本文選自北大核心級期刊《水文地質(zhì)工程地質(zhì)》，本刊已被中國學術期刊文摘、中國科學引文數(shù)據(jù)庫、中國科技論文統(tǒng)計與分析數(shù)據(jù)庫等收錄，進入中國期刊方陣，加入中國學術期刊光盤版和中國期刊網(wǎng)。本刊面向 國、內(nèi)外水文地質(zhì)學科、工程地質(zhì)學科以及環(huán)境地質(zhì)學、農(nóng)業(yè)地質(zhì)學科研究，地質(zhì)與環(huán)境工程建設、技術方法應用與創(chuàng)新、地下水資源監(jiān)測與管理、地質(zhì)災害監(jiān)測與 防治、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測與開發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護等多學科以及交叉學科的著者、讀者。主要欄目：基礎與專題、應用與實踐、經(jīng)驗與探索、綜合述評、問題討論、信息園 地。并不定期開辟新欄目。

　　摘要：近幾年來，我國的水利建設處于快速發(fā)展的時期，在施工關鍵技術上取得了一定突破。而水利工程冬天混凝土施工一直都是水利工程中的難題。文章分析了水工混凝土施工過程中存在的問題，并針對存在的問題提出了相應的施工技術對策。

　　關鍵詞：水利工程,冬季,混凝土,施工技術

　　一、水工混凝土的施工特點

　　水工混凝土一般用于水利水電工程，其質(zhì)量要求與一般工業(yè)民用建筑混凝土不同，除了強度要求外，還根據(jù)所處部位和工作條件，分別滿足抗?jié)B、抗裂、抗凍、抗拉、抗沖耐磨、抗風化和抗侵蝕等設計要求。水工混凝土施工，一般具有以下幾個特點：1.工程量大、工期長：大中型水利水電工程的混凝土用量通常都是幾十萬到幾百萬立方米，從澆注混凝土開始到工程基本建成蓄水，一般需要3―5年的時間才能完成。為了保證混凝土質(zhì)量和加快施工進度，必須采用綜合機械化施工手段，選擇技術先進、經(jīng)濟合理的施工方案。2.施工季節(jié)性強：水工混凝土的施工，往往由于氣溫、降水、施工導流和攔洪度汛以及灌溉和生活用水等因素的制約，不能連續(xù)均衡施工。3.溫度控制要求嚴格：水工混凝土中多數(shù)大體積混凝土或大面積混凝土，通常需要采用分縫分塊進行澆注。為了防止混凝土（特別是基礎約束部位的混凝土）溫度裂縫、表面凍害（特別是大面積薄型混凝土），保證建筑物的整體性，必須根據(jù)當?shù)氐臍鉁貤l件，對混凝土采取嚴格的溫度控制、表面保護和接縫灌漿。4.施工技術復雜：水工建筑物因其用途和工作條件的不同，一般體型復雜多樣，常采用多種等級的混凝土。另外，混凝土澆注又常與地基開挖、處理，及一部分安裝工程發(fā)生交叉作業(yè)，且由于工種工序繁多，相互干擾，矛盾很大。

　　二、水利工程混凝土冬季施工的存在的問題

　　1．鋼筋的銹蝕與混凝土裂縫

　　由于鋼筋的氧化銹蝕伴隨體積膨脹，致使混凝土沿主筋或箍筋方向產(chǎn)生裂縫。水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期強度低，失水太快也會引起開裂。混凝土內(nèi)部水分由邊緣向中心移動，形成壓力也將引起軸向裂縫。

　　2．結構疏散與水分轉(zhuǎn)移

　　水分轉(zhuǎn)移及結構疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黃色，砂漿骨料結合脆弱，聲音空啞等為特征。同時由于混凝土內(nèi)部壓力、溫差、濕度差，使水分自邊緣向中心移動造成空隙。

　　3．表面起灰

　　所謂“表面起灰”是以砂漿和粗骨料相脫離，表面起灰，骨料裸露為特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，離析，泌水嚴重，粘聚性、保水性差，加上養(yǎng)護溫度低，水泥水化趨于停止，混凝土水分迅速外離，導致表面起灰。

　　4．結晶腐蝕――混凝土表面返霜

　　混凝土硬化后，某種外劑溶液通過毛細管的作用滲到混凝土表面，而混凝土表面的水分則逐漸蒸干，此種情況還將影響混凝土與飾面層的結合。

　　三、水利工程混凝土冬季施工技術對策

　　1．選料對策

　　(1)選用抗凍性高的水泥，我國各種水泥抗凍性高低次序為：硅酸鹽水泥>普通硅酸鹽水泥>礦渣硅酸鹽水泥>火山灰或粉煤灰硅酸鹽水泥。在冬季混凝土施工中，應首選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，而且水泥標號不應低于32.5號，混凝土的水泥最小用量不應少于300kg／m3，水灰比不應大于0.6。

