浅析高海拔地区冬季混凝土施工质量控制

发表时间:2021/6/16   来源:《科学与技术》2021年2月6期   作者:惠静静
[导读] 在高海拔冬季低温环境下,混凝土浇筑之后容易因为温度较低而出现逐渐硬化和凝结的现象,
        惠静静
        中国水电建设集团十五工程局有限公司   陕西西安    710000
        摘要:在高海拔冬季低温环境下,混凝土浇筑之后容易因为温度较低而出现逐渐硬化和凝结的现象,直到获得终强度,这是因为水泥水化作用而形成的。一旦室外温度下降到0℃以下,混凝土就没有达到受冻临界强度,混凝土当中含有的水有一部分就开始结冰,慢慢从液态水变化成固态冰。从而让参与水化作用的水在温度下降之后而减少,直至停止,将对水泥的强度造成影响。水凝结成冰之后,体积将会增大9%左右。并且会形成冰晶应力,让混凝土内部结构出现微裂缝,对混凝土强度的增长造成影响,在解冻之后,虽然混凝土强度有所增长,但是结构已经无法恢复成原状,并且混凝土的抗冻性能和强度都要比正常值要低。本文将以混凝土施工为研究对象,详细阐述在高海拔冬季时节混凝土的施工技术。
        关键词:高海拔;冬季;混凝土;施工质量;控制
        一、工程简介
        某工程位于青海省西宁市,平均海拔2300米,全年平均气温为6℃左右,进入10月后,白天平均气温13度,夜晚平均气温1度,11月份白天平均气温8度,夜晚平均气温-8度,12月份白天平均气温3度,夜晚平均气温-15度,昼夜温差大。工程总长26.9Km,有隧洞15座,渡槽9座,暗渠21座,倒虹吸6座,退水闸、检修车道、过车涵洞等其他渠系建筑物17座,所有建筑物全部涉及混凝土施工,混凝土浇筑方量共13.2 万m3。
        二、高海拔冬季低温环境下对混凝土性能的影响分析
        2.1低温环境对混凝土早期性能造成影响。
        混凝土容易因为受冻而降低其物理力学性能。在低温环境下进行混凝土浇筑工作,将会延长混凝土的初凝时间与终凝时间。低温环境下,混凝土表面的水蒸气会凝结为水,从而加强了外围混凝土的水灰比,使得混凝土强度和表面抗渗能力都将下降。混凝土早期受冻,将会破坏其结构,并且会损坏其后期强度。一旦结冻时间越早,其强度也就会被损坏越大。
        2.2低温环境会使混凝土耐久性降低
        低温环境会令混凝土产生温度应力,表面出现裂纹,同时在荷载作用下不断增大。混凝土抗冻、抗裂、抗水渗及长期耐久性将明显降低。
        2.3低温环境会对混凝土的强度造成影响
        在低温或负温环境下,混凝土强度将获得较慢的增长,然而这两种环境也会对水泥水化作用带来显著影响。当温度不断降低,水泥强度增长也将随之延长。低温环境还会降低水泥的水化速率。在约5℃环境下,水作用显著放缓;一旦温度降低到0℃,水化作用也就基本停止。冰冻时的冻结温度、空气含量及水分都对混凝土的硬化程度具有影响。混凝土当中游离水结冰,水分体积大约要膨胀9%,内部形成冻胀应力,早期强度无法抵抗冻胀应力,内部就会产生裂缝;钢筋周边形成的冰膜也会减弱钢筋与混凝土间的黏结力,降低强度。所以,如果温度降到5℃时,就应该尽早采取一定的对策来保证混凝土不会过早受冻。
        三、混凝土高海拔冬季施工技术要点分析
        3.1混凝土拌制
        在高海拔冬季拌制混凝土,由于温度较低,因此需要注意控制拌制混凝土的时间要比常温环境下要长,从而保证各混合料间形成热平衡。如对混凝土的某些特性也有所要求,就需要适当添加外加剂,保证拌制混凝土可以达到施工要求。
        3.2混凝土运输和浇筑
