蔣宏偉

（遼寧省彰武縣水利局，遼寧 彰武 123200）

0 引 言

嚴(yán)寒地區(qū)冷天混凝土砌體施工成功的關(guān)鍵在于預(yù)先規(guī)劃和良好準(zhǔn)備。冷天施工計(jì)劃中的重要組成部分是準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)，施工單位可根據(jù)自己的氣象經(jīng)驗(yàn)，加上由氣象局發(fā)布的預(yù)報(bào)，來安排他們的混凝土砌體施工施工計(jì)劃。

影響混凝土砌塊施工的氣象因素包括有溫度、風(fēng)、雨、雪、濕度和陰云氣候，這些因素的組合對(duì)于施工人員和材料的影響要比考慮單個(gè)因素的影響重要得多。例如，風(fēng)和溫度的共同作用比單獨(dú)溫度作用產(chǎn)生的力量或冷凍效果會(huì)大得多，溫度在零下7℃、風(fēng)速為12.5 km/h的冷卻效應(yīng)將與零下23℃時(shí)靜止空氣的效應(yīng)一致。

隨著設(shè)計(jì)和施工程序的不斷改善，混凝土砌體的施工在不過分考慮氣候條件下也能順利實(shí)施，原因是砌體因冷天施工附加的造價(jià)，通常小于總造價(jià)的1.5%。然而，冷天施工時(shí)的溫度與正常氣溫之差越大，其克服溫度影響所需要的相應(yīng)措施就變成更多、更繁瑣，付出的代價(jià)隨之就更大。

1 基本情況

遼寧省彰武縣解放河污水整治工程位于彰武縣城東解放河農(nóng)貿(mào)大廳至利源污水處理廠下游300 m處，污水整治長度為4.2 km。解放河是彰武縣城區(qū)唯一的污水和雨水排放水體，工程首端農(nóng)貿(mào)大廳原有暗渠出口處建管理房1座，尺寸為42 m×36 m，管理房內(nèi)設(shè)沉沙池、自動(dòng)除沙裝置等設(shè)施。該工程通過攔河閘調(diào)節(jié)控制，使污水通過閘前取水口流入到泵站內(nèi)。泵站布置在污水處理廠西北角，尺寸為48 m×42 m。泵站內(nèi)設(shè)塵沙池、自動(dòng)除沙裝置、水泵、攔河閘門控制設(shè)備及工作人員值班房。工程施工總工期18個(gè)月。

該工程地址處在季風(fēng)大陸性氣候，冬季多北及西北風(fēng)，多年平均大于6級(jí)以上大風(fēng)為69.3日次，每5.2天有一次6級(jí)以上大風(fēng)，大于8級(jí)以上大風(fēng)年平均出現(xiàn)32次。多年平均氣溫7.1℃，極端最低氣溫-32.2℃，屬于嚴(yán)寒地區(qū)。

2 冷天混凝土砌體施工技術(shù)

2.1 性能變化

在外界溫度降低到低于正常值5℃時(shí)，混凝土砌體在冷天砌筑以后，會(huì)有以下幾條變化，這些變化直接影響著施工的質(zhì)量。

1）冷天混凝土砌體施工，吸水性的砌體力圖從砂漿中吸水，外界的空氣不僅使砌體變冷，而且也通過蒸發(fā)將其脫水，它們將從砂漿中吸收熱量。

2）當(dāng)外界的溫度降到低于正常值時(shí)，砂漿的配料將變得更冷，普通硅酸鹽水泥和水之間熱釋放的反應(yīng)顯著降低。在低于冰凍的溫度下，水化和強(qiáng)度的增長均很小。在給定稠度下，水的需要隨溫度降低而減少；初凝和終凝也將延緩。

3）砌體的凍結(jié)速度受空氣和風(fēng)的溫度、砌塊的溫度及其性質(zhì)以及砂漿溫度的影響。當(dāng)新鮮砂漿凍結(jié)時(shí)，它的性質(zhì)特征受到很多因素影響，如含水量、冰凍期限、結(jié)凍前的強(qiáng)度等，使得冰凍砂漿看上去完全象硬化砂漿。

4）具有高含水量的砂漿在冰凍時(shí)膨脹。含水量越高，膨脹量也越大。如果冰凍砂漿的溫度高于6%，膨脹力過大而引起砂漿開裂。

5）凍結(jié)的砂漿將獲得很低強(qiáng)度，而且會(huì)發(fā)生某些永久性的損壞。如果砂漿只在早期冰凍一次，在進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)下，它可以恢復(fù)到接近正常的強(qiáng)度。然而，這樣的砂漿無論是抗風(fēng)化或是防水性能都不及未曾凍結(jié)的砂漿。

2.2 冷天混凝土砌體施工技術(shù)

冷天混凝土砌體施工需要很多技術(shù)保證，包括材料的選擇、材料的儲(chǔ)存、材料的加熱和其他技術(shù)要點(diǎn)等。

2.2.1 材料的選擇

對(duì)于冷天的混凝土氣體施工，一般對(duì)砂漿混合物只要求很少的變動(dòng)。在正常溫度下使用的混凝土砌塊，在冷天使用也是成功的。按照通常的冬季施工建議（見表1），砌塊一般吸濕要降低砂漿中的濕度達(dá)到6%以下，這樣隨后發(fā)生的偶然凍結(jié)不會(huì)引起開裂。

