外加劑是一種操作簡單、花費較小的辦法。另外,外 加劑的使用還能夠在一定的范圍內沖出規范溫度的限制,給施工爭取寶貴的時 間。 3.2.1 引泡劑 將引泡劑加入混凝土之后, 會產生一定數量的氣泡,這些氣泡可以發揮三個 作用,一是增加混合物的保水性,二是增加混合物的流動性,三是緩沖壓力(該 壓力為混凝土內部水結冰時產生) 。氣泡的這些作用可以有效地提高混凝土的防 寒、抗凍能力。 3.2.2 早強外加劑 硫酸鈉、MS—F 復合早強試水劑為代表的早強外加劑,在減少混凝土硬化 時間方面效果明顯,能夠促使混凝土在較短的時間內達到理想的強度。[4] 3.2.3 防凍劑 防凍劑中的某些成分可以于降低冰點,一定溫度下,盡可能地使更多的水不 發生結冰,從而增加參加水化作用的水分,縮短混凝土達到標準強度的時間。另 外, 防凍劑避免了冰晶過多或過大的情況,對于降低水結冰產生的膨脹力方面效 果明顯,保護了混凝土的固有結構。 3.3 使用外部加熱法 該方法多用于施工環境在-10 ℃以上,且構件不算太厚大的工程。該方法大 體上可分為直接加熱和間接加熱兩種,直接加熱指得是直接對混凝土加熱,間接 加熱指得是加熱混凝土四周的空氣,通過空氣最終將熱量傳遞給混凝土構件,兩 者的目的在于為混凝土的硬化提供一個常溫環境。如果將加熱方法細分,包括以 下幾種:一、利用火爐加熱,該方法操作簡單,但提升溫度有限,且會釋放 CO2 氣體影響混凝土表面質量,常用于較小的工程。二、利用蒸汽加熱,該方法的優 點是加熱均勻、容易控制,缺點是花費較大(因為需要購置專門的鍋爐設備) 、 伴有較大的熱損失。三、利用電加熱,做法是將鋼筋當作電極,或者是將電熱器 緊貼在混凝土的表層,將電能轉化為熱能,從而提高混凝土的溫度。該方法的優 點是熱損失較小、操作簡便,缺點是耗電較大。 3.4 采用蓄熱法 蓄熱法較為適合施工環境溫度為 0℃上下,且結構厚大的工程。具體的做法 是:對原材料使用一系列的加熱、保溫措施,保證其在攪拌、運輸、澆灌等操作 下還是具備一定的熱量, 并實現入倉時溫度在 5℃以上, 從而加快水泥水化進程。 做好混凝土的保溫措施相當重要,應該保證混凝土溫度在降到 0℃之前,不被凍 壞。該工藝較為簡單,對資金的要求較低,但需要做好保溫與養護的工作。[5] 砂石料的儲備保溫工作: 最好在入冬之前就將砂石料運送到施工現場,防止 砂石料在運輸途

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