摘要：为保证高原高寒地区混凝土施工质量，本文就高原高寒地区冬季施工的情况以实际工程为例，分别从拌合混凝土、选择材料、运输混凝土、混凝土养护保温等方面进行分析讨论，可供参考。
关键词：温度裂缝；冬季施工技术
1.工程概况
本次施工的道路工程线路起点高程3450m，终点高程3357m，最高高程4368m。本标段合同范围为K0＋000~K33＋000，路线全长33.010km，主要包括小桥103.00m/4座，钢筋混凝土盖板涵168.60m/26道，钢筋混凝土圆管涵631.60m/108道。主要工程量：路基挖方30.64万m3，填筑土石方5.15万m3，路基防护工程69550.6m3，排水工程36528m，沥青混凝土路面89294m2，泥结碎石路面74475m2。
2.操作技术中产生的问题和难点
混凝土的温控防裂的恶劣气候主要是高寒气候。在高寒气候条件中，混凝土温控防裂会受到非常大的影响。主要产生于3方面因素：第一，常年气温较低，日差较大，变幅较小的气候条件。第二，含氧量较低，空气稀薄，日辐射较强，日照时间长。第三，干、湿季明显，冬季气候十分干燥，大风天气多且风速较大。因此，需严格做好温控防裂的一系列措施，科学合理地浇筑混凝土，确保施工质量。
3.产生大体积混凝土温度裂缝的原因
3.1产生温度的应力
当水泥水化时，会有大量的水化热放出，这时自身体积较大的混凝土就会因为表面和内部不一样的散热条件产生裂缝。主要体现在：相对散热条件较好的混凝土表面是可直接与空气接触的，往大气中散发了热量，因此其表面温度也随之降了下来。但对于导热性能差的混凝土内部结构来说，积聚在里面的水化热很难散发出来，温度会不断地自然升高，这就会造成外面温度低、里面温度高的巨大差异。
3.2内约束与外约束
3.2.1内约束
内约束是指在一个物体或一个构件中，各质点之间引起温度裂缝的相互约束的影响。当水泥水化时，在体积较大的混凝土中的温差会产生外面低内部高的情况。分布不均匀的温度，质点不一致的变形，会导致内约束起作用。当较大体积的混凝土的外表面出现裂缝时，就表明它的温度较高所导致产生的热膨胀较大，表面拉应力超过了混凝土的抗拉强度。
3.2.2外约束
外约束是指一个物体或一个构件遭到另一个物体或一个构件的阻碍而变形。其中，产生的不管是结构和结构，还是物体和物体，又或是物体和构件，甚至基础和地基等等这些形成了相互制约的关系。一般情况下，体积较大的混凝土在浇筑的第5d后，水泥水化的热量就会慢慢减少，直到释放完就会导致周围的环境温度有所下降，这就会蒸发掉混凝土中的水分，导致混凝土在体积上要有一定的比例收缩。然而，拉应力就是通过大体积混凝土约束地基或其它结构控制自由变形的所产生的内部和外表之间的温度差异。温度裂缝：通常混凝土的抗拉强度一旦遇到被该温度应力所突破的时候，就会发生从体积较大的混凝土约束面有裂缝向上慢慢张开，就是温度裂缝的形成过程。如果碰到非常大的温度应力，将会产生连续不断地裂缝，有的裂缝可贯穿整块大体积混凝土的截面。在温度下降的混凝土层面，约束力较大的外部因素，会让裂缝和约束面形成贯穿裂缝。由于贯穿裂缝可直接对工程结构的安全构成威胁，甚至能使结构的整体和防水等性能产生一定的破坏，造成重大的、无法挽回的损失。产生的温度应力的大小通常与约束体有关。
4.如何应用大体积混凝土温度控制技术
4.1大体积混凝土的配备和设置结构
4.1.1水泥
混凝土要具有强度较高的、干缩较小的特性，比如抗冻融性、抗裂性、耐磨性、抗蚀性等性能。因此建议采用425号中热硅酸盐水泥，其可满足强度较高、水化热较小的要求。
4.1.2矿物掺合料
