高溫氣候條件下砼澆筑施工措施淺析

[摘要]混凝土是當(dāng)前建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一種材料，不僅原料來源廣泛，成本低廉，而且施工簡單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。在混凝土施工環(huán)節(jié)，高溫氣候條件的影響非常巨大，如果不能有效應(yīng)對，則可能會影響混凝土施工的質(zhì)量。本文結(jié)合相應(yīng)的工程實例，分析了高溫氣候條件對于混凝土施工的影響，并就相應(yīng)的施工措施和質(zhì)量控制措施進行了討論和闡述。

[關(guān)鍵詞]高溫氣候；混凝土；施工；質(zhì)量控制

1、工程概況

卡塔爾GTC182三地供水項目是為滿足卡塔爾北部地區(qū)未來城市發(fā)展對供水的需求，而由卡塔爾水電總局投資的基礎(chǔ)設(shè)施擴建工程，施工方為中國電力建設(shè)總公司旗下的中國水利水電第十三工程局，工程由位于卡塔爾北部的西礁湖地區(qū)（West Bay）的管線升級、豪爾地區(qū)（ALKhor）的水池、泵站和管線擴建及烏姆錫拉勒地區(qū)（Umm Sial）的水池及供水管線擴建三部分組成。卡塔爾屬于熱帶沙漠氣候，當(dāng)?shù)貧鉁馗哌_50攝氏度，陽光照射非常強烈，相對濕度大，增大了混混凝土施工的難度。針對這種情況，相關(guān)技術(shù)提出了有效的解決措施，保證了混凝土施工的質(zhì)量。

2、高溫氣候條件對混凝土施工的影響

高溫對于混凝土施工的影響非常巨大，不僅會導(dǎo)致混凝土拌合、澆筑以及養(yǎng)護質(zhì)量的下降，還會影響施工人員的工作環(huán)境，導(dǎo)致施工效率的降低。具體來講，高溫氣候條件對于混凝土施工的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1混凝土拌合

當(dāng)溫度較高時，混凝土攪拌過程中水分的蒸發(fā)速度會加快，而為了確保混凝土的坍落度，需要增加拌合過程的用水量，同時，由于水分蒸發(fā)加快會降低混凝土的流動性，加快凝結(jié)硬化速度，繼而影響混凝土的和易性，使得混凝土在收縮過程中由于水分的過快蒸發(fā)，產(chǎn)生起泡，容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

2.2混凝土固化

混凝土澆筑環(huán)節(jié)，如果溫度過高，水分蒸發(fā)較快，混凝土的凝結(jié)固化速度會加快，導(dǎo)致后續(xù)強度的降低。同時，環(huán)境溫度的變化容易引發(fā)較大的溫度差異，在卡塔爾地區(qū)，夏天白天的溫度可以達到50℃，而晚上的溫度最低則可以降到25℃，巨大的溫差容易引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題。而在對混凝土進行養(yǎng)護的過程中，為了防止水分蒸發(fā)過快，需要持續(xù)澆水來保持混凝土表面濕潤，但是高溫高濕的環(huán)境可能會引發(fā)碳酸化或者輕集料的情況，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生孔隙，影響其密實度和滲透性，對于混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性和耐久性也會造成不容忽視的影響。

2.3其他影響

在高溫氣候條件下，水泥材料，尤其是硅酸鹽水泥的使用，會在一定程度上加快水臺速率，使得原本簡單的混凝土固化和養(yǎng)護過程變得復(fù)雜繁瑣，在增大施工難度的同時，也需要投入更多的成本來保證混凝土的質(zhì)量。而在高強混凝土技術(shù)中，水泥用量的增加雖然可以進一步提升混凝土的強度，對混凝土收縮進行補償，但是也會導(dǎo)致混凝土凝結(jié)固化時間的變化，需要在極限高溫條件下固化，同樣導(dǎo)致了成本的增大。同時，高溫天氣還容易使得施工人員產(chǎn)生煩躁心理，在施工過程中出現(xiàn)注意力下降的狀況，嚴(yán)重影響工程的施工質(zhì)量和施工安全。

3、高溫氣候條件下混凝土施工措施

3.1做好原材料管理

在高溫氣候條件下，想要確保混凝土施工的順利進行，保障混凝土的質(zhì)量，需要重視水泥、骨料等原材料的管理工作。相關(guān)實踐表明，骨料堆積越高，則受高溫氣候的影響越小，當(dāng)骨料堆積高度在5m以上，存儲時間超過5d時，其溫度將會低于地區(qū)的月平均氣溫。因此，應(yīng)該重視原材料的存儲管理，在條件允許的情況下，盡量將骨料等放在陰涼通風(fēng)的位置，白天加蓋，避免太陽暴曬，對于石子等骨料，還可以通過定期灑水的方式來降溫。另外，也可以根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，對骨料堆積的高度進行合理確定，在保證安全的前提下，減少高溫天氣對于骨料的影響。

3.2重視骨料冷卻

相關(guān)研究表明，對骨料進行預(yù)冷處理，可以有效降低混凝土的溫度，在1立方混凝土中，骨料的溫度降低1℃，混凝土溫度可以降低0.6℃。因此，需要重視骨料的冷卻，在進行混凝土拌和的過程中，可以通過試驗，對混凝土的配比進行優(yōu)化，采用冷水或者冰塊進行拌合，減小溫度升高的幅度。同時，應(yīng)該做好混凝土運輸路線的合理規(guī)劃，盡可能減少運輸時間，縮短生熟料的運輸距離，做好運輸車輛的隔熱工作，盡量減少轉(zhuǎn)運次數(shù)，實現(xiàn)對混凝土溫度的有效控制。

