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1引言

對于混凝土施工項目來說，在混凝土的制備環節、施工環節以及養護環節所采用的方式，都將對混凝土的強度和抗滲性產生影響。以青海省加定（青甘界）至海晏（西海）公路JX-3標工程為例，分析高原地區氣候環境對相關工程混凝土強度和抗滲性的影響。

2工程概況

項目為青海省加定（青甘界）至海晏（西海）公路JX-3標，位置位于青海省海北藏族自治州海晏縣，工程內容為隧道土建工程。路線由特長隧道中點穿越黑林埡口山脈，至馬蘭恩格烏蘇河東側陡岸出洞，路線全長為3200m。青海省海晏縣最高海拔為4583m，項目位于海拔3460m的位置。該地區全年平均氣溫為1.5℃，年降水量為400mm，頻繁發生風沙、干旱、霜凍、冰雹等自然災害?？紤]到氣候環境會對混凝土強度和抗滲性造成影響，為確保使用安全性和使用年限，需要對影響因素加以全面分析，并通過實驗方式進行驗證。

3環境勘察

在土建項目中，施工現場的氣候環境所形成的水文地質環境對混凝土強度和抗滲性也存在一定的影響。故而在施工前，需要對當地土質情況進行全面勘察，確保施工設計方案的合理性、科學性。在該項目中，相關人員在施工前，應對當地的地理環境和自然環境進行全面勘察。

3.1項目地質環境主要特點

1）位于侵蝕構造區，施工段海拔最高為3707m，最低為3350m，施工現場地形存在較大起伏，海拔落差為357m。2）隧道的進口位置山體坡度6°～25°，固坡能力較差，邊坡穩定。3）隧道出口山體坡角3°～15°，固坡能力較差，邊坡穩定。4）施工區段地層巖性主要為含礫粉土、坡洪積層角礫、粉土、碎石、碎石層，第四系上更新統冰水堆積含礫粉土、角礫、含粉土碎石，三疊系上統下亞群礫巖、風化砂巖，震旦系下統湟源群青石坡組風化變砂巖、風化板巖和風化泥質砂巖。

3.2水文地質和氣候

該項目隧道施工區段氣候特征無霜期短、多風少雨、寒長暑短，冬季漫長，日夜溫差較大。年平均氣溫為-0.3～3.5℃，最高氣溫24～29℃。極端最低氣溫-33℃，7月份為一年中最熱月份，平均氣溫12～14℃，1月份氣溫最低-15～-10℃，年平均降水量400～500mm。最大降水量560～690mm。6～9月降水量較大，相對濕度為61%～66%，年日照時長2580～1750h，7月份日照時數最多，1月最少。平均凍土深度1.14～1.77m。在施工材料的運輸方面，因為城西道路年久失修，對于材料的運輸不便，進入冬季后大雪封山，所以需要提前準備施工材料。此外，為確保在氣候環境影響下，混凝土施工質量需要對其具體影響因素進行分析，從而更好地確保施工質量。

4試驗方法

4.1宏觀性能測試

按照相關規定對混凝土強度和抗滲性進行測試，使用抗滲儀對混凝土抗滲性進行測試，按照試驗滲水高度對滲透系數進行計算，水壓控制在（0.8±0.05）MPa，計算公式見式（1）：Sk=mD2m2tH（1）式中，Sk為滲透系數；m為吸水率，通常取值0.03；Dm為滲水高度，mm；t為恒壓經歷時間，h；H為壓力水頭，m。

4.2氣孔特征測試

混凝土孔結構通過新攪拌混凝土含氣量和氣孔結構分析表征，按照相關試驗方法對新拌混凝土初始含氣量進行測試。具體操作為將混凝土放置在測定儀中測定。分析氣孔結構時的步驟：（1）對混凝土進行預處理，將養護齡達28d混凝土切為20mm×100mm×100mm薄片，分別使用600目、800目、1000目、1500目、2000目砂紙反復打磨薄片，至鏡面觀察不到劃痕；（2）使用清洗器、無水乙醇進行清洗，時間以10min為宜，并清除樣片表面和空隙中粉末，同時通過黑色墨水染色，墨水干燥后使用納米級碳酸鈣粉末填充空隙；（3）刮除多余粉末。值得注意的是，要按照相關標準使用分析儀對氣孔結構進行分析，參數內容包括含氣量、孔隙間距系數以及平均孔徑[1]。