　　(2)應注意摻合材料對混凝土抗凍、抗?jié)B等性能的影響，在摻人提高抗凍性效果顯著的外加劑，如減水劑、早強劑、速凝劑、防凍劑等。

　　(3)混凝土所用骨料必須清潔，不得含有冰雪等凍結物及易凍裂的礦物質(zhì)。在摻用含有鉀、鈉離子防凍劑的混凝土中，骨料中不得混有活性材料，以免與外加劑發(fā)生反應。

　　(4)拌合水，一般飲用的自來水及潔凈的天然水都可作為拌制混凝土用水，但污水、工業(yè)廢水、pH值小的酸性水、硫酸鹽含量超過水重約1%的水，嚴禁用于混凝土中。在施工中為了減少凍害，應將配合比中的用水量降低至最低限度。辦法是控制坍落度；加入減水劑；優(yōu)先選用高效減水劑。

　　2．混凝土攪拌對策

　　(1)調(diào)整配合比方法該方法主要適用于在0℃左右的混凝土施工，具體做法如下：第一，選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段，試驗結果表明，應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期釋放強度最高，一般3d時的抗壓強度大約相當于普通硅水泥7d的強度，效果較明顯。第二，盡量降低水灰比，略增加水泥用量，從而增加水化熱，縮短達到齡期強度的時間。第三，摻用引氣劑，在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應增加了水泥漿體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。第四，摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結時間，提高早期強度，應用較普遍的有硫酸鈉(摻平面水泥用量的2%)和復合早強試水劑(摻水泥用量的5%)。第五，選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。

　　(2)蓄熱法這種方法主要用于氣溫零下l0℃左右、結構比較厚大的工程，具體做法是：對原材料（水、砂、石）進行加熱，使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后，還儲備有相當?shù)臒崃浚�以使水泥水化放熱較快，并加強對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。這種方法工藝簡單，施工費用低，但要注意內(nèi)部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長養(yǎng)護齡期。

　　(3)外部加熱法這種方法主要用于零下l0℃以上，且構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣，將熱量傳遞給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。一是火爐加熱，一般在較小的工地使用，方法簡單，但室內(nèi)溫度不高，比較干燥，且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化，影響質(zhì)量。二是蒸氣加熱，用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化，此法較易控制，加熱溫度均勻，但因其需專門的鍋爐設備，費用較高，且熱損失較大，勞動條件亦不理想。三是電加熱，將鋼筋作為電極，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面，便電能變?yōu)闊崮埽�以提高混凝土的溫度，此法簡單方便，熱損失較少，易控制，不足之處是電能消耗量大。四是紅外線加熱，以高溫電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器，對混凝土進行密封輻射加熱。

　　3．混凝土的運輸與澆筑

　　(1)混凝土的運輸。①正確選擇攪拌機擺放位置，盡量縮短運輸距離，選擇最佳運輸路線，縮短運輸時間。②正確選擇運輸容器的形式、大小和保溫材料，裝運拌合物用的容器應有保溫防寒措施。

　　(2)混凝土的澆筑。①混凝土澆筑前，應清除模板和鋼筋表面雜物，特別是新老混凝土（如梁、柱交接處）交接處的冰雪及垃圾，當環(huán)境氣溫低于-10℃時，采用暖棚法將直徑大于25mm的鋼筋加熱至正溫。②混凝土的灌注溫度，在任何情況下均不低于5℃，細薄截面混凝土結構的灌注溫度不宜低于lO℃，混凝土分層連續(xù)灌注，中途不間斷，每層灌注厚度不大于20cm，并采用機械搗固。③在澆筑時避免過振與漏振，不允許產(chǎn)生分層離析泌水現(xiàn)象，同時，現(xiàn)場應留設同條件養(yǎng)護的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。

　　4.混凝土的養(yǎng)護

　　（1）改變常規(guī)做法，晚間澆筑混凝土，抓緊時間進行現(xiàn)場人工振漿和初抹面兩遍，壓砂整平后蓋上保溫層，待白天氣溫升高到0℃之上時再進行最后一道抹面和壓紋。

　　（2）混凝土鋪筑后，采用蓄熱法保溫養(yǎng)護混凝土四邊，一定要加厚蓋好，減少空氣對流。

　　（3）使用抗凍劑的混凝土工程，外露表面要采用彩膠布加草袋進行覆蓋，嚴禁澆水養(yǎng)護。混凝土養(yǎng)護初期的溫度，不得低于防凍劑規(guī)定的溫度，當達不到規(guī)定的溫度，且混凝土強度小于3.5N/nm2時，要采取保溫措施。

　　4.4注意天氣變化情況，遇到陰雪天氣或冷空氣入侵，應暫停混凝土的作業(yè)，待氣溫回升后再作業(yè)。

　　四、結束語

　　水利工程在保障國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全、維護社會穩(wěn)定等方面發(fā)揮著重大的作用。作為水利工程質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，水工混凝土品質(zhì)的優(yōu)越直接影響著水電工程等建筑物的設計能力及安全耐久的使用，因此，要落實水工混凝土的各個環(huán)節(jié)的工作，切實保障水利工程的安全。