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水利工程施工技术探讨
发布者: 发布时间:2012/4/16 阅读:685

摘要:水利工程的特殊性,一般都要经历冬天施工,而水利工程冬天混凝土施工一直都是水利工程中的难题。本文分析了水利工程混凝土冬季施工存在的问题,并提出了水利工程混凝土冬季施工的技术对策。
关键词:水利工程 施工技术 混凝土 冬季
0 引言
  水利工程施工建设周期性强,施工任务重,时间紧,强度大,为了保证工程具备度汛条件或者在汛前投入使,冬季施工不可避免。而冬季施工中影响最大的是混凝土施工。混凝土浇筑受气温影响较为明显,低温时,混凝土水化作用明显减,强度增长受到阻滞,对工程的施工进度和工程质量造成重要影响。笔者在长期工作实践的基础上,主要探讨水利工程施工中的冬季混凝土施工技术。
1 水利工程混凝土冬季施工的存在的问题
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
2 水利工程混凝土冬季施工技术对策
2.1 选料对策
2.1.1 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。
2.1.2 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、防冻剂等时,其掺量见表1(以占水泥重量百分比计)。
2.1.3 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。
2.1.4 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。
2.2 混凝土搅拌对策
2.2.1 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问。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。
2.2.2 蓄热法 这种方法主要用于气温零下10℃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。这种方法工艺简单,施工费用低,但要注意内部保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。
2.2.3 外部加热法 这种方法主要用于零下10℃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。
2.3 混凝土的运输与浇筑
2.3.1 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。
2.3.2 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10℃,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。
2.4 混凝土的养护
2.4.1 改变常规做法,晚间浇筑混凝土,抓紧时间进行现场人工振浆和初抹面两遍,压砂整平后盖上保温层,待白天气温升高到0℃之上时再进行最后一道抹面和压纹。
  2.4.2 混凝土铺筑后,采用蓄热法保温养护混凝土四边,一定要加厚盖好,减少空气对流。
  2.4.3 使用抗冻剂的混凝土工程,外露表面要采用彩胶布加草袋进行覆盖,严禁浇水养护。混凝土养护初期的温度,不得低于防冻剂规定的温度,当达不到规定的温度,且混凝土强度小于3.5N/nm2时,要采取保温措施。
  2.4.4 注意天气变化情况,遇到阴雪天气或冷空气入侵,应暂停混凝土的作业,待气温回升后再作业。
参考文献:
[1]DL/T5144——2001,水工混凝土施工规范[S].
[2]李国强.简明高层钢筋混凝土结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社.2001.
[3]吴海江.浅谈水利工程冬季施工管理[J].石河子科技.2004.(2).
[4]范新兵.试论水利工程的冬季施工技术质量措施[J].新疆有色金属.2008.(1).

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