        在高海拔冬季运输混凝土,需要做好保温和防冻工作,同时尽量快速的将拌好的混凝土运送到施工现场,避免因为运输时间过长,而出现混凝土凝结无法使用的问题。在此过程中,需要控制混凝土温度处于<7℃/h,并且需要注意掌握混凝土的添加成分,从而为后续工作采取针对性的保温措施提供便利,保证混凝土具有良好的性能。除此之外,高海拔冬季容易因为下雪而气温降低,施工现场的材料上落有冰雪。对此。必须及时清除积累的冰雪,避免冰雪融入材料而对混凝土性能造成影响。并且混凝土分层浇筑时,当使用类似的材料对将要浇筑的部位进行预热,避免多种材料混合而影响到施工质量。


        3.3温度监测
        在高海拔冬季浇筑混凝土,需要根据实际施工情况,设置测温点,为有效监测现场混凝土的温度提供便利。高海拔冬季混凝土温度监测需要遵循两点:其一是做好浇筑5d之后,每4h测一次温度,5-10d内,每6h测一次;10d后每隔12h测一次,同时按照混凝土内部温度情况做好相应的保护对策。
        3.4混凝土的养护和保温
        混凝土养护与保温工作是混凝土高海拔冬季施工的重点所在。在混凝土高海拔冬季浇筑之前,需要采取相应的保温措施,避免混凝土出现提前凝结的情况。做好浇筑之后,对混凝土进行养护和保温能够较好的提升其结构质量。
        四、混凝土高海拔冬季施工技术的优化措施
        4.1对水灰比进行严格控制
        在正式开工之前,混凝土的配合比至关重要。水泥、水等材料拌合成了混凝土,所以需要对水灰比进行严格把控。施工人员必须确保混凝土在搅拌好之后不再加水,主要是因为混凝土和水接触之后,会由于混凝土水灰比变大,而影响到混凝土的强度,甚至造成极为严重的影响。要确保混凝土具有较高质量,就必须严格把控水灰比。
        4.2适当调整混凝土搅拌与浇筑方法
        在正常的搅拌过程中混凝土会散失一些热量,这会使混凝土提前凝固,难以正常使用,所以施工人员需要确保混凝土搅拌时避免散失热量。一则,工作人员可以通过增加搅拌容量,来防治因为分开搅拌而损耗热量,并且这种方式能够增强工作效率;二则,施工人员可以为混凝土搅拌过程创设一个比较封闭的空间,防止散失热量。另外,需要严格按规定和工序进行搅拌投料工作,合理控制搅拌时间,确保减少混凝土在运输过程中损耗能量。
        4.3做好混凝土浇筑后期保温工作
        一是暖棚方式。通过放置暖炉、热风机及散热片等方式来提高暖棚的整体温度,进而对混凝土起到较好的养护作用。但是棚子的温度也不能太高,棚子的温度需要每天定时进行检查。值得注意的是,在此过程中需要注意用电安全问题,完善有关的防火措施,避免出现事故。其次是蒸汽养护方式。蒸汽的温度无法长久存在,这种方式适用于一些保温时间相对不长的混凝土。高海拔冬季温度大大降低之后,可以采取蒸汽养护的方式,在保证暖棚的温度同时,有效提高空气湿度,确保混凝土的湿度,让混凝土水分不会因为高海拔冬季气候相对干燥而蒸发,从而出现脱水干裂问题。二是蓄热法。这种方式是通过利用反应散发出来的热量来延迟混凝土冷却时长,在混凝土凝结之前都保证在理想的养护温度范围内。这种方式能有效提高热量的利用率,不需要再外加热源,并且操作方法相对简单。所以,在条件受限的情况下,混凝土养护工作可以采取蓄热法。在平均气温为-10℃,低气温不低于-15℃内,混凝土表面系数小于5,或地面以下结构都能采取蓄热法来进行后期保温工作。
        五、结语
        总之,在工程行业快速发展的带动下,为了较快的完成工程施工任务,存在普遍的高海拔冬季施工现象。然而因为高海拔冬季气温低下,并且高海拔冬季恶劣天气较多,从而加大了混凝土质量控制难度。因此,在高海拔冬季施工过程中,需要针对混凝土施工全过程做好相关部署和规划,保证混凝土可以高效、优质的开展。另外,还需要做好有关的保温工作,采取一定措施来增强混凝土高海拔冬季施工技术水准,保证混凝土高海拔冬季施工具有较高质量,从而助推工程行业整体更好、更快的发展。
        参考文献
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