浅析水利工程的冬期混凝土施工

摘要：混凝土施工在水利工程施工中占有很大的比重，而在冬季混凝土施工的难度更大，施工质量更加难以控制。本文主要分析了混凝土冻融的过程，并从配合比设计、拌制和运输、浇筑三个方面对水利工程冬期混凝土施工的技术要点进行简要探讨。

关键词：冬季；混凝土；冻害；技术要点

中图分类号：TV331 文献标识码： A

水利工程是我国的一项基础工程，在保持经济增长方面具有不可替代的重要作用。水利工程的施工质量直接决定了整个水利工程的经济性、安全性、实用性等指标，而作为水利工程施工的重要组成部分的混凝土施工的质量又决定了水利工程施工的质量。冬季气温较低，对混凝土施工带来了一定的难度。表面剥落、开裂等一系列问题的产生，给水利工程冬期混凝土施工提出了更高的要求。而水利工程规模性、长期性的特点要求在很多情况下都要在冬季进行施工，这意味着我们无法避免冬期混凝土施工，只有通过采取适当地施工技术尽可能保障施工质量。

一、混凝土的抗冻性和主要冻害

混凝土的本质特点决定了其在低温条件下会产生冻融，这与混凝土自然凝固的过程有所不同。因此，笔者认为要想全面分析水利工程冬期混凝土施工的技术要点，有必要首先了解混凝土的抗冻性和主要冻害形式。

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1、混凝土的抗冻性

混凝土的冻融是一个逐渐形成的持续过程。一般情况下，混凝土的冻融首先在大孔隙产生，然后再慢慢扩展到小孔隙。决定混凝土抗冻性强弱的因素有很多，主要有混凝土的空隙结构、饱和度以及延展性，其中最主要的是前两者。实验表明，混凝土的抗冻性与饱和度的关系存在一个抗冻性最好的点，这个点就是临界饱和度。大量的水是混凝土养护所必须的条件，但实际上水分并不会充满混凝土内部的空隙。因此，即使在严寒条件下，首次冻胀所产生的破坏也是微乎其微的。只要在气温下降之前认为降低混凝土的水分含量，就可以很大程度上减小冻融对混凝土施工质量的影响。

由于低温对混凝土的影响较大，冻害的形式也多种多样，其中常见的冻害形式包括裂缝、脱皮和粗骨料露出。裂缝是混凝土最常见的冻害之一，其产生的原因主要是混凝土中的水分在低温条件下冻结膨胀。裂缝在初期一般较小，但随着时间的推移，裂缝也会越来越长、越来越深。脱皮是这三种冻害中最为常见的一种，主要是由化学侵蚀所造成。粗骨料露出是指水泥浆和粗骨料分离，这与脱皮的产生机理不同。这种冻害的直接原因是水泥浆和粗骨料之间的吸附不够强，根本原因还是后期养护工作没有做好。

二、水利工程冬期混凝土施工的技术要点

混凝土施工比较复杂，具有很多关键的技术要点。本文中，笔者在对水利工程冬期混凝土施工技术要点进行分析时，主要从配合比、搅拌运输和浇筑三个方面展开。

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1、配合比设计

混凝土的配合比对混凝土的抗冻性有很大的影响，因此设计好配合比对水利工程冬期混凝土施工的质量有着决定性的影响。

首先，要严格控制原材料的选择，确保在源头上杜绝问题的产生。要确保水泥的生产日期、级别、品种等指标均与工程标准相符合，如果购买进来的水泥储藏超过三个月未使用投入使用时要进行二次检查。在选择水泥品种时，要确保符合冬季施工的条件。在各种水泥品种中，硅酸盐水泥是最佳选择，因为这种水泥的水化热相对较低。原则上不采用强度过高的水泥，但是对水泥强度等级的最低要求是32.2MPa。其次是水的选择。一般情况下，适宜选用饮用水。其他水源也可以采用，但前提是要符合国家标准，因此作为饮用水的纯净水是最佳选择。选用其它水源要注意控制水中离子的含量，离子含量较高可能会对水泥的硬化产生影响，并且会腐蚀钢筋。最后是骨料的选择，骨料选择的原则是符合国家相关标准、有机杂质含量低、表面清洁。

