冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 17 日 作者简介：杜鹏耀（1987），男，汉族，海南海口人，本科，广西桂中工程咨询有限公司，中级工程师，研究方式为道路桥梁。-48-冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术分析 杜鹏耀 广西桂中工程咨询有限公司，广西 柳州 545001 摘要：摘要：在冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术的合理应用有关键作用，严寒的气候条件下混凝土的凝固速度增加、流动性降低，这为施工带来了独特的挑战，因此分析和理解冬季混凝土浇筑技术的特殊性，制定科学有效的施工策略显得尤为必要。本文主要分析了冬季混凝土浇筑的关键技术要点，涵盖配合比设计、搅拌设备调整、浇筑温度控制、养护技术等方面，旨在为提高混凝土施工效率、确保结构稳定提供有益的技术指导。关键词：关键词：冬季；道路桥梁施工；混凝土浇筑技术 中图分类号：中图分类号：U415.6 0 引言 在冬季进行道路桥梁施工面临着气温低、天气寒冷等多重挑战，其中混凝土浇筑技术显得尤为重要。冬季环境对混凝土硬化过程和施工工艺提出了更高的要求，需要特别关注保温、凝结时间控制等关键因素。通过对实际施工案例和技术经验的总结将提供一系列可行的解决方案，希望能为冬季道路桥梁施工提供科学、可行的混凝土浇筑技术参考，确保施工结构稳定性和工程进度的双重保障。1 混凝土的原材料 混凝土是一种由水泥、砂、骨料和水等原材料混合而成的建筑材料，其性能直接关系到建筑工程的稳定性和耐久性。以下是混凝土中常用的原材料及其特性：1.1 水泥 水泥是混凝土的胶凝材料，主要由石灰、硅、铝、铁等矿物质熟炼而成，水泥具有良好的黏结性，能够将砂、骨料等颗粒粘结在一起形成坚固的混凝土结构，不同种类的水泥如普通硅酸盐水泥、硅酸盐高铝水泥等具有不同的强度和适用范围1。1.2 砂 砂是混凝土中的细颗粒材料，其主要成分是硅酸盐矿物，砂的颗粒应具有均匀的粒径，通常分为细砂和粗砂两种。细砂用于提高混凝土的流动性，而粗砂则用于增加混凝土的强度。砂的质量直接影响混凝土的均匀性和力学性能。1.3 骨料 骨料是混凝土中的粗颗粒材料，可以是碎石、碎砖、矿渣等，骨料的选择应具有坚硬、坚固、耐久等特性以保证混凝土的强度和稳定性，骨料的形状、尺寸和种类对混凝土的性能有重要影响如角形骨料能够提高混凝土的抗剪强度。1.4 水 水是混凝土中的重要成分，用于水泥的水化反应，混凝土中的水分应保持适量，这样既能确保水泥的正常硬化又能保证混凝土的流动性，过多或过少的水分都会对混凝土的强度和耐久性产生负面影响，水的质量应符合建筑用水的要求，不含有有害物质。1.5 外加剂 外加剂是为了改善混凝土性能而加入的一类材料，包括减水剂、增塑剂、引气剂等，减水剂可以减少混凝土的水灰比，提高混凝土的强度和耐久性；增塑剂能够改善混凝土的流动性，方便施工；引气剂可使混凝土中产生微小气泡，提高混凝土的抗渗性和抗冻性。1.6 混凝土添加剂 混凝土添加剂是一种用于改变混凝土性质的特殊材料包括矿物掺合料、化学添加剂等，矿物掺合料如粉煤灰、矿渣等可以提高混凝土的耐久性和抗渗性；化学添加剂如引气剂、缓凝剂等可以改善混凝土的工作性能和抗裂性2。2 冬季道路桥梁施工中存在的主要问题分析 2.1 低温环境下混凝土凝固速度过慢 中国科技期刊数据库 工业 A-49-低温下混凝土的凝固速度明显放慢，这对施工过程的流动性和操作性带来了挑战。减速凝固使得混凝土的可塑性降低导致浇筑操作难度增加，尤其是在大体积混凝土结构中更为明显，浇筑不及时导致接头处问题，影响混凝土整体均匀性，进而影响结构的耐久性和性能。2.2 混凝土初期温度梯度大 冬季混凝土浇筑完成后，由于低温环境，混凝土表面和内部温度差异较大形成初期温度梯度，这种温差导致混凝土表面快速凝固，而内部仍处于流动状态。这种不均匀的凝固引发裂缝和收缩裂缝，严重影响混凝土整体质量和结构的耐久性。2.3 混凝土流动性差 冬季低温条件下混凝土的流动性受到显著影响，由于水分在低温环境中易冻结，混凝土的流动性降低使得浇筑过程更加困难，这导致坍塌、不均匀浇筑等问题，特别是对于需要高流动性的混凝土结构的这一问题更加突出。