玛纳斯河水利工程冬季混凝土施工的防冻处理措施

　　新疆玛纳斯河流域位于天山北麓准葛尔盆地南缘，南起依连哈比尔尕山北麓分水岭，北接古尔班通古特大沙漠，地处欧亚大陆腹地，东经85°01 ～86°32 ，北纬43°27 ～45°21 ，远离海洋，气候干燥，属于典型的大陆性气候，年平均气温多在6℃～7℃之间，冬季寒冷．平均气温在-20℃左右，极端最低气温可达一43℃。玛纳斯河是新疆北部地区最大的内陆河，全长约420km，多年平均径流量12.8亿立方米。

　　玛纳斯河渠首第一总分水闸(以下简称“分水闸”)坐落于玛纳斯河红山嘴渠首引水枢纽下游1.5km处。共设闸门6孔，设计总过水流量145m³／s，主要是向玛河下游石河子市和沙湾、玛纳斯县等城镇以及各农牧团场提供工业和农业灌溉用水分水任务。分水闸因分水任务繁重，全年过水期长，所以改建工程主要放在冬季进行，给工程施工带来很大困难。

　　2 混凝土受冻问题分析

　　2．1 温度对混凝土强度的影响

　　混凝土浇灌后，由于水泥的水化作用逐渐凝结并有较高的温度。而水泥水化作用的速度除与混凝土组合材料和配合比有关外．主要是随着环境温度的高低而变化。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也快；当温度降低时，水化作用放慢，强度增长也慢；当温度降至0℃以下时，水泥水化作用基本停止，强度也不再上升，体积膨胀约9％ ，同时产生大约25kN／m的冰胀应力。这个应力值一般大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土受到程度不同的早期破坏而降低强度。

　　2．2 预防混凝土早期受冻的理论依据

　　在冬季混凝土施工中．水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键因素。相关资料表明。新浇灌的混凝土立刻冻结时，有80％以上的水变成冰，液相不足20％ ．水化反应极其微弱；当混凝土经过24h的标准养护后再冻结，只有60％ 的水变成冰，即使温度降至－40℃以下，还有40％ 的水未转变为固相，水化作用也能继续进行。

　　另外，受冻前混凝土养护期不同，其强度增长幅度也是不相同的，当混凝土在受冻前只有1h的养护期，强度损失会超过50％，在受冻前得到6h的养护期．强度损失不超过20％ ，对于养护期较长的混凝土受冻后，后期强度基本不受影响。由此可见，混凝土在浇灌后要有一段养护期，对加速水化作用极为重要．只要混凝土在零上气温条件下养护一定时间。使混凝土有一定的水化时间，就不怕冻害的影响，因而应预防早期冻害。

　　3 混凝土施工防冻方法及处理措施

　　分水闸位于玛纳斯河出山口红山嘴段．环境气温比下游石河子市

　　低5℃左右。为了不影响分水闸的正常运行，改建工程只能选择在冬季停水期施工，施工现场环境气温在零下1O～20℃左右。为了保证工程的质量和工期，必须要在施工过程中采取行之有效的防冻措施。

　　3．1 选择适当的水泥品种

　　因分水闸施工现场环境温度低，浇好的混凝土温度下降很快，所以选用早强硅酸盐水泥，这种水泥水化热反应早，早期强度提高快，三天的强度大约等于普通硅酸盐水泥7天的强度，效果明显。

　　3．2 选择最佳混凝土配合比

　　为了加强水泥的水化热作用，选择降低水灰比，也就是减少游离水，增加水泥用量，从而增加水化热量，减短龄期，使强度增长更快。

　　3．3 外加剂的选择和使用

　　在混凝土中掺加防冻剂和早强剂，使混凝土能在负温下硬化．并能使混凝土在规定的时间内达到足够的早期强度。另外。增加含气量．混凝土