水运工程大体积混凝土冬季施工防冻技术

　　如果在室外温度持续五天低于 5 摄氏度或平均最低气温低于 0 摄氏度的环境下，对大体积混凝土施工必须要采取保护措施以保障大体积混凝土施工质量符合国家规定标准。在这种温度环境下，大体积混凝土很容易产生冻害，为了保障混凝土的施工质量，施工单位必须要采取必要的措施。

　　1 大体积混凝土概述

　　简单来说，大体积混凝土是指宽度超过 1 米及厚度超过 1 米的混凝土构件。科学的大体积混凝土定义是结构断面的最小厚度超过 80厘米，水化热导致外界温度与混凝土内部的温度相差了 25 摄氏度以上的混凝土构件。水运工程的特殊环境决定了大体积混凝土施工技术必须具有高水平。冬季，对于水运工程质量影响最大的就是大体积混凝土施工技术水平，因此，我们要着重提高大体积混凝土的施工技术。

　　2 大体积混凝土冬季施工受冻情况分析

　　2. 1 大体积混凝土冬季施工技术的要点

　　在冬季对大体积混凝土进行施工的主要技术要点是要求大体积混凝土在实际施工中要满足低温入模与后期养护时期内部的降温条件，除此之外，还要符合冬季环境下的保温要求。根据这一要求，施工单位在实际施工过程中，需要寻找一个控制混凝土内部温度及施工环境的温度的平衡点，这个平衡点使得混凝土在施工过程中和后期养护过程中不会由于水化热较大产生裂缝，也不会出现冬季冻害现象。

　　2. 2 冬季施工混凝土受冻的原因

　　混凝土冬季施工有许多影响其强度的因素，其中最为明显的因素是温度因素。在混凝土硬化的过程中，温度直接影响了大体积混凝土的硬化强度及速度。如果硬化过程中温度较低，会导致大体积混凝土硬化的速度也较慢，硬化强度也不足。因此，在平均最低气温低于 0 摄氏度的冬季进行施工，会导致大体积混凝土中所含水分凝结成冰，进而导致混凝土内部水化作用被迫停止，混凝土的强度也就不会实现增长。

　　在 0 摄氏度时，则大体积混凝土的物理结合水和游离水会趋向结冰，当气温气度 0 摄氏度，到达零下 1 摄氏度的时候，大体积混凝土的游离水会结冰，当气温在下降，下降到零下 4 摄氏度的时候，物理结合水会结冰。如果结冰的情况较为严重，混凝土会出现严重的脱水情况，进而导致其内部的水化作用停止，混凝土的硬化过程也会停止。另外，由于冬季气温较低，会发生大体积混凝土冻胀现象，其体积会出现膨胀，进而会破坏还未凝结成功的水泥结构。

　　2. 3 低温对混凝土性能的影响

　　（ 1） 低温影响混凝土早期性能。低温会使大体积混凝土受冻，进入导致混凝土的物理力学性能减弱。如果在低温状况下，浇筑大体积混凝土，会延长大体积混凝土的初期凝结时间与最终凝结时间，但是终凝结时间的延长要长于初期凝结时间，这就会影响到混凝土早期的性能。另外，低温情况下，混凝土水汽结冰，增加了混凝土的水灰比，进而降低了大体积混凝土的强度及抗渗力。

　　（ 2） 低温影响混凝土强度。如上文提到的，在低温环境下，温度直接影响了混凝土水泥的水化作用，当温度达到一定值的时候，混凝土的强度就会实现零增长。基本分界点： 气温为 5 摄氏度的时候，水化作用的速度就已经减缓了，到 0 摄氏度的时候，水化作用就已经停止了。冰冻时的冻结水分、温度、及空气含量均影响混凝土的硬化程度。

　　（ 3） 低温降低混凝土耐久性。低温会导致大体积混凝土产生预应力，进而导致大体积混凝土出现裂缝，并且裂缝呈现逐渐增大的趋势，长此以往，会严重影响大体积混凝土的抗冻、抗裂及耐久程度。

