水利工程冬季施工的防凍措施論文
在水利工程建設和施工的過程中，因為會受到工期和度汛等多種因素的影響，在汛期之后開工的大型水利工程通常都要在冬季進行施工工作，為了更好的保證工作的質量和水平，我們必須要采取有效的措施對其加以防凍處理。本文主要分析了水利工程冬季施工的防凍措施，以供參考和借鑒。
水利工程的建設和施工環節需要經歷很長的一段時間，在建設的過程中，其會受到很多因素的影響，在這樣的情況下，我們必須要對其加以重視，冬季施工的過程中最為重要的就是要采取一些切實有效的防凍措施，只有這樣，才能更好的確保工程建設的質量和水平，水利工程才能正常的發揮其功能。
1 基槽、基礎的凍害機理及防凍措施
當冬季環境溫度降至0度以下時，冰凍土壤水分會結冰膨脹，土體受凍開裂，與受凍土體接觸的基礎會受到凍脹土體外加應力，當應力達到一定程度時，就會對基礎部分產生危害。因此應從降水、保溫兩個方面對基坑基礎進行冬季防護。對已開挖的基坑基槽不宜挖至設計標高，應預留200mm～300mm土層，并在預留土層上覆蓋保溫材料，防止基槽土方遭受凍害。同時還應在基坑基槽四周設置降水溝槽，及時排除雨雪水，降低土壤水分。在嚴寒地區當基礎采用獨立基礎或樁基礎時，基礎梁下部土體應進行掏空處理，根據土體凍脹性強弱可留置100mm～150mm的空隙，預防土體凍脹頂托損壞基礎梁。而條形基礎、筏板基礎可在側壁回填爐渣、混砂，頂面覆蓋棉氈、棉被進行保溫。對入冬前可回填至設計標高的基礎應回填至設計標高，基礎內部應排除積水，表面可覆蓋保溫材料。越冬前還應進行基礎標高和基礎中線測設，定期監測凍脹移位和凍脹變形。對凍脹超限基礎應采取加固措施，及時消除水利工程質量隱患。支撐在基土上的懸臂構件，入冬后臨時支柱不能拆除時，其支點應采取保溫防凍脹措施。
2 主體混凝土結構凍害機理及防凍措施
由于水泥的水化作用，混凝土澆筑后凝結溫度逐漸提高。水泥水化作用速度除與混凝土本身材料和配合比有關外，還受環境溫度影響。當溫度升高時，水化作用加快，混凝土強度增長也快;當溫度降至0度時，存在于混凝土中的游離水部分開始結冰，逐漸由液相變為固相，這時水泥水化作用基本停止，混凝土強度也不再升高。隨著溫度繼續下降，當水泥中的水全部結成冰時，體積膨脹約9%，同時產生20KN/m的側壓力。這個壓力值一般會大于混凝土澆筑后內部形成的初期強度值，致使混凝土產生早期破環而降低強度。此外結成的冰還會在骨料和鋼筋表面形成顆粒較大的冰凌，冰凌會減弱水泥漿、骨料與鋼筋的粘結力，從而降低混凝土的.抗壓強度。當冰凌融化后會在混凝土內部留下很多空隙和空洞，降低混凝土的密實性和耐久性。從以上分析可知混凝土早期強度、溫度和水是影響混凝土抗凍指標的關鍵因素。
為了可以更加有效的防止混凝土在澆筑成型之后不會受到凍害的影響面，對混凝土成品形成有效的保護作用，我們在工出鞥建設的過程中一定要從混凝土早期的強度、溫度以及水等三個方面采取有效的措施。
2.1 提高混凝土早期強度的措施分析
首先，選擇硅酸三鈣含量相對較高，同時水泥顆粒細度也比較好的早強硅酸鹽水泥，這樣的水泥水化反應的速度非常快，混凝土早期的強度水平要比其他的水泥類型更高，能夠十分有效的縮短滿足受凍臨街強度的時間。其次是摻入了適量的早強外加劑，這種方式也可以十分有效的提高混凝土早期的強度，在這一過程中可以適量的使用硫酸鈉，在硫酸鈉當中摻入2%的水泥。再次，摻入引氣劑。在加入了適量的引氣劑之后所產生的氣泡可以十分有效的增大水泥漿自身的體積，從而使得混凝土拌合物自身的流動性得到非常好的改善，在物質的黏聚性和保水性方面也在不斷的提升，對混凝土內水結冰所產生的水壓起到了一定的緩沖作用，這樣一來也就充分的提升了混凝土結構的抗凍性。
2.2 防止混凝土內游離水凍脹措施分析
摻入減水劑你能夠十分有效的改善混凝土自身的流動性，這樣也就可以十分有效的減少拌合過程中的用水量，混凝土材料的水灰比也得到了非常有效的控制，成品混凝土中游離水的含量會明顯的減少。而摻入抗凍劑能夠十分有效的降低水的結冰點，從而使得混凝土可以在零下十度到零下十五度的負溫下還能保持液態，水化作用也能在這一過程中得以繼續的進行，從而使得混凝土的強度能夠得到有效的提升，防止混凝土中的游離水出現凍脹的問題。當前比較常用的有氧化鈣、氯化鈉等單一類型的抗凍劑和亞硝酸鈉+氯化鈉的復合型抗凍劑。
2.3 提高混凝土溫度的措施分析
首先是覆蓋法。負溫施工的大體積混凝土在完成了二次抹面施工之后應該首先覆蓋上一層塑料薄膜，之后再蓋上一層棉氈或者是棉被等多樣化的保溫材料，這樣才能更好的確保混凝土在水化中所放出的熱量不會散失。這種方法一方面可以十分有效的確保了混凝土養護中能夠提供足夠的水分，同時也在一定程度上確保了混凝土在水化過程中的溫度。其次是維護法。針對墻梁板等一些體積不是很大的混凝土構件，我們通常可以選用棉被、棉氈或者是草簾等多種材料對其進行維護處理，這樣就達到了保溫的目的。此外，也可以采用電熱毯對其進行維護保溫，首先使用塑料薄膜、彩條布等多種材料將已經完成了澆筑施工的混凝土圍成一個封閉性相對較強的密閉空間，之后還要使用煤爐、電爐對其進行全面的加熱處理，這樣也就使得混凝土周圍的環境溫度得到了顯著的提升。
2.4 模板選擇、拆卸時的防凍措施分析
和鋼模相比，木模具有非常好的隔熱性，所以在冬季施工的過程中，我們大多選擇木模板。在拆除模板施工的過程中，一定要充分的保證結構的強度能夠滿足受凍的臨界溫度，此外，混凝土內外的溫差一定要控制在20度之內，從而就可以有效的防止混凝土出現溫度裂縫問題，從而對混凝土的耐久性產生非常不利的影響。
3 鋼結構防凍措施分析
對于已經完成焊接施工的鋼結構和已經安裝好的管道，在越冬之前就應該均勻的涂刷上防銹漆，同時還要采取有效的措施對其進行覆蓋處理，管道設備一定要清理干凈腔內的積水，這樣就可以有效的避免冬季由于水分的影響而使得設備的管道出現爆裂的問題。
結束語
水利工程在我國經濟發展的過程中占據著非常重要的位置，所以我國水利工程建設的數量越來越多，規模也越來越大，而水利工程的建設又是一個長期性的過程，在這樣的情況下就可能會經常遇到冬季施工的情況，在冬季施工中，一定要做好防凍措施，這樣才能更好的保證工程建設的質量和水平，對已經產生凍害的工程還要進行及時的修復，確保水利工程的正常運行。
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