陳 波
（中鐵十八局集團(tuán)國際工程有限公司，天津 300222）
［摘要］介紹了沙特T房建項(xiàng)目在夏季高溫條件下如何確?，F(xiàn)澆混凝土施工的質(zhì)量控制措施，通過有效控制原材料溫度、設(shè)備溫度及環(huán)境溫度，延緩了混凝土凝結(jié)時(shí)間，確保了混凝土順利泵送和澆筑質(zhì)量。
［關(guān)鍵詞］高溫；混凝土；質(zhì)量控制
中鐵十八局集團(tuán)國際工程有限公司承擔(dān)的沙特阿拉伯T房建項(xiàng)目分為技術(shù)區(qū)和生活區(qū)，由13棟主體建筑物組成。主要建筑物的分部工程包括土建、水電、暖通、消防、機(jī)電設(shè)備安裝、裝飾裝修等，室外附屬設(shè)施包括場(chǎng)區(qū)道路、停車場(chǎng)、預(yù)制圍墻、鐵絲網(wǎng)、電纜管廊等工程，總建筑面積約為14095m2，其中混凝土方量約為16000m3。
沙特阿拉伯王國大部分地區(qū)屬沙漠氣候，干燥炎熱，尤其是7-8月份，氣溫在50℃以上，根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)范要求混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)溫度控制在32℃以下，塌落度為7～12cm之間。故對(duì)混凝土的質(zhì)量要求很高。
在高溫下澆筑混凝土將對(duì)房建混凝土質(zhì)量產(chǎn)生下列潛在的影響：
（1）混凝土用水量的增加。
（2）混凝土坍落度損失加劇。
（3）對(duì)混凝土的抹面、壓實(shí)、硬化等帶來不便。
（4）由于混凝土的用水量增加，將會(huì)降低混凝土的28d強(qiáng)度值或相應(yīng)的增加水泥用量，增加混凝土生產(chǎn)成本。
（5）混凝土水分蒸發(fā)快和水泥用量的增加，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生干縮裂縫的機(jī)會(huì)增加。
（6）由于裂縫的增加，降低了混凝土的耐久性。
在參考其它工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程的特點(diǎn)：工期緊、沙特現(xiàn)有水泥品種單一等因素，制定了現(xiàn)澆鋼筋混凝土夏季高溫施工技術(shù)措施，進(jìn)行高溫季節(jié)不間斷施工，達(dá)到了預(yù)期效果。
選用高溫高效外加劑，使用合理的配合比，減少混凝土絕熱溫升，使混凝土在本質(zhì)上得到改善，放寬混凝土允許入倉溫度，是混凝土夏季施工最關(guān)鍵的措施。配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮塌落度損失，在實(shí)際的操作中要增加對(duì)混凝土塌落度的檢測(cè)頻率，要求每一車都要進(jìn)行塌落度檢測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況和規(guī)范要求適當(dāng)調(diào)整配合比。
1.1 采用高溫型緩凝劑、高效減水劑
采用高溫型緩凝劑、高效減水劑，能降低水泥早期水化熱，延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間。通過對(duì)德國BASF公司生產(chǎn)的RHEOBUILD-858M減水劑，POZZOLITH LD-10緩凝劑、RHEOBUILD-1100綜合型高效減水劑（曾經(jīng)在上海F1賽道使用）等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合考慮到成本因素等，最終選擇上述前2種外加劑。
1.2 優(yōu)化施工配合比
為保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，減少混凝土內(nèi)部溫度最高值的梯度，混凝土在總膠材不變的情況下，可以采用摻入粉煤灰進(jìn)行調(diào)整。但是在沙特一般很少使用，基本通過調(diào)整水灰比、外加劑的類型和使用量來實(shí)現(xiàn)混凝土的設(shè)計(jì)要求。拌合站對(duì)不同的水灰比做了5組實(shí)驗(yàn)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，得出較為合理的配合比為：水泥485kg，水150kg（其中包括100KG冰），德國BASF公司生產(chǎn)RHEOBUILD-858M減水劑11.25kg，POZZOLITH LD-10緩凝劑1.77kg，水灰比0.31。C50混凝土試件3天強(qiáng)度為43.19MPa，7d強(qiáng)度為51.11MPa，28d強(qiáng)度為64.48MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。
