探究水利工程冬季混凝土施工的质量控制措施

摘要：随着水利工程建设的不断推进，冬季施工成为不可避免的挑战之一。特别是在气候条件恶劣的地区，冬季低温对混凝土施工质量控制提出了更高的要求。冬季施工不仅对施工材料的选择和使用、施工技术和方法，以及施工后的养护和监控等方面提出了挑战，也对施工管理和质量控制流程提出了新的要求。因此，探究有效的冬季混凝土施工质量控制措施，对于确保工程质量、延长工程寿命具有重要意义。

关键词：水利工程；冬季施工；混凝土施工；质量控制

前言：近几年来，我国极端天气频发，各类水旱灾害给农业生产，人民生活和群众生命财产都造成了巨大的损失，严重影响了人民的安居乐业。在此背景之下，加强水利工程建设就至关重要。受到极寒天气影响，冬季混凝土施工进度缓慢，技术复杂度高，受到冻融循环作用的影响大，在冬季高寒天气中，施工质量隐患具有滞后性。这是由于冬季低温会影响混凝土的水分状态和内部结构，降低其水化作用，影响其强度提升。加之硬化混凝土存在脆弱性，在冬季受到冻融作用的影响，引发潜在的严重收缩开裂问题，造成饱和水的混凝土的开裂和表面剥落，降低结构的抗拉安全性、耐久性和整体稳定性。

1冬季混凝土施工概况

水泥存在水化反应，尤其冬季进行工程建设时，混凝土混合物在倾倒完成后易迅速发生硬化现象。混凝土的成分、配比和温度都可能促进水化反应进展的快速进行。而一旦温度降至停滞或进程极为缓慢，进而影响混凝0℃以下，水化反应几乎会陷入土的抗压强度。

随着气温的不断下降，混凝土内部的水分开始冻结成冰。该转变过程中，混凝土将无法继续提供强度。水分全部冻成冰块后，会导致混凝土膨胀，同时产生大量的拉应力，令混凝土的强度提升，并对其品质产生不利影响，易引发损害。结冰的水分对砂石及钢材施加冲击，使大批冰晶粘附其表层。这将进一步降低混凝土与砂石、钢材间的粘连性，弱化整体建构承压能力，缩短建筑的使用寿命[1]。

2水利工程冬季混凝土施工技术要点

2.1原材料选择

考虑到冬季极寒的特殊环境，混凝土施工必须选择耐寒的材料。为保证快速硬化，可以采用快速强化型水泥，同时，搭配速凝剂提高效果。骨料要经过严格选择，而且进行预处理，具有一定的保温性。粗骨料在5-40 mm，含泥率低于1%，细骨料在0.35-0.5 mm。在50-60℃的室外温度下进行搅拌。其水灰比应该在0.6以下，甚至可以达到0.5，这样才有利于后期施工。为了提升原料的质量，需要对原材料进行加热，比如，采用水加热方法，以确保水加热效果达到10℃以上。水利工程中有大量的大体积混凝土施工，对于这一部分的施工应该考虑使用中热型水泥以及混合水泥。在钢筋混凝土工程中应该避免氯化物的使用，比如，无氯化物、无碱性防冻剂。一般可使用硝酸化合物，可通过加大剂量提高强度。针对外加剂容易冻结的状况，可以采用加热基材或模板，或者选择防冻防水合金粉等。采用水灰比较低的富拌和物，控制早期温度。对骨料的加热需要通过管道蒸汽，避免造成含水量的变化，温度控制在52℃以内。冬季施工尤其需要注意的是骨料中不能含冰，这样不但会改变水分含量，而且加热温度大量提升也会影响混凝土性能。

2.2混凝土浇筑与振捣

根据冬季施工的特点，调整混凝土配比，提高早期强度和抗冻性能。例如，适量增加水泥用量，使用速凝剂或抗冻剂等，以保证混凝土在低温条件下能快速硬化，同时避免冻害。同时，针对冬季混凝土施工，采用分段浇筑法进行优化。通过减小每次浇筑的体积，加快混凝土的养护和强度发展速度。这种方法有助于在低温条件下更好地控制混凝土温度，减少温差引起的裂缝和其他问题。此外，在混凝土浇筑前，通过简单的加热设备预热水和骨料，以保证混凝土的浇筑温度。通过控制混凝土的初温，可以在一定程度上减少低温对混凝土硬化过程的不利影响[2]。

