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[摘 要]近幾年来，我国的水利建设处于快速发展的时期，在施工关键技术上取得了一定突破。而水利工程冬天混凝土施工一直都是水利工程中的难题。文章分析了水工混凝土施工过程中存在的问题，并针对存在的问题提出了相应的施工技术对策。
[关键词]水利工程；冬季；混凝土；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0147-01
随着现代科学技术的不断发展，水利工程建设中的新型设备、新的施工方法、新材料、新工艺等不断出现和更新。水利工程施工中涉及到多重环节，其中极其重要的一个环节就是水工混凝土工程的施工。水工混凝土工程受其他条件如自然条件等的影响很大，冬季和雨季等自然条件影响水工混凝土工程的施工工期和工程质量。因此。对混凝土这种材料的认识和精心制造是关系到整个工程成败、优劣的关键问题。
1.水工混凝土的施工特点
水工混凝土一般用于水利工程，其质量要求与一般工业民用建筑混凝土不同，除了强度要求外，还根据所处部位和工作条件，分别满足抗渗、抗裂、抗冻、抗拉、抗冲耐磨、抗风化和抗侵蚀等设计要求。水工混凝土施工，一般具有以下几个特点：①工程量大、工期长：大中型水利水电工程的混凝土用量通常都是几十万到几百万立方米，从浇注混凝土开始到工程基本建成蓄水，一般需要3-5年的时间才能完成。为了保证混凝土质量和加快施工进度，必须采用综合机械化施工手段，选择技术先进、经济合理的施工方案。②施工季节性强：水工混凝土的施工，往往由于气温、降水、施工导流和拦洪度汛以及灌溉和生活用水等因素的制约，不能连续均衡施工。③温度控制要求严格：水工混凝土中多数大体积混凝土或大面积混凝土，通常需要采用分缝分块进行浇注。为了防止混凝土（特别是基础约束部位的混凝土）温度裂缝、表面冻害（特别是大面积薄型混凝土），保证建筑物的整体性，必须根据当地的气温条件，对混凝土采取严格的温度控制、表面保护和接缝灌浆。④施工技术复杂：水工建筑物因其用途和工作条件的不同，一般体型复杂多样，常采用多种等级的混凝土。另外，混凝土浇注又常与地基开挖、处理，及一部分安装工程发生交叉作业，且由于工种工序繁多，相互干扰，矛盾很大。
2.水利工程混凝土冬季施工的存在的问题
2.1 钢筋的锈蚀与混凝土裂缝
由于钢筋的氧化锈蚀伴随体积膨胀，致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝。水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引起开裂。混凝土内部水分由边缘向中心移动，形成压力也将引起轴向裂缝。
2.2 结构疏散与水分转移
水分转移及结构疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑等为特征。同时由于混凝土内部压力、温差、湿度差，使水分自边缘向中心移动造成空隙。
2.3 表面起灰
所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离，表面起灰，骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。
2.4 结晶腐蚀――混凝土表面返霜
混凝土硬化后，某种外剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面，而混凝土表面的水分则逐渐蒸干，此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。
3.水利工程混凝土冬季施工技术对策
3.1 选料对策
3.1.1 选用抗冻性高的水泥，我国各种水泥抗冻性高低次序为：硅酸盐水泥>普通硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土施工中，应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，而且水泥标号不应低于32.5号，混凝土的水泥最小用量不应少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6。
3.1.2 应注意掺合材料对混凝土抗冻、抗渗等性能的影响，在掺人提高抗冻性效果显著的外加剂，如减水剂、早强剂、速凝剂、防冻剂等。
3.1.3 混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰雪等冻结物及易冻裂的矿物质。在掺用含有钾、钠离子防冻剂的混凝土中，骨料中不得混有活性材料，以免与外加剂发生反应。
3.1.4 拌合水，一般饮用的自来水及洁净的天然水都可作为拌制混凝土用水，但污水、工业废水、pH值小的酸性水、硫酸盐含量超过水重约1%的水，严禁用于混凝土中。在施工中为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度。办法是控制坍落度；加入减水剂；优先选用高效减水剂。
3.2 混凝土搅拌对策
3.2.1 调整配合比方法该方法主要适用于在0℃左右的混凝土施工，具体做法如下：第一，选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段，试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期释放强度最高，一般3d时的抗压强度大约相当于普通硅水泥7d的强度，效果较明显。第二，尽量降低水灰比，略增加水泥用量，从而增加水化热，缩短达到龄期强度的时间。第三，掺用引气剂，在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。第四，掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度，应用较普遍的有硫酸钠（掺平面水泥用量的2%）和复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。第五，选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