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2、搅拌和运输

混凝土的搅拌工艺受温度的影响很大，运输的时间也受到环境温度的制约。因此，在冬期混凝土施工中，搅拌和运输也是非常关键的技术要点。

第一，不同的气温条件对搅拌工艺的要求也有所不同。当外界气温在5摄氏度以下，混凝土搅拌所使用的水应保持在60摄氏度左右。若气温较低，要首先对骨料进行预热，在预热时要注意防止温度过高而造成灼烧混凝土。如果气温高于0度，就不需要对骨料进行预热，而是对水稍加预热。为了在严寒条件下保证搅拌质量，相比于其他时间，冬季搅拌的时间应当延长50%。同时，要保证出机温度在10度以上，入模温度在5度以上。

第二，冬季混凝土的运输时间应当适当加以限制，一般要求在0.5h以内完成运输。为了最大限度减小低温对混凝土的影响，在运输过程中要尽可能减小装卸的次数，并尽量选择距离较短的路线进行运输。在运输时，也要对混凝土进行一定的保温处理，具体的要求是在运输过程中保证混凝土温度降低的速度小于5摄氏度每小时。

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3、混凝土浇筑

混凝土的浇筑时混凝土施工的后期工作，其受气温的影响也是非常之大的，因此在冬期施工时考虑到低温对浇筑的具体影响也是非常必要的。要在浇筑之前保持模板的清洁，因为模板上的冰块或杂物都会影响水泥浆的内部特征。为了尽可能减小低温的影响，浇筑工作尽量在昼间进行，并尽量选择气温较高的时段。恶劣天气（如雨、雪、大风天气）不仅气温会下降，而且会对水泥浆本身的结构产生影响，因此不适合进行浇筑。浇筑时，要确保混凝土没有离析产生，并再次确定混凝土的温度符合浇筑的条件。适当加快浇筑的速度、减小工作面等都有利于减小气温对施工质量的干扰。在浇筑完成后，要立刻在模板上盖上一层保温材料。

三、对于水利工程冬期混凝土施工质量管理的若干建议

水利工程冬期混凝土施工不仅在技术上对施工提出更高的要求，而且在质量监控等管理层面也有较高的要求。笔者将从管理层面对水利工程冬期混凝土施工提出若干建议。

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1、建立健全质量管理机制

质量管理机制不完善甚至还未建立是目前水利工程施工中的普遍问题。冬季混凝土施工队技术的要求很高，施工质量控制起来相对来讲有一定的难度。因此，建立健全质量管理机制是非常有必要的。首先要明确权责的归属，项目经理、技术负责人、施工组班长等各个岗位的权限和责任都要清晰。其次要分工合理，最大限度发挥每个岗位的作用，促进团队协作的能力。

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2、明确质量管理过程

质量管理应当在施工的各个阶段都有所体现。首先，在施工之前质量管理主要包括制定质量目标、对施工过程进行规划设计等工作。其次，在施工过程中，要严格控制每一道工序的质量，对施工材料、设备、工艺等因素都要加以控制。要以实现设计好的规划设计方案和统一的施工标准为指导，需要进行临时变更的也要做好记录，明确责任指向。最后在施工结束阶段，要认真进行后期的质量评估和验收工作。

四、结束语

水利工程中混凝土施工占据着相当重要的地位，其本身就具有复杂性，对施工质量的要求非常高。冬期混凝土施工由于气温较低，因此施工质量通常难以控制，施工难度较大。要想在水利工程冬季混凝土施工中保证施工质量，首先要了解混凝土的冻融过程和主要的冻害形式，然后再在冬期低温的条件下对施工的各个方面的技术要点进行分析。本文中，笔者通过配合比、搅拌运输和浇筑三个主要方面进行讨论，分析了冬期混凝土施工的一些技术要点，并基于质量管理层面提出了一些建议。但实际的施工过程中，冬季低温诱发的不可控因素有很多，在这里不可能逐一列举，这就要求施工人员和管理人员在实际的工程中不断发现和总结。