　　3 大体积混凝土施工过程中技术保障措施

　　3. 1 合理选择原材料，合理配置水灰比

　　改善骨料级配，掺入外加剂与粉煤灰，以保证大体积混凝土强度为基础，达到降低水化热和水泥用量的目标。对于原材料的选择，尽可能的选择级配良好的 5 毫米到 30 毫米之间的碎石，同时要注意尽可能较少片状、针状、石粉的含量。砂料要选用优质的中砂，中啥的细度模数最好大于 2. 30,其含泥量要小于百分之 1.减少混凝土中水泥的使用量，尽可能的掺进部分Ⅱ级粉煤灰，这样可以有效地降低水化热的作用。如果要提高大体积混凝土的强度使其满足设计要求，可以延长混凝土的初凝时间，即可以使用高效减水剂。同时要严格控制混凝土坍落度，一般处于 15 厘米到 18 厘米之间是最佳的，水灰比也要严格的控制在 0. 5 到 0. 55 之间。另外，由于大体积混凝土一般都采用泵送工艺，因此，在泵送过程中难免会出现输送管道堵塞的现象，从这个角度来讲，需要提高大体积混凝土的可泵性能。具体的方式是恰当的选择泵送时的压力及泵管的直径。

　　3. 2 原材料蓄热保温

　　应尽可能的避免直径较小的砂石冻块混入到混凝土当中，从而避免混凝土出现材质不匀的现象。其具体的方式就提提高搅拌用水的温度，一般在 30 摄氏度到 60 摄氏度为最佳，同时要合理的延长交办的时间，在搅拌过程中，要仔细的观察混凝土搅拌的状态。另外，还要严格控制混凝土的出机温度。

　　3. 3 改善混凝土浇筑和搅拌

　　对于混凝土的搅拌有以下几个要求： 尽可能的搭设暖棚、不应在露天环境下进行搅拌、选择容量较大的搅拌机。这种方式可以尽可能的避免混凝土热量的损失，同时可以提高工作效率，减少搅拌的时间。在对混凝土进行拌制投料时需要着重注意投料的顺序，应该先投入水和骨料，经过一定的搅拌后再加入水泥。冬季施工时拌制时间应该是常温时的 1. 5 倍。另外要对混凝土浇筑及运输时的容器做好保温措施，减少混凝土的热量损失。

　　在冬季进行混凝土施工时，新拌制的混凝土运到工地后不能存放过久，而是应该在运输到后就立即进行浇筑入模，要注意控制混凝土的温度： 拌制好后的混凝土出机时的温度不应低于 10 摄氏度，浇筑入模时的温度最好控制在 7 摄氏度到 12 摄氏度之间。另外，需要注意的是混凝土的内外温差不能高于 20 摄氏度。

　　4 后期养护方式

　　4. 1 蓄热法蓄热法是冬期施工的较为常用的养护措施。蓄热法主要是对拌和水和骨料进行适当的加热，之后运拌制好、加热后的拌和物进行混凝土浇筑，浇筑完成的混凝土构件一定要用保温材料进行覆盖保温。蓄热法有很多的优点，例如施工成本较低，施工工序简单，施工质量有保障等。在使用蓄热法进行后期养护时，应选择水化热较大的硅酸盐水泥，通知要将浇筑的温度严格控制在 20 摄氏度以上。

　　4. 2 外部加热法外部加热法常应用于结构较厚，气温高于零下 10 摄氏度的混凝土工程。具体的方式主要有以下几种： 第一，蒸气加热法，主要工作原理就是通过蒸汽，使大体积混凝土在湿热的条件下实现硬化，其控制难度较低，可以实现均匀的加热，但是这种方式由于需要专业锅炉设备，所以其成本较高。第二，火炉加热。火炉加热就是运用火炉直接对加热混凝土，其适用于室内温度较低，气候较干燥的小工地。但，这种方式生产出的混凝土较易受到二氧化碳的碳化影响。第三，电加热。这种方法中，电极是钢筋，通过在混凝土表面贴上电热器，从而使得电能转化为热能，进而提高混凝土的温度。电热法的控制难度低，施工工序简单，热损失也较少，但是其电能消耗较大。

　　4. 3 加强混凝土内部温度测量监控。可以通过设置热敏电阻元件的方式监测大体积混凝土内部的温度，从而计算出其温度应力，实现对温差及温度应力的双重控制。加强其内温监测可以有效地指导后期养护工作的开展。具体的测温方式是对于其温度上升的阶段应每两个小时测试一次，对于其温度下降的阶段应每八个小时测试一次，另外，大气温度也要进行同步测试。

　　5 结语

　　冬季，水运工程中对于大体积混凝土施工技术的控制，主要在于施工过程及后期养护过程中的温度控制及监测，以此减少低温对于水运工程大体积混凝土质量的影响。本文主要分析了冬季施工对大体积混凝土的影响，并提出了相关温度控制措施。

　　参考文献
　　
　　[1]乔亮。 大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的应用探析[J]. 科技风，2014,19∶ 167.
　　[4]李磊邦。 大体积混凝土浇注施工技术探讨[J]. 科技与企业，2014,16∶ 264.