在混凝土振捣过程中，要始终保持振捣棒插入混凝土层深度不少于50cm，振捣棒移动间距不大于其作用半径的1.5倍。当移动间距大于其作用半径时，应确保插点均匀排列，逐点移动，不得任意斜向或交叉作业。当插点的间距大于其作用半径时，应采用平板振动器沿模板边缘进行高频小幅振捣。振捣时注意不要触动钢筋和预埋件。振捣棒移动距离应符合下列规定：水平面的振捣棒移动距离为50cm，垂直面的振捣棒移动距离为100cm，平板振动器的移动距离为 300cm，插入式振动器的移动距离为200cm。

2.3混凝土养护

混凝土浇筑完成之后，养护过程至关重要。考虑到冬季的环境温度问题，选取相变养护材料作为水利工程混凝土浇筑的主要养护材料。相变材料能够随着温度变化改变混凝土的状态，并为混凝土提供热能，从而避免混凝土冰冻的问题。在混凝土浇筑完成之后，在混凝土上方铺设相变材料，通过固-气相变、液-气相变、固-固相变及固-液相变等形式，改变混凝土的温度。无论是哪一种相变材料，相变过程均会产生热能，向混凝土提供温度，利用蓄热储能的优秀材料，及时对浇筑完成的混凝土进行控温补偿，从而保证冬季混凝土浇筑施工的有效性。

3水利工程冬季混凝土施工质量控制措施

3.1配合比设计

在冬季施工过程中还要做好混凝土的配合比设计，确保混凝土的质量能够满足设计要求。具体要注意以下几个方面：一是控制好水灰比，二是控制好用水量，三是控制好混凝土拌合物的坍落度，四是控制好混凝土拌合物的温度，五是控制好混凝土搅拌时间。如果对混凝土配合比进行较大调整时，需要根据实际情况合理调整相关参数。

3.2做好施工质量的监测与评估

水利工程作为大型工程，必须做好质量计划与控制，认真进行图样会审和技术交底，实施“4M1E”的控制。同时优化施工现场质量保证体系，严格各项工

序，按照混凝土工程质量管理卡进行施工，同时做好对于施工工艺的监测工作。具体监测包括混凝土强度监测以及混凝土裂缝及缺陷监测：

强度监测：养护期内，每隔7d对浇筑后的混凝土进行回弹，并记录回弹数据，根据回弹数据值测区泵送混凝土强度换算表，来评估混凝土硬化情况。对于 C30 混凝土，7d 时的目标强度为21 MPa，14d时的目标强度为28 MPa，若实测强度低于目标值5%，则需采取额外养护措施或施工补救。裂缝与缺陷监测：使用裂缝宽度计和光学显微镜，定期检查混凝土表面和结构内部是否出现裂缝或缺陷。裂缝宽度控制在0.1mm 以内，若发现裂缝宽度超过此值，需立即评估结构安全性并采取相应的修复措施[3]。

3.3做好混凝土浇筑后期保温

暖棚法。对存放原材料的暖棚进行温控，确保棚内温度不过分升高，并坚持每日定时监测温度状况。如在棚内安装取暖器或热风机等设备以升高温度，为混凝土提供优质的养护环境。该过程中要注意电力使用安全，避免不规范用电引发火灾事故。

结语：综上，为确保水利工程主体结构安全，在冬季应该采用低温混凝土施工方案，避免在反复冻融条件下造成裂缝、侵蚀脱皮、崩出等损害。因此在施工过程中，因此采用引气等技术防止冻害，合理配比原材料，做好保温等措施进行浇筑和养护，并且严格进行质量控制，以确保水利工程混凝土的工作性能。

参考文献：

[1] 顾介昌，钟琦.水利工程混凝土冬季施工浇筑及养护技术研究[J].东北水利水电，2024，42（1）：11-13+40+71.

[2] 张彦明.农业水利工程冬季混凝土施工技术[J].南方农业，2021，15（2）：208-209+218.