关于青藏高原地区冬季施工技术措施探讨

王明方　王立平

摘要：青藏高原地区冬季温度低，环境严峻，工程施工难度大。本文主要针对青藏高原地区冬季混凝土施工过程中的施工技术及质量控制措施做重点分析，以扩大混凝土冬季施工应用区域，保障冬季严寒地区的混凝土施工质量。

Abstract： The temperature in the Qinghai-Tibet Plateau is low in winter， the environment is severe， and the construction is difficult. This paper focuses on the construction technology and quality control measures during the concrete  construction in winter in the Qinghai-Tibet Plateau to expand the concrete application area in winter and ensure the quality of concrete construction in the cold winter.

关键词：青藏高原;冬季;施工技术

Key words： Qinghai-Tibet Plateau;winter;construction technology

中图分类号：U416.1                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）33-0028-02

1  青藏高原地区冬季混凝土施工难点

1.1 确定混凝土最短养护龄期难度大

在混凝土施工以后，当其达到临界抗冻强度以后，冬季的低温对其的冻害影响相对较小，其28d的强度与正常状态下的混凝土强度相差较小，因此，在青藏高原地区的冬季混凝土施工时，如何确定混凝土的临界强度是关键问题。在实际混凝土澆筑施工以后，要求混凝土的养护时间大于混凝土强度达到临界抗冻强度。同时，在冬季混凝土施工时，还需要综合考虑工程施工成本因素，若混凝土养护时间延长，尽管对于混凝土的强度有作用，但是相应的工程施工成本也会相应的增加。

1.2 如何防止混凝土早期冻害

在冬季混凝土施工过程中，需要考虑混凝土浇筑施工以后的早期防冻害的问题，如何有效地防止混凝土在低温环境中的防冻害是青藏高原地区冬季混凝土施工的质量控制难点。解决思路需要从保障混凝土浇筑后的低温环境中的保持正常的水化作用，相对较为简单的解决方式是蓄热和防护，确保混凝土强度达到临界强度之前保持正常的水化作用。

1.3 如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求

研究表明，若混凝土的早期强度经受冻害影响，或者其遭受长期、反复的冻融的影响，其强度和耐久性会存在不同程度的影响，例如，混凝土的抗压强度和抗渗性能会发生一定程度的降低，因此，需要考虑混凝土冬季施工后的养护工作。在青藏高原地区冬季混凝土施工时，需要结合现场的实际温度、工程结构特点、工程施工工期等，选择合适的水泥品种、减水剂、早强剂、抗冻剂等，以及选择适宜的施工工艺。

2  青藏高原地区冬季施工技术

2.1 抗冻混凝土的配合比设计

在青藏高原地区，温度基本均在-10℃以下，需要配置抗冻混凝土，其配合比设计成为重要的环节。在抗冻混凝土配合比设计过程中，需要充分考虑混凝土的浇筑施工方法、养护方式，并根据温度条件、工程结构的特点等因素合理设计配合比。同时，还需要考虑混凝土的早期强度、水化硬化过程中释放的热量等因素。在冬季低温环境中，混凝土浇筑以后，水化硬化的速度相对较慢。在水泥品种选择时，需要考虑标号为425以上的硅酸盐水泥，或者具有早强特性的水泥。

此外，为了降低混凝土的冻害影响，在配合比设计时，需要降低拌合料中的含水量可以明显降低混凝土遭受冻害的影响，可以选择粗骨料的方式降低混凝土用水量。

2.2 冬季混凝土施工工艺

冬季混凝土施工时，需要提高原材料、施工环境的温度。在水泥储藏方面，需要将水泥储藏在温度高于5℃以上的暖棚中;储藏砂石的堆场需要设置一定的坡度，从而有利于正常的排水，避免地面积水受冻使得砂石的冻结，且砂石堆的表面需要采用具有一定保温效果的帆布进行覆盖，从而可以避免雨雪进入砂石堆中。

同时，在混合料加料过程中，需要注意混合料中的冰雪冻块，其不仅会消耗混合料的温度，且还会使得混合料的温度难以进行有效控制，并且粒径较大的冻块在搅拌过程中也无法充分的融化。若混凝土中含有无法融合的冻块而直接浇筑以后，其会对结构的耐久性产生一定的影响，因此，在混凝土的拌合料加入过程中，需要对冰雪冻块进行剔除，或者采用加热水、加热冻块的方式进行融化冻块。而采用加热水融化冻块的方式可以有效地提高拌合物的温度，且加热水的方式也比较容易实现。在采用加热水的方式融化冻块时，热水温度不宜超过80℃，若水温度超过80℃时，水泥会发生凝结而形成块状物，因此当水温度超过80℃时需要调整加入原材料的顺序，一般应先加入骨料，使得热水与骨料温度保持一致，且可以适当的降低水温，然后再加入水泥进行充分拌合。根据施工经验可知，当施工区域的平均温度高于-5℃时，仅需要采取加热水的方式，即可满足混凝土充分拌合的要求;当平均温度低于-5℃时，还需要充分考虑将砂石进行加热。

在进行混凝土浇筑施工时，需要将附着在钢筋、模板上的冰雪进行清理，且不可采用蒸汽进行直接融化的方式进行融化冰雪，避免融化的水在模板底部重新进行结冰。在混凝土振捣施工以后，需要及时对裸露的混凝土表面进行塑料薄膜进行覆盖，从而可以防止混凝土出现冻融脱落现象。若在冻胀的地基基础上进行混凝土浇筑施工时，需要先对地基进行加热处理，保障混凝土施工质量。

