浅析高寒地区砼生产施工质量控制

浅析高寒地区砼生产施工质量控制于洪清贾广明孙彦元山东电力建设第二工程公司济南[摘要]本文针对内蒙古鄂温克电厂（2×600MW）一期工程在冬季施工过程中采取的措施执行情况，总结了高寒地区冬季混凝土在生产、浇筑、施工等方面的方法和方案，并以发电机基础施工为例,介绍了相应的措施，为以后同类工程的施工，积累了大量宝贵经验。[关键词]高寒地区混凝土施工质量控制引言鄂温克发电厂位于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗境内，厂址区域位于欧亚大陆东部中纬地带，属寒温带大陆性季风气候。主要气候特点为冬季漫长，夏季温凉短促，冬季干旱多大风，秋季降温急骤，霜冻早。场地冻土为季节性冻土，标准冻结浓度为2.60m。年平均气温-1.5℃，平均最低气温-48.5℃，每年9月15日至来年4月15日为取暖期。由于高寒条件下对混凝生产、浇筑、保护等诸多施工过程造成极大限制，在高寒条件下会出现混凝土浇筑时冻结堵塞泵管、成品混凝土强度降低,内外温差过大造成断裂；对施工的安全性、稳定性造成极大影响。一、施工准备进入冬季施工前，首先检查施工用水管网系统，特别是水泵和阀门等，要对其进行保温和维修；检查搅拌楼的管网系统，确保疏水畅通，系统保温完善；搅拌站的添加剂、外加（防冻）的设备装置、水箱加热设备等采暖供热系统应在冬季施工前做好加热准备工作；所有的机动车辆应及时做好换油工作，加防冻液，以备冬季施工之用；备好充足的岩棉、草袋、棉被、塑料布等保温材料；与当地气象台站保持联系，及时接收天气预报，防止寒流突然袭击。二、具体工艺措施1、钢筋工程在冬季，由于气温较低，特别是在零下温度条件下，钢筋力学性能发生变化，具有冷脆性，因此冬季施工过程中，钢筋在运输加工过程中注意防止撞击，刻痕等缺陷。钢筋焊接，冬季在负温条件下焊接钢筋，应尽量安排在室内进行，如必须在室外焊接，其环境温度不宜低于-20℃，风力超过3级时应有挡风措施，焊接施工时必须做好防止火花飞溅，如周围使用防火岩棉，下部使用铁皮接住掉落火花；焊后未冷却的接头应进行保温，严禁碰到冰雪。负温电弧焊与常温电弧焊相比，应首先选择好焊接参数。焊接时必须防止产生过热、烧伤和裂纹等缺陷。坡口焊时焊缝根部、坡口端面以及钢筋与钢垫板之间应熔合良好。焊接过程应经常除渣。为了防止接头过热，宜采用几个接头轮流施焊。加强焊缝的宽度应超过V型坡口边缘2～3mm，其高度也要超过2～3mm，并平缓过渡至钢筋表面。烟囱筒壁电渣压力焊如环境温度低于规范时，在筒壁外围使用棉被保温材料围上；其他工程钢筋接头如环境温度低于规范时采用机械连接。2、混凝土工程混凝土的冬季施工要求：（1）混凝土冬季施工的材料储备保温。为避免入冬以后进料困难、砂石料在料场或运输过程中受冻，砂石料应在入冬前组织进场；砂石料应在入冬前进行盖上10cm以上的草袋以及棉毡或采取其它措施，必须保证砂石料不受冻，在场地内搭设帐逢,沙子底部铺设蒸汽管道,防沙子结块。同时防止出现冰雪、冻块进入搅拌机内，给混凝土温度带来损失；防止过大的冻块堵塞砂石料输送带；防止部分冻块进入搅拌机内会很难被粉碎、溶化，严重影响混凝土质量；水泥、外加剂应在库房或暖棚内进行保温，禁止对其进行直接加温；冬季温度过低，应提前做好水源储备并防止污染。（2）混凝土拌和料的加温。在对搅拌站进行搭设温棚保温、砂石料保持正温的情况下，混凝土拌和料要加温，拌和水加热温度根据混凝土拌和物混合温度和计算控制。（3）混凝土的拌和。混凝土拌和料的投料顺序：1）砂石料进拌和机加90%的水进行搅拌1min；2）水泥、外加剂进拌和机进行搅拌1．