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1冬季混凝土工程施工的原理

混凝土拌合物在澆灌后慢慢就會(huì)硬化起來，而再往后就會(huì)達(dá)到極限強(qiáng)度，這主要就是由于水泥水化的結(jié)果。水泥水化的速度與材料的配合比有關(guān)之外，還與混凝土本身有一定的關(guān)聯(lián)，主要是與溫度變化有關(guān)。當(dāng)溫度有較大的上升時(shí)，水化的速度以及它的力量也就會(huì)隨之越來越快，一旦溫度降低的時(shí)候，或在混凝土中的水開始出現(xiàn)凍結(jié)，逐漸就從液體狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)換成了固體狀態(tài)。而此時(shí)，用來進(jìn)行水泥水化這一工作的水越來越少。所以，水化緩慢就會(huì)造成對應(yīng)的強(qiáng)度呈現(xiàn)緩慢的增長態(tài)勢。如果溫度持續(xù)下降，混凝土里的水就會(huì)直接變成冰，從液體到固體階段，完全改變了水泥狀況，水化停滯，其強(qiáng)度也就隨之停止增長。

2冬季混凝土施工的具體工藝方法及其比較

2．1使用硫鋁酸鹽早強(qiáng)混凝土2)工藝的主要特點(diǎn)。硫鋁酸鹽水泥在最早是由鋁土礦和石灰石二水石膏為原料攪拌而成，主要是采用煅燒無水硫鋁酸鈣和熟料p型硅酸二鈣，同時(shí)還要放入一定量的石膏。該類工藝有以下幾大特點(diǎn):有較快的水化速度、較高的早期強(qiáng)度、較好的低溫性能。如果環(huán)境不太干燥，就會(huì)出現(xiàn)早期的液相堿度相對較低，鋼筋出現(xiàn)輕微的銹蝕的情況，同時(shí)耐熱性能也相對偏差。硫鋁酸鹽水泥攪拌混凝土早期強(qiáng)度，3d的抗壓強(qiáng)度在常溫常壓下可以達(dá)到25MPa。而處于零下溫度、并且混雜水加熱的情況下，使混凝土呈現(xiàn)一定的入模溫度，待鑄造覆蓋保溫后，可以在合適時(shí)間，對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜幔员闶節(jié)仓缙陴B(yǎng)護(hù)，可以獲得更高的強(qiáng)度，而不需要消耗過多的時(shí)間成本。2)適用范圍。在室溫下展開工程建設(shè)可以用來應(yīng)對緊急、堵漏等工程。在冬季施工可以應(yīng)用于溫度5℃～－25℃的環(huán)境當(dāng)中，往往會(huì)用在混凝土或鋼筋混凝土工程上。因?yàn)殁}礬石在溫度較高時(shí)會(huì)慢慢地轉(zhuǎn)化成單硫型硫鋁酸鈣，硫鋁酸鹽水泥的部分不可以超過200℃和保護(hù)要求的部分。抗凍融要求較高的工程，在此之前應(yīng)展開必要的系統(tǒng)測試，盡量不要用在大體積混凝土的冬季施工項(xiàng)目當(dāng)中。

2．2蓄熱法

1)工藝特點(diǎn)。方式是:原材料(水、沙子、石頭)加熱，使混合后的混凝土，運(yùn)輸，拌和水，還有相當(dāng)大的熱儲(chǔ)備，因此，水泥水化熱的速度要適宜，同時(shí)要做好混凝土的保溫工作，從而來保證溫度在0℃以下，可以使新澆筑混凝土前仍然有一定的抗凍能力。這個(gè)過程很簡單，造價(jià)并不多，但必須注意內(nèi)部保溫，避免凸角接觸表面，并延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。再生方法具有簡單、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，在低溫下硬化混凝土，其極限強(qiáng)度損失少，耐用性能高，可以獲得更好的產(chǎn)品質(zhì)量。但使用再生方法建設(shè)強(qiáng)度增加較慢，所以容易使用高強(qiáng)度硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。同時(shí)，保溫材料不僅導(dǎo)熱系數(shù)小，而且便宜耐用。絕緣層應(yīng)特別注意防潮，防止泄漏。鋪設(shè)后的邊緣部分組件和凸角加強(qiáng)保溫、新澆筑和硬化混凝土進(jìn)行聯(lián)合，從而使熱傳導(dǎo)損失現(xiàn)象有所減少，必要時(shí)我們還可以采用局部加熱的方法。

2)主要的使用范圍。－20℃結(jié)構(gòu)相對較大并且比較厚的工程當(dāng)中，當(dāng)空氣溫度以及結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)比較合適的時(shí)候，建議選擇蓄熱法展開相應(yīng)的施工。

2．3抗凍外加劑法在冬季施工期間所使用的混凝土外加劑的作用一般可以劃分如下兩個(gè)方面:

1)提高早期強(qiáng)度。與防凍液混合后，應(yīng)用于施工環(huán)境溫度較大的環(huán)境下，并能夠提高混凝土的早期強(qiáng)度。使用防凍劑早期強(qiáng)度和水減少組件，盡可能早地改善混凝土的早期強(qiáng)度，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度在臨界強(qiáng)度以上或者是剛好達(dá)到該值時(shí)，也有可能會(huì)發(fā)生一些冰系傷害。

2)混凝土損傷的預(yù)防和控制。防凍液的有效作用之一是降低物質(zhì)的凝固點(diǎn)。它的主要作用是使水分在混凝土低溫下凍結(jié)，盡可能防止水分凍結(jié)，以及凍結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)受到破壞。它還有另一個(gè)作用，那就是影響冰晶的生長，從而使冷凍發(fā)生的可能性大大降低。確保不產(chǎn)生冰凍的水，保持水化狀態(tài)，確保負(fù)溫度下混凝土具備足夠的強(qiáng)度。