3.2.2 蓄热法这种方法主要用于气温零下l0℃左右、结构比较厚大的工程，具体做法是：对原材料（水、砂、石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温，以保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。
3.2.3 外部加热法这种方法主要用于零下l0℃以上，且构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传递给混凝土，或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。一是火炉加热，一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。二是蒸气加热，用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化，此法较易控制，加热温度均匀，但因其需专门的锅炉设备，费用较高，且热损失较大，劳动条件亦不理想。三是电加热，将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度，此法简单方便，热损失较少，易控制，不足之处是电能消耗量大。四是红外线加热，以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封辐射加热。
3.3 混凝土的运输与浇筑
3.3.1 混凝土的运输。①正确选择搅拌机摆放位置，尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间。②正确选择运输容器的形式、大小和保温材料，装运拌合物用的容器应有保温防寒措施。
3.3.2 混凝土的浇筑。①混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋表面杂物，特别是新老混凝土（如梁、柱交接处）交接处的冰雪及垃圾，当环境气温低于-10℃时，采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。②混凝土的灌注温度，在任何情况下均不低于5℃，细薄截面混凝土结构的灌注温度不宜低于lO℃，混凝土分层连续灌注，中途不间断，每层灌注厚度不大于20cm，并采用机械捣固。③在浇筑时避免过振与漏振，不允许产生分层离析泌水现象，同时，现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。
4.结束语
水利工程在保障国民经济持续快速发展和人民生命财产安全、维护社会稳定等方面发挥着重大的作用。作为水利工程质量控制的重要环节，水工混凝土品质的优越直接影响着工程等建筑物的设计能力及安全耐久的使用，因此，要落实水工混凝土的各个环节的工作，切实保障水利工程的安全。
[关键词]水利工程；冬季；混凝土；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0147-01
随着现代科学技术的不断发展，水利工程建设中的新型设备、新的施工方法、新材料、新工艺等不断出现和更新。水利工程施工中涉及到多重环节，其中极其重要的一个环节就是水工混凝土工程的施工。水工混凝土工程受其他条件如自然条件等的影响很大，冬季和雨季等自然条件影响水工混凝土工程的施工工期和工程质量。因此。对混凝土这种材料的认识和精心制造是关系到整个工程成败、优劣的关键问题。
1.水工混凝土的施工特点
水工混凝土一般用于水利工程，其质量要求与一般工业民用建筑混凝土不同，除了强度要求外，还根据所处部位和工作条件，分别满足抗渗、抗裂、抗冻、抗拉、抗冲耐磨、抗风化和抗侵蚀等设计要求。水工混凝土施工，一般具有以下几个特点：①工程量大、工期长：大中型水利水电工程的混凝土用量通常都是几十万到几百万立方米，从浇注混凝土开始到工程基本建成蓄水，一般需要3-5年的时间才能完成。为了保证混凝土质量和加快施工进度，必须采用综合机械化施工手段，选择技术先进、经济合理的施工方案。②施工季节性强：水工混凝土的施工，往往由于气温、降水、施工导流和拦洪度汛以及灌溉和生活用水等因素的制约，不能连续均衡施工。③温度控制要求严格：水工混凝土中多数大体积混凝土或大面积混凝土，通常需要采用分缝分块进行浇注。为了防止混凝土（特别是基础约束部位的混凝土）温度裂缝、表面冻害（特别是大面积薄型混凝土），保证建筑物的整体性，必须根据当地的气温条件，对混凝土采取严格的温度控制、表面保护和接缝灌浆。④施工技术复杂：水工建筑物因其用途和工作条件的不同，一般体型复杂多样，常采用多种等级的混凝土。另外，混凝土浇注又常与地基开挖、处理，及一部分安装工程发生交叉作业，且由于工种工序繁多，相互干扰，矛盾很大。
2.水利工程混凝土冬季施工的存在的问题
2.1 钢筋的锈蚀与混凝土裂缝
由于钢筋的氧化锈蚀伴随体积膨胀，致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝。水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引起开裂。混凝土内部水分由边缘向中心移动，形成压力也将引起轴向裂缝。
2.2 结构疏散与水分转移
水分转移及结构疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑等为特征。同时由于混凝土内部压力、温差、湿度差，使水分自边缘向中心移动造成空隙。
2.3 表面起灰
所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离，表面起灰，骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。