5min以上并补充剩余10%的水分；砂石料与水泥、外加剂分开进料斗，必须以此防止水泥、外加剂接触热水发生水泥“假凝”现象；拌和时间适当延长，以防止出现：a）混凝土颜色不均匀、外观质量问题；b）防止材料间热交换时间过短，混凝土和易性和施工性能差。（4）混凝土的运输。各种混凝土运输车、混凝土输送泵以及管道在使用前必须用热水清洗加温；保证运输过程顺畅、运输速度快速；混凝土泵安装后要加保温采暖棚，管道用棉毡包裹保温；管道在使用前后用热水冲洗干净，防止混凝土残料在管道内冻结、影响畅通。（5）混凝土的浇筑。旧混凝土要冲洗干净，并进行加温，包括模板、钢筋均必须采取有效措施如暖棚进行加温至10℃以上方可进行混凝土浇筑；尽量减少因施工操作引起的混凝土拌和物温度损失，如减少混凝土暴露时间、及时对混凝土予以保温。（6）混凝土的温度监控。建立温度检测制度、指定专人负责，建立完整的检测记录。在冬季施工中外加剂的选用具有防冻、引气、减水等功能的复合性外加剂，采用5～25mm连续级配碎石粗集料与水泥配合，施工中防冻效果良好，能够满足现场冬季施工的要求。冬季施工的混凝土，为了缩短养护时间，一般应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥标号不宜低于42.5Po号，且混凝土中掺加早强剂及防冻剂，按照冬季施工要求及早对防冻剂进行试配选型。混凝土中掺加早强剂，当混凝土的温度降至0℃时，其抗压强度不得低于抗冻临界强度。为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度。办法是：控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。混凝土的拌制，搅拌楼砂子安装了暖气管排，对混凝土搅拌用的砂子进行保温。根据砂子料仓壁的长度和宽度，选用φ133×4.5的无缝钢管，制作成暖气管排，安置在料仓上。对搅拌楼外加剂罐进行保温，采用保温被、电热毯、保温被、防水篷布等四层保温。对泵车泵管用专用保温板（合成热量塑材）进行保温，以减少混凝土热量的流失。在搅拌站附近装设2t锅炉热水炉一台，用水加热，保证了搅拌楼和砂子的保温效果，将搅拌楼全部进行封闭，皮带间装设4个暖气片，搅拌机平台设有暖气管道，同时有恒温装置，温度保证在10℃左右；搅拌楼供水系统设有热水泵经联箱混合后向搅拌机供水，温度控制在65℃左右，沿途管道及阀门设施均采取保温措施。在-20℃低温环境下，经测试，砼出机温度保证在15度以上，确保搅拌楼能够正常搅拌混凝土。混凝土原材料加热采用加热水的方法，当采用标号小于42.5Po号的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥时，拌合水温度不得超过80℃；当采用标号≥42.5Po号的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，拌合水温度不得超过60℃。拌制掺外加剂的混凝土时，如外加剂为粉剂，可按要求掺量人工投入，如外加剂为液体，使用时应先配制成规定浓度溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液再配制成施工溶液。严格控制混凝土水灰比，由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。混凝土拌合物的出机温度不宜低于15℃，入模温度不得低于10℃。骨料必须清洁，不得含有冰雪及冻块。