吴雪原

河北华瑞能源集团有限公司，中国·河北 石家庄 050021

1 引言

风电基础属于大体积混凝土，在钢筋混凝土结构的冬期施工中，主要是防止早期混凝土被冻问题；而在大体积混凝土的冬期施工中，又有特殊的要求，除了防止混凝土在初期阶段被冻以外，还应严格注意控制温差、防止裂缝的问题。我们都知道，在混凝土养护过程中，防冻与防裂之间往往还存在着矛盾，这是大体积混凝土冬期施工的主要特点。

2 风机基础浇注温度的控制

混凝土冬期施工，尤其是在严寒地区，无论采用何种施工方法，为了防止早期混凝土被冻，一般都要求混凝土具有较高的浇筑温度。除此之外，正是由于气候寒冷，基础温差和内外温差必然加大，往往超过允许温差，不能满足防止混凝土裂缝的要求。因此，大体积混凝土冬期施工中防冻与防裂的矛盾，集中在混凝土浇筑温度的选择上。实践经验表明，如果单纯从防止混凝土早期被冻出发，选择过高的浇筑温度，往往会导致混凝土开裂，造成混凝土施工出现质量问题，所以要选择合理的浇筑温度。混凝土的浇筑温度是指经过平仓震捣，将要盖上第二层混凝土拌和物之前的温度。为了防止早期混凝土受冻，浇筑温度当然越高越好，规范规定入模温度不低于5℃，没有上限控制。但大体积混凝土，除了防冻外，还有防裂要求，由于体积大，浇筑以后，虽然表面温度很低。内部温度却因水化热而急剧上升。为了减小内外温差和基础温差，浇筑温度越低越有利，一般说最好不超过10℃。因此，大体积混凝土施工的浇筑温度一般以5～10℃为宜。根据当地的气候条件和保温方法，由浇筑温度，加上运输及浇筑过程中的热量损失，就可得到混凝土的出机温度。规范规定不低于10℃，一般控制在10～15℃为宜[1]。

3 风机基础冬期施工的几点原则

第一，水泥应优先选用活性高而水化热大的水泥品种，如硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。水泥标号不应低于325号，水泥用量不低于300kg/m3。

第二，集料细集料宜选用含泥量小于3%的中砂，粗集料宜选用质地坚实、级配良好的花岗岩或石英岩碎石，不含风化颗粒。砂石应洁净，不含冰渣雪块[2]。

第三，砂、石等原材料中不能含有冻块，混凝土拌和物也应该具有一定的温度，以保证在运输和浇筑过程中不致冻结。

第四，混凝土在达到临界强度之前不能受冻，以免混凝土内部结构受到破坏，最终强度受到损失。

第五，混凝土的内外温差和最高温度均不能超过规定数值，以免发生裂缝，破坏结构的整体。

4 风机基础冬期施工养护的几点措施

第一，添加外加剂添加防冻外加剂可以降低冰点，提高混凝土的早期强度，以抵抗冻害。

第二，蓄热法施工用保温材料覆盖在混凝土受冻表面，防止热量（水化热或/和材料加热热量）过快散失，减缓混凝土的冷却速度，争取混凝土强度增长以抵抗冻害。

第三，材料加热法即加热拌合水和砂、石原材料。应该优先加热拌合水，因为水加热容易，而且热容量高于砂、石材料。但拌合水温度不宜超过80℃，以免造成水泥假凝。

第四，蒸汽加热法用湿热蒸汽加快混凝土的水化速度，加速强度增长。

第五，电热法将电极布置于混凝土内或者将电热器贴在混凝土表面，通电加热养护，以防止冻害，促进混凝土的水化硬化。

第六，基础及冷壁的预热，在浇筑混凝土以前，对基础、预埋铁件及与新混凝土接触的老混凝土、预制混凝土模板等，应用蒸汽清除所有的冰、雪、霜冻，并使其表面温度上升。如果基岩及冷壁的内部温度较低，还需要提前进行预热。如果不进行预热，浇筑混凝土以后，接触面附近的新混凝土温度将很快降至零度以下。预热所需温度、深度和持续时间，由温度计算决定。计算原则应使接触面附近的新混凝土在达到临界强度之前不被冻结。一般来说，应使基岩深度10cm内，温度在5℃以上。

第七，原材料加热当气温不低于-1℃时，一般只需将拌和水加热，以满足出机温度的要求。水温不能超过60℃，以免水泥发生假凝。当气温低于-1℃时，须将水与细骨料加热，同时加热粗骨料使其中的冰雪融化。加热砂石料时应避免过热和过分干燥，最高温度不宜超过75℃。水的加热可用锅炉、电热或蒸汽，砂料加热可用封闭的蛇形管，石料加热使用蒸汽最方便。

第八，运输中的保温运输中的热量损失与运输工具有关。如使用大型运输罐，热损失一般不大。如使用自卸卡车，可用废气加热车底，车皮外面应加保温层并在车身上面加以覆盖，如使用皮带输送机，最好搭盖帐篷，完全封闭，否则热量损失很大。此外，运输中应尽量减少倒转次数[3]。

第九，浇筑过程中减少热量损失混凝土是分层浇筑的，每层厚度20～50cm，由于厚度薄，散热面积大，浇筑过程中的热量损失是很大的。减少热量损失的办法：

①加快浇筑速度，缩短浇筑时间。

②用保温被或聚乙烯泡沫塑料板覆盖保温。当气温低于-5℃时，应立即停止浇筑。

第十，混凝土浇筑完毕以后，应采取严格的保温养护措施，使混凝土强度得到充分发展。在混凝土达到临界强度以前，任一点温度均不能降至零度以下。保温方法大致有以下三类：

①表面保温法。侧面用保温模板、保温被、聚苯乙烯泡沫塑料板等，顶面用聚乙烯泡沫塑料板、保温被、砂、锯末等保温，将混凝土浇筑时所包含的热量及水化热保存起来，维持所需温度。保温层厚度应通过计算确定。

②暖棚法。在混凝土块外面搭盖暖棚，在棚内利用电热风蒸汽热风机或火炉加热，创造人工气候。

③主动加热法。在模板内侧以蒸汽或电热线加热，或在表层混凝土内插入电极，利用混凝土的电阻加热。

第十一，关于拆模要求模板和保温层在砼达到要求强度并冷却到5℃后方可拆除，拆模时砼温度与环境温度差大于20℃时，拆模后的砼表面应及时覆盖，使其缓慢冷却。

关于风机基础的养护，在寒冷地区的养护就成为难题，一般养护方法效果不好，其实风机基础混凝土的养护方法比较多，最常见的也就那么几种，我们经常看到的覆盖养护法，就是用草席、棉被等覆盖物，对混凝土表面进行覆盖，进而达到保暖、抑制温度散失的目的，常与其他养护方法结合使用。当然这种方式的效果不是很明显，如果温度太低基本达不到养护的目的，不仅费时间，还废人力。此外，负温养护法，这种方法就是指在混凝土中掺入防冻剂，使其在负温环境下能够不断硬化，在混凝土温度降到防冻剂规定温度前达到受冻临界强度的施工方法。如果面积比较大的话代价也是比较大的。因为防冻剂的比例也直接影响硬化的周期效果，不太易控制，所以在条件允许情况下，效果较好的应该就是蒸汽养护法。

5 结语

总之，风电基础施工及养护的施工技术，涉及设计、经济、技术、管理、施工等诸多方面。要想保证基础的施工质量，需要建设单位、设计单位、施工单位、材料供应商等单位的综合管理、科学组织、合理安排、严格执行。