為保證混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)檢測(cè)溫度不大于30℃，盡可能地降低原材料拌和時(shí)的基礎(chǔ)溫度，各種原材料料倉均搭設(shè)涼棚及噴霧設(shè)施。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得出下列結(jié)果。
2.1 砂石料的降溫措施
砂、碎石在材料場(chǎng)分類堆放，以便對(duì)不同材料采用不同的降溫處理措施?？梢圆捎枚喾N方式對(duì)砂石料進(jìn)行降溫，常用的有在料堆加蓋遮陽棚，對(duì)拌合站骨料運(yùn)輸系統(tǒng)加蓋遮陽板等。
骨料倉搭設(shè)遮陽棚前后材料溫度對(duì)比結(jié)果來看：在未采取措施時(shí)，砂石料溫度比氣溫要高2～5.5℃，而采取措施后溫度基本上與環(huán)境溫度相同.相比之下采取措施后砂石料加權(quán)平均降低3.6℃，另外為減少砂石料的含水量，便于控制混凝土VC值，故料倉上安裝的噴霧設(shè)備已施工，但未啟用。
2.2 水泥罐的降溫措施
水泥罐搭設(shè)涼棚及安設(shè)噴水設(shè)施，其前后溫度對(duì)比見表1。測(cè)試時(shí)間均為下午3～4時(shí)，水泥采取措施后平均降低溫度18.5℃。
表1 水泥罐采取措施前后溫度對(duì)比表
罐 體水泥/℃氣溫/℃太陽暴曬70～78 31～32遮陽棚內(nèi)50～51 31～32遮陽后降低20～27
為不使混凝土運(yùn)輸過程中和泵車輸送時(shí)管道溫度過高，在攪拌車罐體外側(cè)可以加裝淋水裝置；泵車管道外壁四周用土工布包裹，并在其上覆蓋土工布并反復(fù)淋水、降溫，減少混凝土在運(yùn)輸過程和澆筑過程中吸熱溫升及VC值的損失。
4.1 使用制冰機(jī)
為達(dá)到混凝土的入模溫度，必須進(jìn)一步降低拌和水溫，必須在冷水箱內(nèi)投入冰塊使混凝土拌和水的溫度降至4℃～7℃。受用冰代替拌合水?dāng)?shù)量的限制，對(duì)于大多數(shù)混凝土可降低最大溫度為11℃。為了保證正確的配合比，需要對(duì)加入冰塊進(jìn)行準(zhǔn)確稱重。
4.2 掌握混凝土入模溫度計(jì)算方法確定澆注時(shí)間
正確掌握混凝土溫度計(jì)算就能了解當(dāng)混凝土原材料溫度一定時(shí)混凝土的入模溫度，從而就能確定該使用多少溫度的冷卻水以確?；炷恋娜肽囟取Ｔ诿绹鳤CI305委員會(huì)的報(bào)告中，提出了新拌混凝土溫度的計(jì)算公式如下：
式中，T——新拌混凝土的溫度；
Tw——用于拌和的冷水溫度；
Wc——水泥重量；
Wx——含有水份的骨料重量；
Ta——骨料的溫度；
Tc——水泥溫度；
Wa——干料重量；
Ww——拌和水重量；
Wz——冰的重量；
Tz——冰的溫度。
注：所有材料的重量用公斤或磅；所有材料的溫度用℃或F。
應(yīng)用上述公式，我們計(jì)算了當(dāng)氣溫在40℃時(shí)拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為4℃左右；當(dāng)氣溫在35℃時(shí)拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為7℃左右；當(dāng)氣溫在30℃時(shí)拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為10℃左右。按照計(jì)算結(jié)果和我們的溫度記錄，確定了在夏季澆筑混凝土的時(shí)間以晚上21:00至第二天早晨7:00較好。具體時(shí)間可在澆筑時(shí)確定。
4.3 嚴(yán)格控制混凝土的停放時(shí)間
混凝土拌和物從出機(jī)口到現(xiàn)場(chǎng)澆注，VC值損失在1～2h內(nèi)影響并不大，若在3h以上VC值損失會(huì)成倍地增長(zhǎng)。國內(nèi)外資料證明：VC值的大小與密實(shí)度及強(qiáng)度有密切關(guān)系。澆注混凝土VC值應(yīng)控制在5～15s之間，以6～10s最佳。因此為保證混凝土的密實(shí)度，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的停放時(shí)間，一般從出機(jī)口到現(xiàn)場(chǎng)澆筑歷時(shí)不大于2h。
4.4 混凝土澆筑過程控制措施
混凝土澆筑前，對(duì)模板應(yīng)當(dāng)進(jìn)行灑水降溫；已經(jīng)澆筑過混凝土的表面需要噴灑混凝土粘結(jié)劑?；炷恋綀?chǎng)澆筑前檢測(cè)溫度應(yīng)不大于30℃，塌落度一般控制在150mm左右，如果現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)混凝土塌落度過小，在取得現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的同意下可以適當(dāng)添加外加劑，以保證混凝土澆筑的順利進(jìn)行。