2.4 施工工期受限 冬季道路桥梁施工面临着天气条件的不稳定性，这导致施工工期受到限制，不可预测的天气状况如雪、雨、雾等极端天气导致施工难以进行，从而延长工期，增加了施工的不确定性，这不仅对整个工程的进度产生负面影响，还导致资源和成本的浪费。2.5 预热混凝土成本较高 为应对低温环境对混凝土的影响，常规做法是采用预热混凝土的方式，然而预热混凝土需要额外的设备和能源投入，这不仅增加了施工成本，同时也对环境可持续性产生一定的压力，在大型桥梁工程中预热混凝土的成本成为一个不可忽视的问题3。3 冬季道路桥梁混凝土施工前期准备 在冬季低温环境下，混凝土的配合比需要进行特殊设计以适应低温条件下的凝固和硬化，材料中的水分含量、粉煤灰和其他掺合料的使用都需要进行科学分析和调整，同时添加具有提高抗冻性能的掺和剂如防冻剂和减水剂有效改善混凝土的低温性能。在冬季气温波动大，施工期间的天气变化也较为突发，因此需要科学合理地规划混凝土的浇筑时机，在选择合适的气象窗口期时要综合考虑气温、降水情况、雪冰覆盖等因素以确保施工现场处于最佳的施工条件下。同时在冬季的地面受到积雪和冰冻的影响，因此需要进行地面清理、加热处理，保证施工现场平整且符合浇筑要求，对于机械设备的保养和调试也尤为关键，从而确保设备在低温环境下的正常运行和稳定性。此外在混凝土的浇筑过程中需要实时监测混凝土的温度，保障其在低温条件下的正常凝固和硬化，建立温度监测系统可以帮助工程人员及时发现和解决温度异常问题，提高混凝土的施工结构稳定性。最后，工程人员需要了解冬季施工的特殊性，掌握低温环境下混凝土施工的技术要点以应对出现的问题，培训内容包括混凝土配合比的调整、防冻剂和减水剂的正确使用、温度监测系统的操作等。4 冬季道路桥梁施工的混凝土浇筑技术 4.1 混凝土施工中混凝土的运输技术 冬季道路桥梁混凝土施工中混凝土的运输技术非常重要，考虑到低温环境对混凝土流动性的影响采用保温措施是必不可少的，在混凝土搅拌车中加入保温材料或者预热的混凝土以提高混凝土的温度，以便延缓混凝土的凝固时间，确保在浇筑的过程中保持足够的流动性，降低混凝土的黏稠度在，这样的操作有利于均匀浇灌和充实模板。同时要注意混凝土运输过程中合理设计搅拌车的车速和搅拌转速，过快的车速或搅拌转速导致混凝土过度搅拌，增加水泥颗粒的摩擦，从而提前引起混凝土凝固。因此在低温环境下需要调整搅拌车的运输速度和搅拌参数，保证混凝土在运输过程中保持适宜的状态。在混凝土搅拌车内可以设置加热设备，通过对混凝土进行适度加热提高其温度，帮助工程在浇筑过程中避免混凝土遭受过快的温度下降，减缓凝固反应，保持混凝土的流动性。另外混凝土的运输过程中需要严格控制运输时间，在冬季低温条件下混凝土的凝固时间相对较长，因此需要更精确地计算混凝土的浇筑时间以充分利用混凝土的流动性，确保在施工现场的最佳浇筑状态4。4.2 混凝土结构搅拌加热技术 在混凝土搅拌过程中采用预热混凝土的方式，通过在混凝土结构中引入预热混凝土的方法有效提高混凝土的初始温度，这一步骤对于在低温环境下减缓混凝土的凝固过程比较关键，它能保障混凝土在浇筑的过程中能够保持足够的流动性，降低黏稠度，以便实中国科技期刊数据库 工业 A-50-现均匀浇灌和充实模板的目的。在低温环境下，搅拌车的参数需要进行精确调整以适应混凝土的流动性需求，合理设计搅拌器的结构和形状，控制搅拌转速，从而有效减少混凝土内部的摩擦，防止因搅拌过度而导致的提前凝固。此外还要注意采用合适的加热设备对混凝土进行加热提高混凝土的整体温度，其中采用电加热器或蒸汽加热器等设备可以精确地控制加热温度，满足混凝土在施工过程中的特殊需求。4.3 现场混凝土浇筑保温技术 冬季道路桥梁混凝土浇筑中，现场混凝土浇筑保温技术是一项关键的技术措施，旨在应对低温环境对混凝土凝固和硬化过程的不利影响。首先采用绝热材料对混凝土结构进行包覆形成保温层，绝热材料如聚苯板、玻璃棉等可有效隔绝外界低温对混凝土的影响，这种保温层的建立有助于减缓混凝土的温度下降速率，提高混凝土的保温性能，同时考虑调整绝热材料的厚度来满足具体施工环境对保温效果的要求。在混凝土浇筑过程中引入外部加热设备，采用电加热器、蒸汽加热器等设备对混凝土进行局部或整体加热，这有助于提高混凝土的温度，通过合理控制加热温度和时间确保混凝土在施工过程中维持适宜的温度，防止其过早凝固和保持流动性，这一技术手段特别适用于大体积混凝土结构如桥墩、桥台等。在混凝土浇筑完成后覆盖保温材料如发泡聚乙烯、发泡玻璃等以减缓混凝土表面的温度下降，从而减少混凝土的温度梯度，防止在凝固过程中发生裂缝和温差引起的结构稳定性问题，覆盖保温材料的选择应根据具体施工需求和环境条件进行合理搭配。