2.4 结晶腐蚀――混凝土表面返霜
混凝土硬化后，某种外剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面，而混凝土表面的水分则逐渐蒸干，此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。
3.水利工程混凝土冬季施工技术对策
3.1 选料对策
3.1.1 选用抗冻性高的水泥，我国各种水泥抗冻性高低次序为：硅酸盐水泥>普通硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土施工中，应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，而且水泥标号不应低于32.5号，混凝土的水泥最小用量不应少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6。
3.1.2 应注意掺合材料对混凝土抗冻、抗渗等性能的影响，在掺人提高抗冻性效果显著的外加剂，如减水剂、早强剂、速凝剂、防冻剂等。
3.1.3 混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰雪等冻结物及易冻裂的矿物质。在掺用含有钾、钠离子防冻剂的混凝土中，骨料中不得混有活性材料，以免与外加剂发生反应。
3.1.4 拌合水，一般饮用的自来水及洁净的天然水都可作为拌制混凝土用水，但污水、工业废水、pH值小的酸性水、硫酸盐含量超过水重约1%的水，严禁用于混凝土中。在施工中为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度。办法是控制坍落度；加入减水剂；优先选用高效减水剂。
3.2 混凝土搅拌对策
3.2.1 调整配合比方法该方法主要适用于在0℃左右的混凝土施工，具体做法如下：第一，选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段，试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期释放强度最高，一般3d时的抗压强度大约相当于普通硅水泥7d的强度，效果较明显。第二，尽量降低水灰比，略增加水泥用量，从而增加水化热，缩短达到龄期强度的时间。第三，掺用引气剂，在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。第四，掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度，应用较普遍的有硫酸钠（掺平面水泥用量的2%）和复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。第五，选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
3.2.2 蓄热法这种方法主要用于气温零下l0℃左右、结构比较厚大的工程，具体做法是：对原材料（水、砂、石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温，以保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。
3.2.3 外部加热法这种方法主要用于零下l0℃以上，且构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传递给混凝土，或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。一是火炉加热，一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。二是蒸气加热，用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化，此法较易控制，加热温度均匀，但因其需专门的锅炉设备，费用较高，且热损失较大，劳动条件亦不理想。三是电加热，将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度，此法简单方便，热损失较少，易控制，不足之处是电能消耗量大。四是红外线加热，以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封辐射加热。
3.3 混凝土的运输与浇筑
3.3.1 混凝土的运输。①正确选择搅拌机摆放位置，尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间。②正确选择运输容器的形式、大小和保温材料，装运拌合物用的容器应有保温防寒措施。
3.3.2 混凝土的浇筑。①混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋表面杂物，特别是新老混凝土（如梁、柱交接处）交接处的冰雪及垃圾，当环境气温低于-10℃时，采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。②混凝土的灌注温度，在任何情况下均不低于5℃，细薄截面混凝土结构的灌注温度不宜低于lO℃，混凝土分层连续灌注，中途不间断，每层灌注厚度不大于20cm，并采用机械捣固。③在浇筑时避免过振与漏振，不允许产生分层离析泌水现象，同时，现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。
4.结束语
水利工程在保障国民经济持续快速发展和人民生命财产安全、维护社会稳定等方面发挥着重大的作用。作为水利工程质量控制的重要环节，水工混凝土品质的优越直接影响着工程等建筑物的设计能力及安全耐久的使用，因此，要落实水工混凝土的各个环节的工作，切实保障水利工程的安全。