沙特地區(qū)溫度較高，混凝土澆筑后表面水分蒸發(fā)量大，在分層澆筑時(shí)，每層厚度一般不大于30cm，便于混凝土熱量散發(fā)，每層之間應(yīng)該控制澆筑時(shí)間不大于1h。當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土表面有塑性收縮開裂時(shí)需要噴灑一定量的薄膜養(yǎng)護(hù)劑。如果遇到大體積混凝土施工，需要在混凝土內(nèi)部設(shè)置循環(huán)冷卻水管和溫度感應(yīng)器，用來降低混凝土內(nèi)部溫度，防止溫差過大產(chǎn)生裂縫。
4.5 加強(qiáng)混凝土保濕保溫養(yǎng)護(hù)
沙特地區(qū)夏季澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)工作十分重要。養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或者養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠，都會(huì)造成混凝土表面出現(xiàn)裂縫或者混凝土強(qiáng)度降低。
混凝土抹壓后，當(dāng)人踩在上面無明顯腳印時(shí)，隨即用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，不使透風(fēng)漏氣、水分蒸發(fā)散失并帶走熱量。且在薄膜上蓋兩層土工布保濕保溫養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，減小混凝土內(nèi)外溫差。通過一定的措施，內(nèi)外溫差可以控制在25℃以內(nèi)，有效的避免了混凝土產(chǎn)生溫度裂紋。養(yǎng)護(hù)齡期是14d。經(jīng)實(shí)測(cè)混凝土3d內(nèi)表面溫度在48℃～55℃之間，且很少發(fā)現(xiàn)混凝土表面有裂縫情況。
噴霧降溫是夏天高溫施工的重要質(zhì)量保證措施之一。上下游模板邊各設(shè)一排簡(jiǎn)易噴霧設(shè)施對(duì)澆注的混凝土表面不斷噴霧，效果較好，在其工作范圍混凝土，未發(fā)現(xiàn)在失水變白，結(jié)硬現(xiàn)象。通過噴霧氣溫在49℃時(shí)，可降低5～10s，VC值停放1.5h后并未發(fā)生較大的變化，噴霧達(dá)到了降溫保溫的效果。
大體積混凝土澆筑完成后，可以根據(jù)事先預(yù)埋的溫度感應(yīng)器數(shù)據(jù)和環(huán)境溫度，隨時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)方案并且確定養(yǎng)護(hù)的最終時(shí)間。本項(xiàng)目109塔基礎(chǔ)施工中就采用了此方法對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行了優(yōu)化，取得了良好的效果。
在沙特T房建工程夏季高溫澆筑混凝土中，截止目前已經(jīng)完成9000m3混凝土澆筑，混凝土試件360組，合格率達(dá)100%?；炷粮黜?xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量評(píng)定為優(yōu)良，開工以來，未發(fā)現(xiàn)有溫度裂縫。因此提高了施工效率，得到了當(dāng)?shù)乇O(jiān)理和業(yè)主的好評(píng)。
［參考文獻(xiàn)］
［1］ 毛良喜，慕儒，黃允寶，劉加平.高溫超緩凝碾壓混凝土［J］. 江蘇建筑，2006，（5）.
［2］ 杜軍民，王源.南水北調(diào)安陽段高溫季節(jié)混凝土控制措施，河南水利與南水北調(diào)［J］. 2008，（9）.
［3］ 于濤，范雙柱.長(zhǎng)洲船閘工程基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土高溫季節(jié)施工溫度控制［J］. 水利水電技術(shù)，2007，（07）.
［4］ 謝詳明，謝彥輝，石愛軍.高溫干燥氣候條件下碾壓混凝土層面質(zhì)量控制［J］. 華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，（4）.
［5］ 過鎮(zhèn)海.鋼筋混凝土的高溫性能及其計(jì)算（精）［J］. 清華大學(xué)學(xué)術(shù)專著，清華大學(xué)出版社，2003.
Study on the quality control of concrete construction in high temperature environment
CHEN Bo
［中圖分類號(hào)］TU528
［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B
［文章編號(hào)］1001-554X（2017）04-0105-03
DOI：10.14189/j.cnki.cm1981.2017.04.015
［收稿日期］2017-03-06
［通訊地址］陳波，天津市河西區(qū)柳林中鐵十八局集團(tuán)國際工程有限公司
聯(lián)系客服