5試驗結果整理以及分析

5.1宏觀性能測試結果

5.1.1分析抗壓強度。在不同的養護環境下，混凝土7d與28d的抗壓等級存在一定差異。在3組試驗結果中，不同養護環境下，MC組（試驗大氣壓65.2kPa，相對濕度控制為20%±10%，溫度18~22℃）混凝土強度最低，SC組（試驗大氣壓65.3kPa，相對濕度控制在95%，溫度-7~9℃）混凝土強度最高；相比于SC組，DC組（試驗大氣壓103.2kPa，相對濕度控制在95%，溫度-7~9℃）7d養護環境下，混凝土抗壓強度下降10.8%，28d養護環境下，混凝土抗壓強度下降8.4%。通過初步分析，判斷為SC組與DC組因為植被環境與氣壓的差異，導致混凝土氣孔結構和含氣量發生變化，從而對混凝土強度產生影響。相比于SC組，MC組7d養護環境下，混凝土強度下降36.2%，28d混凝土強度下降21.8%；而兩者制備環境、氣壓相同時，由于MC組為高原室外養護，故會因濕度低以及溫差大，所以對混凝土強度造成了影響。5.1.2分析抗滲性。抗滲性能測試主要是針對混凝土抵御外界液體、氣體、有毒介質能力，與抗滲性能和抗腐蝕性、抗凍性、抗碳化性存在較大的關聯。通過測定后的數據整理見表1。表1數據說明，相比于SC組，DC組平均滲水高度提升8.8mm，約增加117%，滲透系數提升1.7×10-7mm·s-1，增幅約425%，MC組平均滲水高度提升18.7mm，約增加249%，滲透系數提升4.6×10-7mm·s-1，增幅約1150%。通過數據分析得出結論：相比于SC組，DC組成型條件較好，但是因為制備時易受氣壓因素影響，所以會導致氣孔結構受到影響，因此引起混凝土內部連通性也受到影響，從而造成其抗滲性能發生變化；也就是說，在低濕度、大溫差條件下，混凝不僅會土水化不充足，還會因體積變化出現裂紋，從而導致內部混凝土結構受損，所以MC組混凝土抗滲性最差。由此可知，在高原地區，通過相應方式提升混凝土強度后，為確保其耐久性、抗滲性達標需要采取相應的養護方式，需避免混凝土內部出現裂紋，以更好地保障工程項目質量和使用年限不受影響[2]。

5.2氣孔特征測試分析

5.2.1收集氣孔特征參數。通過含氣量測定儀器對不同環境下制備的混凝土含氣量進行測定，應用氣孔分析儀對不同養護環境中硬化混凝土的氣孔特征參數進行分析（見表2）。通過參數分析可得出2個結論。1）在不同的制備環境下，混凝土初始含氣量DC組和MC組、SC組存在顯著差異，使用相同的原材料在平原環境中攪拌的混凝土含氣量相比于高原地區高1.1%，增幅21.3%。這主要是因為，平原地區大氣壓高于高原地區，高原地區大氣壓僅為平原地區的64%。相關研究報告表明，空氣-溶液表面的張力會隨著氣壓的降低而提升，而空氣-溶液表面張力增加將導致混凝土內氣泡的穩定性變差，造成在低壓環境中攪拌的混凝土含氣量比較低。2）混凝土含氣量下降表明氣泡潤滑作用下降，導致黏稠阻力提升，流動性下降，坍落度下降，所以相比于MC組、SC組，DC組坍落度較高。5.2.2分析硬化后混凝土的氣孔特征結果。通過實驗結果分析可知，MC、SC組雖然初始含氣量相同，但是在不同的養護環境下，氣孔參數發生變化，而MC組含氣量以及平均孔徑均存在顯著變化。與此同時，在分析氣孔孔徑的分布規律后，可總結有：（1）養護環境差異對混凝土的氣孔結構及宏觀性能存在較大的影響，所以在高原地區進行混凝土施工需要采取保濕和保溫措施；（2）在混凝土抗凍設計時，需要對低氣壓環境下氣泡損失加以充分考慮，并通過增加初始含氣量或者使用受氣壓影響比較小的引氣劑，從而提升混凝土的宏觀性能。

6結語

以青海省加定（青甘界）至海晏（西海）公路JX-3標工程為例，對高原氣候環境下混凝土強度和抗滲性影響進行分析。在該項目中，由于施工環境氣溫低、氣壓低、濕度大，對混凝土強度和抗滲性存在較大的影響，因此在實際施工前，需要對混凝土強度和抗滲性進行測試，選擇最為合理的施工方式和養護方式，從而確?；炷潦┕べ|量。

【參考文獻】

[1]何銳,王銅,陳華鑫,等.青藏高原氣候環境對混凝土強度和抗滲性的影響[J].中國公路學報，2020（7）：29-41.

[2]熊羽.高原低溫環境下橋梁高性能混凝土的制備及性能研究[D].南京：東南大學，2017.

作者:袁孟 單位:中交二公局第三工程有限公司