高温天气下混凝土质量控制措施.pdf

第4 3 卷第9 期 2 0 1 6 年9 月 安全 质量 S a f e t y a n dQu a l i t y 建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 高温天气下混凝土质量控制措施 陈波 (中铁十八局国际工程有 限公 司，天津3 0 0 2 2 2) 摘要 通过研究沙特南北铁路在 高温天气施工时如何控制钢筋混凝土的质量，以及深入研究和探讨，合理调整混凝土配 合比、严格控制原材料的质量、调整混凝土温度等有效的方法和措施，保证了混凝土的质量。 关键词 高温环境 ； 混凝土 ； 质量防范 中图分类号 T u 5 4 1 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 9 - 0 1 3 2 0 2 Co n t r o l Me a s u r e f o r Qu a l i t y o f C o n c r e t e 0 n H0 t W e a t h e r Che nBo Ab s t r a c t T h i s p a p e r s tu d i e s t h e e ff e c t i v e me t h o d s a n d me a s u r e s t o S a u d i n o r t h - s o u t h r a i l wa y d u r i n g h o t we a t h e r c o n s t r u c t i o n h o w t o c o n t r o l t h e q u a l i t y o f r e i n f o r c e d c o n c r e ， t h r o u g h i n - d e p t h s t u d y a n d d i s c u s s i o n ， a n d t o r a t i o n a l i z e t h e c o n c r e t e m i x ， s t ri c t l y c o n t r o l t h e q u a l i t y o f r a w ma t e r i a l s ， a d j u s t t h e c o n c r e t e t e mp e r a t u r e ， t o e n s u r e the q u a l i ty o f c o n c r e t e K e y w o r d s h i g h t e mp e r a t u r e e n v i r o n me n t ； c o n c r e t e ； q u a l i t y p r e v e n t i o n l 沙 特南北铁路的基本概述 沙 特 阿 拉伯 王 国 的 南 北铁 路 ，从 地 理 上 看，是 从位 于 沙特阿拉伯的南部城市利雅得 ( R i y a d h)出发，至其北部约 旦 ( J o r d a n )和也门 ( Amma n )的边境地 带，该铁路线途径 哈伊 勒 ( Ha i l )和布赖带 ( B u r a y d a h )等重要城市，全长近 2 4 0 0 k m。 该项 目要求2 0 0 7 年4 月1 日开工 ， 2 0 1 0 年7 月3 1 日完工 。 中铁 十八 局承担施 工的 C T W2 0 0 合 同段 ，位 于沙特 北部哈 伊 勒地区 NA F UD沙漠地带，全长3 3 8 k m，沿线构造物以现浇钢 筋混凝土箱涵为主，共3 3 6 座，约7 万 r n 2 混凝土。 沙特阿拉伯地区为沙漠气候，干燥炎热，夏季日平均气 温 在 4 5 以上 。针 对高温 天气对 混凝土 质量 的影响原 因进 行 分析 ，并对如何控制其 质量采取 了一些有效措施 。 2 高温天气对混凝土质量的影响 ( 1 )高温天气下混凝土的坍落度损失较快。一般来说 ， 要达到满足混凝土施工过程中对混凝土和易性的要求，需要 对混凝土的配置采取有关措施，若未采用相关的技术措施或 措施不到位，将加大混凝土施工过程中的用水量，从而使混 凝土整体强度降低，且混凝土的抗碳化及抗渗等性能都将被 减弱，很大程度上影响了混凝土的耐久性。 ( 2 )高温天气下砂、石骨料和拌合水温度过高将增加混 凝土的浇筑入模温度，影响混凝土强度。 ( 3 )高温天气下混凝土在运输和浇筑过程中坍落度值损 失大， 给混凝土的现场施工带来极大困难。混凝土现场施工时， 为增 加 混凝土 的和 易性会 出现 随意补水 的情 况 ，从而 加大水 灰 比，降低混凝土强度 。 ( 4 )高温天气 下水 泥水 化反应 会加速 ，使混 凝土在很 短 时间 内凝 固。