3.3優(yōu)化混凝土澆筑

具體來講，一是應(yīng)該做好水泥材料的選擇，利用水化熱較低的#425礦渣硅酸鹽水泥，降低混凝土配置過程中的水化熱；二是可以利用50%的粉煤灰代替水泥，同樣能夠在一定程度上降低水化熱，也可以減少水泥的用量，降低施工成本；三是應(yīng)該對混凝土澆筑的時間進行控制，根據(jù)卡塔爾建筑規(guī)范QCS規(guī)定，混凝土的入模溫度不得高于30℃，周圍環(huán)境溫度不得高于40℃，由此夏季避開在上午10點至下午4點的高溫時段，利用晚上或陰天溫度較低的有利時機進行混凝土的澆筑，砼出廠溫度控制茌不超過26℃。以減少高溫天氣帶來的不利影響；四是可以在混凝土中埋入溫度計，隨時監(jiān)控混凝土溫度；五是可以利用液態(tài)氮進行混凝土的降溫，這種方法在大體積混凝土施工中能夠發(fā)揮出非常顯著的成效，同時也不會對混凝土的性能產(chǎn)生任何負(fù)面影響，不過在實際操作中，由于較高的成本費用，因此并不常用；六是合理分塊澆筑，如本工程水池單元底板尺寸55*45（長*寬）米，厚度0.8米，按照每塊5*7.5米分塊跳倉隔塊澆筑，減少溫度應(yīng)力和收縮變形。

3.4強調(diào)混凝土養(yǎng)護

混凝土的養(yǎng)護是形成質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須得到施工技術(shù)人員的重視。在高溫環(huán)境下，如果養(yǎng)護不及時，不僅會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強度的下降，而且水分的快速蒸發(fā)還容易引發(fā)塑性收縮裂縫，部分裂縫會沿混凝土內(nèi)部的孔隙縱深發(fā)展，繼而影響混凝土的耐久性。在該工程中，為避免由于太陽直射而產(chǎn)生裂縫，在混凝土表面及時涂抹養(yǎng)護劑及覆蓋一層土工布，濕麻袋，同時在外敷塑料布，增加養(yǎng)護次數(shù)，使得混凝土的優(yōu)良率達到了97%，強度滿足甚至超過了設(shè)計要求。而對于其他工程項目而言，應(yīng)該在混凝土澆筑并且修整完成后，進行即時養(yǎng)護，一般情況下混凝土的養(yǎng)護可以在澆筑后12小時內(nèi)進行，優(yōu)先選擇噴水養(yǎng)護方式，養(yǎng)護時間不少于14天，同時嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范確定養(yǎng)護齡期。對于大體積混凝土板結(jié)構(gòu)而言，可以利用養(yǎng)生液進行養(yǎng)護，其能夠在混凝土表面形成一層薄膜，在反射陽光的同時減少混凝土對于熱量的吸收，相比較傳統(tǒng)澆水養(yǎng)護，可以節(jié)約人工和施工用水。在沒有特殊要求的情況下，應(yīng)該盡量在養(yǎng)護完成后進行外模的拆除作業(yè)，如果需要提前拆模，則必須保證混凝土結(jié)構(gòu)的強度達到了設(shè)計要求，同時做好保護工作，避免損壞混凝土結(jié)構(gòu)外側(cè)。

3.5注意事項

第一，必須嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，在結(jié)合實驗確定水灰比后，不能隨意更改，尤其是在混凝土攪拌的過程中，應(yīng)該避免隨意加水的行為。在混凝土中，25%-30%的水分參與水泥的水化作用，其余的水僅僅是為了提升混凝土的和易性。如果隨意加水，不僅會降低水泥的粘結(jié)能力，而且水分在高溫環(huán)境下蒸發(fā)，會在混凝土中留下大量的孔隙，降低混凝土的密實性，繼而影響混凝土的強度和耐久性。第二，在混凝土振搗環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)混凝土表層經(jīng)常會出現(xiàn)一層白色的浮渣，即通常所說的“乳皮浮沫”，其主要是由混凝土中的水泥細末、骨料雜質(zhì)以及多余的水構(gòu)成的，凝結(jié)力較差。如果放置不管，在振搗結(jié)束后，其會被表層混凝土吸收，形成松軟層，影響混凝土表面的強度和穩(wěn)定性，因此在施工中，應(yīng)該及時將其排除。第三，高溫環(huán)境下，為了對混凝土的凝結(jié)時間進行有效控制，延緩水泥的水化作用，減少混凝土在凝結(jié)過程中的發(fā)熱量，對早期溫差裂縫進行控制，可以適當(dāng)使用緩凝劑。比較常見的緩凝劑是糖蜜緩凝劑，主要是以石灰對制糖殘余的液體進行中和后形成的液體，相關(guān)研究表明，在23-28℃的條件下，每增加水泥用量1%的緩凝劑，水泥的凝結(jié)時間延長1 h，在用水量不變時，混凝土的坍落度能夠提高1倍以上。摻入緩凝劑后，混凝土在28d的抗壓強度能夠提高10%，如果保持坍落度不變而減少用水量，28d的抗壓強度能夠提高20%，相比較相同坍落度和相同強度的常規(guī)混凝土，摻用緩凝劑可以使得水泥的用量減少10%，有助于節(jié)約成本。

結(jié)語：

總而言之，高溫氣候條件對于混凝土施工質(zhì)量、施工效率和施工安全的影響不容忽視，工程技術(shù)人員應(yīng)該做好全面細致的分析，重視施工管理工作，從原材料管理、骨料冷卻、混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護等方面，采取切實可行的措施和方法，對混凝土拌合及澆筑的溫度進行嚴(yán)格控制，使得工程的施工能夠達到預(yù)期效果。