3案例分析

3．1工程概況本電廠工程土方開挖采用6臺PC-330反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖。在施工過程中，必須要派專人來指揮。同時(shí)按照“分層開挖、嚴(yán)禁超挖”及“大基坑小開挖”的原則來施工。開挖達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)高后，剩余300mm由人工清理;本工程基礎(chǔ)底標(biāo)高為－8．0m，基坑最大深度－20．85m，放坡系數(shù)按2∶0．7放坡，其中在－5．4m處設(shè)置臺階一步，寬2500mm。基坑開挖按挖順序分兩層開挖，開挖過程中視土質(zhì)情況選擇是否支護(hù)邊坡，若基坑邊坡需進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)應(yīng)選用40鋼管作水平支撐，寬300mm，厚25mm木板做豎向支撐，兩者固定好，沿基坑坡面斜向布置，形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)交叉點(diǎn)作拉錨固定在坡面上，防止土坍塌和流失。結(jié)合既定公認(rèn)的熱電聯(lián)產(chǎn)、電熱組合原則。在該第一熱電廠項(xiàng)目群區(qū)域規(guī)劃的時(shí)候參照4×300MW加熱單元的建設(shè)完成規(guī)劃，力促項(xiàng)目按照分階段來實(shí)現(xiàn)，具體單個(gè)階段的建設(shè)規(guī)模為2×300MW供暖機(jī)組。在本施工項(xiàng)目中，筆者主要是使用了發(fā)電機(jī)變壓器單元結(jié)構(gòu)，主要是采用了220kV電壓，同時(shí)又利用了GIS高壓配電系統(tǒng)。而其中的汽輪機(jī)部分，配有哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的產(chǎn)品C250/537/300-26．7/537型，凝汽式汽輪機(jī)單元類型為單軸、雙滾筒雙排汽，高壓缸、低壓雙分流。在鍋爐這一塊上，主要是選用了HG2025/27．50亞臨界參數(shù)類型自然循環(huán)汽包鍋爐，最大持續(xù)蒸發(fā)能力滿足汽輪機(jī)的相關(guān)要求，輸出2025t/H;單爐、中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼式的懸掛體，密封的燃煤鍋爐。發(fā)電機(jī)主要是使用了哈爾濱某發(fā)電機(jī)公司出產(chǎn)的QSSF300．2．20發(fā)電機(jī)，在靜態(tài)勵(lì)磁模式下，采用額定功率300MW，額定功率因數(shù)0．85(滯后)，額定轉(zhuǎn)數(shù)3000r/min的發(fā)電機(jī)。供熱方案:主要是采用電力廠的主熱源向相應(yīng)的規(guī)劃區(qū)進(jìn)行供熱，啟動(dòng)鍋爐可以用來作為備用熱源。釆暖熱負(fù)荷主要是使用了二級網(wǎng)方式的供熱方案，而在規(guī)劃電廠處的一級網(wǎng)主要是采用230/70℃設(shè)計(jì)水溫的高溫水，通過一定的熱電站轉(zhuǎn)換以后，二級網(wǎng)采用85/60℃的設(shè)計(jì)水溫向用戶進(jìn)行供熱。

3．2工藝的選擇冬季施工現(xiàn)場配備兩套4t蒸汽鍋爐以保證加熱供暖、供熱水、水泥混凝土基礎(chǔ)采暖供暖以及辦公現(xiàn)場的需要進(jìn)行供熱，鍋爐總共使用了5年。兩個(gè)爐平均測算燃煤3t/h。每一臺單獨(dú)負(fù)責(zé)確保攪拌站供暖、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室加熱等等，工作人員更衣休息室加熱以及衛(wèi)生間保暖等。鍋爐蒸汽排氣主要是使用了外徑為233的無縫管，鋼管另一端與分氣缸相連。由分氣缸與3路的蒸汽管相連通，一路是DN76供2號鍋爐基礎(chǔ)承臺蒸汽維護(hù)。二路是DN76供2號汽輪機(jī)基礎(chǔ)暖棚以及汽機(jī)間的基礎(chǔ)承臺養(yǎng)護(hù)。三路是供磨煤機(jī)基礎(chǔ)暖棚及BCD框架的施工。各路的主管道端頭都建立疏放水排氣門，以保證其能夠順暢通氣，以防止管道出現(xiàn)破裂的情況。主路管道的埋深定在600mm，采用保溫棉來進(jìn)行保溫。各基礎(chǔ)設(shè)支管道要安裝相應(yīng)的截止閥門。而暖棚法施工釆暖可以用汽輪機(jī)的主管道來完成。具體地，臨時(shí)建設(shè)暖氣管以及基礎(chǔ)蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，現(xiàn)場可以臨時(shí)搭建28m×27m×6m的高防火保溫彩色鋼板鍋爐房，此房內(nèi)部設(shè)立6組排管暖氣。

4結(jié)語

本文主要對冬季混凝土施工工藝的選擇思路進(jìn)行了一定程度的討論和分析，并且就其在工程中應(yīng)用做了實(shí)例分析，這對于冬季相關(guān)工程建設(shè)可以起到具大的借鑒作用。但是值得指出的是，影響冬季施工過程中因素紛繁復(fù)雜，并且很多因素都是沒有辦法提前預(yù)知的，再加上施工過程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的新問題。因此，關(guān)于工藝選擇相關(guān)問題還有待在實(shí)踐中繼續(xù)進(jìn)行探索。

作者：趙路單位：山西潞安礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司