混凝土 的搭接面不 良， 严重的情况下将形成冷缝 ， 且混凝土表面抹光困难 。 ( 5 )炎热干燥的高温天气，混凝土的水分在浇筑后会快 速散失，混凝土的散热时间大大缩短，其中就导致了混凝土 的松 弛 特性及其潜 力无 法得 到充分发挥 ， 同时混凝土 的 内部 组织结构也受到影响，混凝土 的耐久性及强度将会 降低。 ( 6 )高温天气下混凝土浇筑后表面分泌 出水分， 通常来说 ， 混凝土表面析水速度要慢于其蒸发的速度，因此，若混凝土 固体粒子还尚未硬化，将直接与大气接触，从而导致混凝土 表面 出现塑性收缩裂缝。若裂缝比较严重，还可能导致混凝 土面层 脱落 。 收稿 日期 ： 2 0 1 6 _ 0 4 _ o 8 作者简介 ：陈波 ( 1 9 8 l 一 ) ，男 ，四川叙 永人 ，工程 师，主要从 事工 程试验工作。 1 3 2 3 高温天气如何控制混凝土质量 3 1 降低原材料初始温度 混凝土浇筑施工中，温度影响最大的原材料主要是水、 石子和水泥。为降低原材料初始温度，主要的措施有 ： ( 1 )搭设遮阳蔽风设施，避免骨料受到太阳直射 ： ( 2 )料 堆上冷 却骨料 ，混凝 土拌合 前 1 h洒水来 降低粗骨 料温度 ； ( 3 )在拌合水中加入冰屑对水进行降温，并用温度计进 行检测，水温达到要求即可 ( 水温在度4 以下) 。 3 2 运输车罐体降温 运输车罐体均用麻袋片和保温材料包裹，混凝土拌合前 对罐体内、外洒冰水降温。运输途中，用运输车 自带冰水对 罐体外部洒冰水降温。 3 3 严控混凝土入模温度 混凝土入模温度要提前正确掌握，基本上通过温度的相 关计算就能基本了解混凝土一些主要原材料的入模温度。在 此基础 上，进一 步确 定混凝土入 模温 度所 需冷却水 的量 。美 国曾在 A C T I 1 3 0 5 号委员报告中指出，新拌混凝土的温度要根 据以下公式进行计算 ： ： 至 0 2 2 ( + ) + + ! 二 ： 0 2 2 ( + ) + + 式中 卜新拌混凝土的温度； 卜骨料的温度； 水泥温度； 冰 的温度 ； 一 拌合的冷水温度； 水泥重量； 一 冰的重量； 一 拌合水重量； 干的骨料重量； 含有水分的骨料重量 。 所有材料温度的单位用 F或表示，材料重量单位用 l b 或 k g表示 。 根据以上公式，我们可计算出若当地气温在4 0 以及混 凝土温度为2 7 ，那么冷却水 的温度大概是4 ；当气温降 到3 5 ，混凝土温度未变动时，冷却水的温度在7 左右 ； 若 当地气温在 3 0 C，仍是 2 7 的混凝 土，那么冷却 水的温度 为 I O C。 以这个 计算结果为依据 ，根据 当地 的相关温度记录 ，基 本可以确定该地最佳的混凝土浇筑时问是在第一天2 1 ：o 0 后 建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 安全质量 S a f e t y a n d Qu a l i t y 第4 3 卷第9 期 2 0 1 6 年9 月 至第二 天早上 7： 0 0 前 。 当然 ，具体 的浇筑 时 间要根据具体情 况而论 ( AS T M 规范要求泵送混凝土温度不得超 过2 7 ) 。 3 4 合 理 的外 加剂 添加 使 用合 理 的配合 比，减少 混凝土 绝热 温 升，使混 凝土在 本质上得到改善。配合比加入适量的 P 5 0 9 减水剂，可减少每 m 混凝土的水用量，提高了混凝土强度。高温施工过程中添 加适量的 S P 4 3 0 R缓凝剂延缓混凝土的凝固时间，以更多的时 间完成混凝 土振捣 、抹面 等一系列工序 ，来提高混凝土质量 。 3 5 严 格控 制 混凝 土停 放 时 间 混凝土拌合物从出机 口到现场浇筑阶段，V C值损失在 1 2 h内影响不大，若在3 h以上 VC值损失会成倍增长。有关 资料证明，VC值的大小与密实度及强度有密切关系。浇筑混 凝土 VC值应控 制在 5 1 5 s 之 间， 以6 - 1 0 s 最 佳 。因此 为保证 混凝 土 的密实度 ，应 严格 控 制混凝土 的停 放 时间 ，一般 从 出 机 口到现场碾压历时不大于2 h 。 3 6 远运距施工现场原料运输 运距 较远 的施工 现场 ， 由于 温度 高且 时 间长，对原材 料 降温无法解决实际问题，因此采取干拌混凝土，在搅拌站拌 好干料运输到施工现场，加水进行搅拌。须注意应控制好用 水量，拌好后须检测坍落度，合格后方可使用。 3 7 混凝土裂缝预 防 要 防止混 凝土 出现 裂 缝 ，加 大混凝 土 强度 ，就要加 强混 凝土浇筑的养护工作。