表1 冷天混凝土砌體施工的建議

2.2.2 材料的儲(chǔ)存

在冷天，砂漿材料的安全儲(chǔ)存可以用搭蓋臨時(shí)工棚的措施加以解決，砂漿材料可以運(yùn)進(jìn)已建成的工棚里存放以保護(hù)不受自然界影響。加熱和攪拌均在棚子里進(jìn)行。

在所有的材料混合以后，砂漿的溫度應(yīng)在5～49℃之間。如果空氣溫度下降，最低的砂漿溫度為21℃是最合適的。砂漿的溫度超過49℃時(shí)，可能發(fā)生砂漿過早硬化，其結(jié)果是降低受壓和粘結(jié)強(qiáng)度。不同空氣溫度時(shí)的加熱要求見表1。

2.2.3 材料的加熱

1）水的加熱。當(dāng)空氣溫度下降時(shí)，水通常是最先加熱的材料，一般水加熱最高溫度為82℃，因?yàn)槿绻罅枯^熱的水和水泥發(fā)生接觸時(shí)，會(huì)使水泥產(chǎn)生快凝的危險(xiǎn)。在加水泥之前，首先在攪拌機(jī)里混合砂和水，能降低溫度和避免出現(xiàn)這種困難。

2）砂的加熱。當(dāng)空氣的溫度低于0℃時(shí)，砂要加熱，以使所有的凍塊融化。一般砂的溫度加溫到7～10℃。如果有需要和設(shè)備，可以把砂加熱到更高的溫度，65℃是合理的上限。

3）砌塊的加熱?？梢园哑鰤K堆放在焦炭或燃油周圍進(jìn)行加熱，或使用帶吹風(fēng)機(jī)的油、瓦斯或電力熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行加熱。

4）建臨時(shí)圍護(hù)棚和加熱?？梢允箿囟冗_(dá)到足夠高度，促使砂漿中水泥的水化，從而得到為支承上面砌體所需要的初期強(qiáng)度。提高瓦工和其它技工的工作條件及功效,保護(hù)材料。圍護(hù)棚通常是為臨時(shí)使用而建造的，所以應(yīng)該使它造價(jià)低、重量輕，并易于建造和拆卸，并做成緊緊封閉的圍護(hù)棚結(jié)構(gòu)。

2.2.4 其他施工技術(shù)要點(diǎn)

1）在嚴(yán)寒凍結(jié)的溫度下，混凝土砌體施工的最重要經(jīng)驗(yàn)之一是供應(yīng)的器塊要干燥，并一直保持干燥到砌置在墻上為止。此外，它們只應(yīng)砌在正常的未凍結(jié)的表面上，不要砌在被雪或冰覆蓋的基底或墊層上，這不僅是當(dāng)基底融化時(shí)有移動(dòng)的危險(xiǎn)，而且不會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)力。

2）在冷天期間攪拌砂漿的數(shù)量要比平常少，以避免用時(shí)過冷。可使用帶有電加熱器的金屬砂漿拌板，但要避免砂漿過熱和過干。

3）不管溫度怎樣，混凝土砌塊在砌置到墻上之前，不能要澆水。在冷天時(shí)，受潮的砌塊增加了表面上任何游離水凍結(jié)的可能性，并增加收縮；同時(shí)把砌塊從砂漿中吸取水份，使水份含量降到6%以下，以防止砂漿在冰凍時(shí)膨脹。

4）在冷天施工，要防止砂漿快干或過早凍結(jié)，要小心注意控制質(zhì)量。砌體試塊與混凝土棱體試塊用同樣方法覆蓋和貯存在一個(gè)養(yǎng)護(hù)箱中，箱子里面溫度要保持在15～27℃之間。

3 工程應(yīng)用

彰武解放河污水整治工程中，管理房和泵站是三標(biāo)段，按著施工順序排在最后修建，工期正是處于寒冷天氣之中。為了不影響整個(gè)縣城的污水排放，工期需按期完工。

考慮到彰武縣當(dāng)時(shí)氣溫較低的實(shí)際情況（見表2），用正常的施工肯定是滿足不了混凝土正常砌體施工技術(shù)要求的。因此后來針對(duì)此種氣候條件，我們采用了嚴(yán)寒地區(qū)冷天混凝土的砌體施工技術(shù)，在材料的選擇、儲(chǔ)存和加熱和其他環(huán)節(jié)上下功夫，充分利用冬季勞動(dòng)力資源豐富的優(yōu)勢，將一些已掌握的冷天混凝土施工技術(shù)應(yīng)用在管理房和泵站工程建設(shè)上來，按時(shí)保質(zhì)地完成了工程建設(shè)任務(wù)。目前該工程經(jīng)過5年來的實(shí)際運(yùn)行，施工質(zhì)量良好。

4 結(jié)語

彰武解放河污水整治工程中，由于管理房和泵站工程的混凝土施工受冷天溫差變化的影響比較大，若按正常施工技術(shù)，混凝土砌體極易產(chǎn)生裂縫，從而影響混凝土砌體的整體質(zhì)量。實(shí)踐證明，采用冷天混凝土砌體施工技術(shù)是可行的，是按時(shí)保質(zhì)完成工程建設(shè)任務(wù)的一條有效途徑，為當(dāng)?shù)匮娱L冬季施工奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，采用冷天混凝土砌體施工技術(shù)，充分利用了當(dāng)?shù)囟矩S富的勞動(dòng)力資源，為嚴(yán)寒地區(qū)同類工程提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。