粉煤灰具有火山灰的活性，可生成硅酸盐凝胶。当混凝土用水比例不变的时候，用20%的粉煤灰来换成水泥用量。这种硅酸盐凝胶材料中的粉煤灰颗粒有部分的增强效果，从而提高混凝土的功能。如果要使用水量减少而原有流动性不变的混凝土拌合物，就应注重提高密实性和强度的混凝土使用。混凝土升温速度慢，且放热量是水泥放热量的5%到35%之间，既能延长温升时间，又能降低水化热。
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4.1.3外加剂
将高效减水剂0.8%的内萘磺酸盐、0.04%的引气剂、5%的抗冻剂等拌合水重量搅拌在水泥中。20%以上的减水率需要萘磺酸盐高效减水剂，较普通强度的28d混凝土能提高到35%到60%之间，需10h左右的初凝延缓时间，出现水化热峰值可达到24h，这样就使早期水化热降低了，减少温度裂缝的出现。
混凝土中，如果添加引气剂具有破坏毛细管具有的连通性，自由空间被引入的气泡占据，可使混凝土更具抗渗性和抗冻循环性能，改善混凝土的耐久性也是依靠内部产生的微小气泡来完成的。要使混凝土内部水的冰点降低，不结冰，并且在零下摄氏度中混凝土硬化，需增加使用防冻剂。
4.1.4骨料
选择质量优良骨料是保证混凝土强度的重要环节，像导热系数高、热传导能力强的，天然卵石和当地的细度模数为2.78的中粗砂，作为一种导热介质降低了混凝土的内部和外部的温度差异。
4.2冬季的保温措施
4.2.1拌合混凝土
在现场采取干燥措施，不考虑加热的混凝土工程，骨料应按照混凝土配合的比例和环境温等情况使用热水拌合的方法，使混凝土出机口温度有保证。首先加入不含冰雪和冰块骨料与水搅拌一定时间，等到温度降到40℃左右，倒入水泥，继续拌合比常温季节延长20%倒25%左右，以免造成温度的下降和流失。
4.2.2混凝土运输
第一，运输中，尽量减少混凝土水平和垂直倒运次数；
第二，保温材料要覆盖搅拌车外；
第三，清洗浇筑中止或结束的运输设备及混凝土拌合机，应当使用蒸汽或热水进行操作，给搅拌车容器罐预热也是在恢复运输时必须做的第一步；
第四，一般简易保温材料的封闭、铺设，需要竹胶板溜槽外用。
4.2.3仓面
第一，仓面内的余水必须用高压风来进行清除；
第二，棚内安放多个火炉来供热，从而控制仓内不低于5℃的温度；
第三，在每仓初凝后的混凝土，表面覆盖上篷布，用来保温。
4.3防止裂缝的方法及措施
4.3.1改进搅拌的工艺
混凝土的防裂搅拌工艺是先把水、水泥、砂拌合后，再放石子搅拌混凝土。它呈无泌水现象，结构致密、粘结加强的过渡层减少了硬化后混凝土上下层的强度差，使水分向石子和水泥砂浆面分散。
4.3.2改进浇筑的工艺
因为防止水分和孔隙在粗骨料、水平钢筋下，所以浇筑必须分层分段进行，只有通过二次振捣，才能使混凝土与钢筋更加密实，减小混凝土内部结构的微裂，避免混凝土沉落，而导致裂缝的出现，提高10%-20%的混凝土抗压强度。
4.3.3处理混凝土的表面
为了防止在混凝土的表面发生龟裂的现象，一般在混凝土的初凝前，要先用铁滚球碾压一遍，再将浮浆刮除后，对混凝土表面进行搓平、压实，确保混凝土达到设计标准。
结语
综上所述，在进行高寒地区施工时，需做好高原高寒地区混凝土施工控制技术，文章以实际工程为例，对大体积混凝土裂缝控制技术进行了分析和探讨。工程施工后采用钻芯取样的方法检测混凝土抗压强度后，混凝土的抗压强度达到了设计要求，控制效果良好，外观质量达到了设计要求，得到了监理单位和建设单位的认可。
参考文献：
[1]GB50119—2013混凝土外加剂应用技术规范[S].
[2]施惠生，孙振平，邓恺.混凝土外加剂实用技术大全[M]．北京：中国建材工业出版社，2008．
论文作者:尼仓
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 温度论文; 水化论文; 体积论文; 水泥论文; 骨料论文; 《电力设备》2018年第11期论文;