混凝土的养护工作主要进行浇水养护， 以防止混凝土强度降低，以及弥补混凝土在硬化过程中需要 的水 分 ，一 旦硬化过 程 中水分 未能得 到及 时补 充，就有可 能 ( 上接第1 2 6 页) 2 - 3 进洞施工应注意的问题 ( 1 )进行拱部初期支护过程 中，拱顶锚杆和大管棚、钢 拱架 、钢 筋 网进行焊接 ，使 初期 支护可全 面 抵抗 山体 围岩 的 压力 。 图1 花山隧道围岩开挖及衬砌施工示意图 ( 2 )拱 部 开挖及初 期支 护完 成后 ，边 墙 开挖 过程 中应 先 在右侧非浅埋段进行开挖。 ( 3 )每循环进尺要求范围在 1 5 m 以内，浅埋侧范围l m 以内，最好应用少药量弱爆破 ，并且 同时开 展初期支护施 工。 ( 4 )及 时做 好监控 量测 工作 ，发现 问题 掌子 面掘进立 即 停止 ，且应进行加强支护和施 q - q J 拱等工作 ； ( 5 )仰 拱施工时，要 求短进尺逐段 进行 开挖、浇筑施工 ， 或进 行跳槽法分块施工 ，切记不可大面积 同时开挖 。 2 4 监 控 量 测 根据 花 山隧道严 重偏 压 浅埋 的状 况 ，为 防止塌方 、 冒项 等情况发生并保证进洞安全，隧道监控量测部 门针对洞 口地 表沉陷、拱顶下沉等最能体现进洞施工安全的重点指标开展 产 生裂缝 。因此 ，及时对混 凝土 的浇 水养 护，可 降低混凝 土 因温度因素或硬化过程中的收缩产生裂缝。 3 8 混凝土硬化注意事项 若混凝 土 的浇筑 施工缺 乏施 工管 理人 员的 同意 ，要避 免 过早的堆料、上人及施荷加载，因为混凝土需要一定的硬化 过程， 在这个过程只能对其进行保养 ， 而避免其他的外力施加。 一 旦在混凝土 的硬化期间出现支模立撑或者集中堆放建筑材 料 的情 况 ，将 影 响现浇板 的强度 ，导 致其 出现裂缝 。正确 的 做法一 般要等混 凝土 的强度到达 1 1 N mm 后 ，再开 始踩踏 或 安装模板及支架。 4 结束语 经过一年的实践经验，采取 了以上措施，沙特南北铁路 工程 高温环境 下 混凝土质 量得到 了很 好控制 ，减 少 了裂缝 情 况，并保证 了混凝土 的强度 。在 箱涵 $ 3 5 混凝土机 口取样 9 0 d 抗压强度最大值、最小值和平均值分别为4 5 3 MP a ，3 5 2 MP a ， 4 0 2 5 MP a ，保证率为 1 0 0 ，质量评定为优 良，得到监理和业 主的好评。 参考文献 1 陈海健 特殊气 候条件下混凝土路 面施工技术浅谈 J 黑龙江交通 科技，2 0 1 4 ，( 2 ) 2 闰晓禾 浅谈高温气候下水泥混凝土道路施 工的质量控制 J 1 门窗， 2 01 3 ， ( 7) 3 周琴 浅谈夏 季混凝土施工 J 西南 公路，2 0 1 4 ，( 2 ) 【 4 】 王二 强，宁夏 ，王冬 从 耐久性 角度 考虑 病害混凝 土 的维修 与保 护 J 建筑技术 ，2 0 1 6 ，4 7( 1 ) ：4 3 _ 1 4 6 了埋 点观测 。 2 4 1 地表沉降情况 施工完成后3 d内平均沉降 1 2 mm d ，结果显示累计沉降 6 8 2 mm，同期 拱 顶 沉 降率为 5 6 mm d ，其 累计沉 降 3 2 1 mm。 发现洞 口上 方 的天沟 位置存在 部 分纵 向和环 向裂 缝 ，且偏压 造成山体移动，在洞口右侧仰坡位置有一条竖向裂缝产生。 按照监测数据和实际 目测，3 d后进行抑拱开挖，期间位移变 化稍有增加，待抑拱施工完成后地表沉陷开始稳定。 2 4 2 拱顶 下沉 情 况 施 工完成后 3 d内，发现护 拱拱顶 的平均沉 降速 率为 2 3 5 mm d ，沉 降累计2 1 6 2 mm。完成开挖及浇筑仰拱后，拱 顶下沉逐渐保 持稳定。 3 结束语 近年来我 国公路事业快速发展，山区公路建设较多，各 种大跨径隧道也随之增加。隧道 围岩较差，浅埋偏压等风险 也经常出现。对此，花山隧道左线、右线采取山体小导管注 浆、 护拱和超前管棚注浆等方式， 有效解决了围岩变形等问题， 成功进洞 。可供 其他工程施 工参考 借鉴之用 。 参考文献 1 1 J T G B0 1 - 2 0 1 4 ，公路工程技术标准 s 】 2 J T G D7 0 -2 0 0 4 ，公路隧道设计规 范 【 s 3 1 J T G T D7 0 - -2 0 1 0 ，公路隧道设计细 则 S 4 J T G F 6 0 - - 2 0 0 9 ，公路隧道施工技术规 范 s 5 G B5 0 0 8 6 - 2 0 0 1 ， 锚杆喷射混凝土支护技术规范 s f 6 1 J T G c2 O 一2 0 1 1 ，公路工程地质勘 察规范 s 【 7 】 曹净 ，杨海星 ，宋志 刚，等 地基压缩模量及沉 降经验系数 反演分 析 J 建筑技术 ，2 0 1 6 ， 4 7( 3 )： 2 5 3 2 5 7 1 33