在混凝土养护结束以后，可以对保温层和模板进行拆除，但是由于混凝土结构的强度未完全达到设计要求，且混凝土结构内部的温度与环境温度存在差异，为了确保混凝土结构的稳定性和耐久性，不可以拆除受力构件的保温层和模板，而对于非受力构件，可以进行保温层和模板的拆除，从而可以保障结构具有充足的承载能力。

2.3 冬季混凝土养护措施

2.3.1 正温养护

由于冬季气温处于0℃以下，为了确保在混凝土浇筑完成以后保持加好的水化硬化反应，可以采取保温措施，使得浇筑之后的混凝土处于正温环境中，待其强度达到临界抗毒强度以后，逐渐将温度降至0℃以下，这种方式称为正温养护。

正温养护的具体实施方式是：原材料加热、搅拌过程加热、运输过程中保温。若环境温度极低，则还需要对模板和施工缝的原混凝土进行预先加热，从而确保混凝土正常的进行水化硬化反应。

2.3.2 负温养护

负温养护的做法是在混凝土拌合物中掺加防冻剂，在混凝土终凝之前，混凝土表面的温度已降至0℃以下，其在该负温环境中进行硬化，该养护工艺操作简单，节约能源，但是该养护方式混凝土的强度增加的较慢。

负温养护主要适用于平均气温不低于0℃或者极端最低气温不低于-16℃的环境中，且对混凝土的强度增长要求不高的混凝土构件，特别是对于混凝土养护工艺无法实施的区域。

3  青藏高原地区冬季混凝土施工质量保障措施

3.1 严格筛选原料

为降低混凝土的孔隙率，增大掺砂率，在原料选择时，要选择使用那些泥量少的材料，使得水泥的性能能够最大化满足混凝土结构的要求。

为了防止混凝土受冻，需要减少混凝土中的孔隙，而引起混凝土孔隙结构变化的原因主要有：水泥粉的粉磨细度越大，粉体比表面积越大，在掺入水后，部分水泥粉发生水化后，凝结在颗粒表面，形成一层水化膜，使得外来水分无法渗入内部对颗粒进一步水化，无法令水泥颗粒内部产生致密水化物，从而影响孔隙结构。相关专家研究发现，当水泥粉中存在很多粒度很小的粉体颗粒时，混凝土整体的微毛细管结构增多，吸湿性也相应增强。

此外，在混凝土材料选择阶段要根据相关标准严格选择混凝土材料，混凝土材料质量的好坏直接影响了整个工程的質量好坏，选择过关的材料能对混凝土结构的耐久性产生有利影响。在进行原料选择时，首先要对施工环境进行勘察，根据实际情况选择有利的施工材料，对不同的供货商要优先选择信誉良好的商家;在对施工材料进行采购，对于材料的性能检验不可忽视，在施工现场需要对采购的材料进行二次检验，确保材料合格规范。混凝土材料之间的粘结程度对冬季混凝土结构性能与耐久性有着很大的影响，为确保其混凝土性能在多种环境下能够发挥效果，选购时要选择粘结性高、粘度强、拉伸性能好的材料。随着科学技术的发展，人们对新型混凝土材料的研发取得了很大的成功，新型材料在各种方面都有了较大的提升，但由于技术问题，新型材料的造价较高。因此，在选购时还需要考虑材料成本问题，在保证功能性符合要求的情况下降低施工成本。

3.2 使用外加剂

3.2.1 引气剂

加入引气剂是改变混凝土孔结构的有效措施。如在混凝土材料配比中加入少量铝粉，在养护过程中，混凝土内部会产生大量气体，减少微毛细孔结构，增加大毛细孔数量，使得混凝土的吸水性能大幅降低，增加混凝土的耐久性。

3.2.2 减水剂

冬季混凝土施工防冻，主要是减少混凝土拌合中的水分。因此，可以在混凝土拌合物中加入减水剂可以有效降低水泥在拌和过程中的水量，原理是减水剂降低了混凝土表面的水的液面张力，减小润湿角度，使水泥颗粒保持湿润，降低水的使用量，使用减水剂可以使混凝土中的孔隙减少，并可减少混凝土受冻害的影响，降低混凝土的渗水性，增加其抗腐蚀性，提高混凝土耐久性。

3.3 科学控制水泥细度

水泥细度对于混凝土的耐久性影响很大，控制好水泥细度对提高混凝土耐久性有着十分重要的意义。以往水泥细度控制的关注点在大颗粒水泥的化合反应，却忽略了其他不利影响，因此需要对水泥细度控制进行合理分析。而对于颗粒细度的控制方法主要有以下几点：一是控制水泥的均匀系数，水泥的均匀系数是反应水泥粉体粒度分布情况的重要参数，通过控制水泥均匀系数来改善水泥粉的粒径组成，以便于施工人员对水泥的准确选择，合理挑选适用于工程建设的水泥;二是控制水泥粉体的特征粒径，特征粒径反应了水泥粉体的细粉含量和水泥强度，通过观察水泥粉体的特征粒径来调整水泥的粉磨参数;三是水泥的比表面积，由于水泥粉的水化情况与颗粒的比表面积有关，比表面积对于混凝土的耐久性也有着较大影响，因此，要对水泥粉体的比表面积进行合理控制。

3.4 掺加混合原料

在混凝土原料配置中，适当掺加一些混合原料，如粉煤灰和金属尾矿等粉末，对与混凝土的渗水性和吸附性都有较大的改善，还可以改善混凝土孔隙结构，增强混凝土的抗腐蚀性与强度，对增加混凝凝土的耐久性有着重要意义。

4  结论

综上所述，在青藏高原地区进行工程施工，受环境温度的影响，需要采取增温、保温措施，提高混凝土浇筑养护过程中的硬化质量，确保混凝土构件的强度满足设计要求，确保结构物的耐久性符合设计要求。

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