4.4 混凝土浇筑过程的施工控制 冬季道路桥梁混凝土浇筑过程的施工控制涉及多个关键技术环节，从混凝土配合比的设计到浇筑操作的执行，每一步都需要精准控制以确保施工的顺利进行。首先做好混凝土配合比的设计，在冬季低温环境下混凝土的凝固时间较长、流动性降低，容易导致浇筑难度增大，因此需要调整混凝土的配合比，确保混凝土在低温环境下具有适宜的流动性，增加减水剂的使用并合理调整水灰比和石料粒径分布等参数，以便提高混凝土的可泵性和浇筑性能。其次对混凝土搅拌设备的控制，在混凝土搅拌的过程中需要根据具体施工需求调整搅拌设备的参数，合理控制搅拌转速和搅拌时间确保混凝土充分搅拌均匀，特别是在冬季低温条件下通过调整搅拌器的结构和形状减少混凝土内部的摩擦，从而维持混凝土的流动性，提高混凝土的施工性能。再次控制混凝土的浇筑温度，在低温环境下混凝土的温度容易迅速下降，影响混凝土的流动性和硬化速度，因此需要在混凝土浇筑过程中采取措施如在混凝土搅拌车内预热混凝土、使用保温罩进行保温等，通过合理控制混凝土的浇筑温度来防止冬季施工中出现的凝固和坍塌问题。值得注意的是通过采用流态化混凝土即通过高压输送将混凝土送至施工现场可实现混凝土的远距离输送和实时浇筑，这种技术不仅能减少混凝土在输送过程中的温度损失，还能降低施工难度，提高浇筑效率。最后需要合理安排浇筑工艺，控制浇筑速度和层数，确保混凝土的均匀浇筑，在低温环境下要尽避免大面积的单次浇筑以减缓混凝土的凝固速度，根据混凝土的特性和环境条件科学合理地制定浇筑计划，保证混凝土在施工过程中能够保持良好的流动性和可塑性5。4.5 混凝土浇筑后的养护技术 首先要控制混凝土浇筑后的初始温度，在寒冷的冬季环境下混凝土因为低温而迅速失去热量，导致凝固过程中温度急剧下降，为防止这种情况需要采取预热混凝土、在浇筑后立即进行绝热覆盖等措施是有效手段，通过合理的温度控制可避免混凝土表面的快速冷却，从而提高混凝土的强度和耐久性。其次采用保温罩和加热设备，在冬季低温环境下为防止混凝土遭受冻害需要对浇筑后的结构进行外部保温，通过使用保温罩覆盖整个浇筑结构或者设置加热设备进行局部或整体加热来维持混凝土的适宜温度，有效的恒温养护有助于减缓混凝土的温度梯度，防止混凝土的裂缝和强度降低。再次要注意精细控制湿度，在寒冷的冬季低温环境下干燥的气候导致混凝土过快失水，影响其早期强度和硬化，因此通过保持混凝土结构表面湿润，采用覆盖湿布、湿棉被等方式来控制混凝土的水分散失，从而提高混凝土的均匀硬化并减少裂缝的产生。5 结语 综上所述，在冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术的探讨中认识到应对寒冷环境的挑战对施工的关键中国科技期刊数据库 工业 A-51-性，通过对配合比设计、搅拌设备调整、浇筑温度控制以及养护技术等多方面的研究，得以制定出一系列科学合理的施工策略，从而应对冬季施工中的各种技术难题。冬季混凝土浇筑技术的不断完善不仅有助于提高工程的施工效率，更能够确保道路桥梁结构在严寒季节的牢固稳定。这一系列技术性的讨论为冬季施工提供了实用指导，为保障工程的顺利进行、可控提供了可靠的技术支持。期望这些深入的分析能够为未来冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术的不断创新和提升提供有益的参考。参考文献 1魏志鹏,袁钢.冬季公路桥梁施工中混凝土浇筑技术分析J.黑龙江交通科技,2021,44(05):234-236.2邢承伟.冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术的应用J.交通世界,2020(10):78-79.3刘懿东,姚力科,李玉根.冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑施工技术分析J.住宅与房地产,2020(04):227.4张小会.冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术应用分析J.科技风,2020(01):94.5孙多友.浅析冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术J.现代物业(中旬刊),2019(12):205.