混凝土的运输和浇筑，冬季施工运输混凝土，选择最佳运输路线，缩短运距，使热量损失尽量减少。混凝土搅拌车覆盖保温材料，减少热量损失。混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。浇筑基槽垫层混凝土时，基土应先进行保温，以免混凝土遭冻。分层浇筑厚大的整体式结构时，已浇筑层的混凝土温度，在未被上一层混凝土覆盖前，不应低于计算规定温度，也不得低于5℃。大体积混凝土施工，首先搭设排架作为骨架，再采用帆布封闭后内部安装临时暖气，保证暖棚内环境温度达到5摄氏度以上。具体施工方案（以汽轮发电机基础为例）如下：1、排架搭设沿基础四周外侧0.5m搭设双排脚手架，考虑人员施工方便，高度从8.2m～18m。排架间距1.2×1.0m，大横杆步距1.2m，外侧满设剪刀撑。南北方向间距3.0m用钢管搭设简易屋架，屋架上用钢管间距1.5m搭设檩条。2、在脚手架外侧采用帆布封闭，帆布加工时上边留设绑扎眼，用12#铁丝把帆布与排架绑扎到一起。为保证能够提高环境温度，需全面封闭。3、临时暖气安装考虑综合利用材料，临时采暖采用DN159mm管道。气源来自启动锅炉房蒸汽，末端设疏水器。沿双排架从高度8.5m开始，设四道。4、对施工完的汽轮机基础混凝土用塑料薄膜和棉被覆盖进行保温，以防温差大混凝土收缩裂纹。混凝土的养护，根据现场条件，冬季施工混凝土的养护，优先选择蓄热法养护，即浇筑后的混凝土周围用保温材料严密覆盖，利用预加的热量和水泥的水化热量，使混凝土缓慢冷却，并在冷却过程中逐渐硬化，当混凝土温度降至0℃时可达到抗冻临界强度或预期的强度要求。蓄热法施工的同时，可在混凝土中掺加防冻剂，以延长硬化时间和提高抗冻害能力。根据本地区冬季气温条件，对于不易采取蓄热保温养护的混凝土工程，如梁柱、雨蓬及薄壁结构等，亦可采取负温混凝土施工：将拌合水预先加热，使经过搅拌后的混凝土于出机时具有一定的零上温度，在拌合物中加入防冻剂，使混凝土在负温中硬化。烟囱上部混凝土施工如环境温度低于规范时及时掺加防冻剂。地下混凝土基础越冬保护施工，普通混凝土基础结构，如磨煤机基础、主厂房独立基础等，采用回填土保温，回填土选用干燥的砂土，不得灌水回填。填土厚度大于当地的平均冻深1.77m，所以普通混凝土基础至少回填2m砂土保温防护。水工构筑物等薄壁混凝土结构，机力通风冷却塔水池底板和循环水泵房水池底板用积雪覆盖保温，收集积雪填入池体内，所填积雪厚度不得小于800mm，积雪总量600m3左右。为确保保温效果，现场水池外侧周围可用土做围挡；结束语通过本施工工艺的改进与完善，高寒施工条件下混凝土浇筑施工质量进一步得到保证，大大降低了混凝土浇筑时冻结堵塞泵管、成品混凝土强度降低,内外温差过大造成断裂，钢筋力学性能变弱，冷脆性加大等质量缺陷，用较低的投入保证了施工效率及安全性，降低了成本损耗，保证了工程质量，也顺利完成生产任务，为同类型地区的施工积累了宝贵资料。参考文献：1、电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）DL408-91。2、《电力建设安全工作规程》DL5009.1-20023《冬季施工混凝土质量验收规范》4《建筑施工手册》第四版5《电力建设施工及验收技术规程》6《DL/T869-2004火力发电厂焊接技术规程》作者简介：1、于洪清，男，1965年，汉族，从事电力建设二十六年2、贾广明，男，1974年，汉族，从事电力建设十五年，中国电机工程学会会员。3、孙彦元，男，1970年，汉族，从事电力建设十八年。