高溫條件下大體積混凝土施工溫控措施

屈禮武

摘 要：大體積混凝土施工，混凝土溫度是一個重要的控制指標(biāo)，尤其在炎熱夏季施工大體積混凝土，混凝土溫度指標(biāo)的控制更顯重要。在混凝土配合比確定情況下，選擇影響混凝土溫度的因素進(jìn)行干預(yù)與控制，是控制混凝土溫度的重要措施。

關(guān)鍵詞：高溫條件；大體積混凝土；溫控措施

前言

高溫條件下澆筑大體積混凝土，需要采取措施控制混凝土的溫度，以達(dá)到大體積混凝土溫控指標(biāo)的要求。這些溫度控制措施包括混凝土澆筑前的溫控措施和澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施兩部分，文章僅就澆筑前的溫控措施作簡要論述，并用現(xiàn)場混凝土溫度抽測方式驗(yàn)證溫控措施的效果。

1 大體積混凝土概述

1.1 概述

防城港一設(shè)備基礎(chǔ)直徑39.5m，厚5500mm，其中第1層厚度為1200mm，第2層厚度為1800mm，第3層厚度為800mm。為了提高施工質(zhì)量、節(jié)約工期，將1/2/3層共3800mm厚基礎(chǔ)進(jìn)行一次性整體澆筑，混凝土總量約4500m3。

混凝土攪拌、輸送、布料設(shè)備配置：攪拌機(jī)組2套，單臺最大理論產(chǎn)能90m3/h，2臺混凝土泵及其配套的2臺布料機(jī)（單機(jī)泵送混凝土能力約20m3/h），2臺汽車泵（單機(jī)混凝土輸送量約30m3/h），8輛混凝土運(yùn)輸車。2臺布料機(jī)和2臺汽車泵同時使用，最大澆筑能力為100m3/h。

1.2 混凝土配合比及澆筑時環(huán)境條件

設(shè)備基礎(chǔ)1/2/3層混凝土強(qiáng)度等級為C45，其配合比如表1所示。

混凝土澆筑于2011年8月24日17：00開始，于26日19：00完成，歷時50小時，環(huán)境溫度為24～34℃。

2 溫控措施預(yù)期分析

根據(jù)大體積混凝土和業(yè)主技術(shù)要求，混凝土入模溫度不大于30℃。

從混凝土原材料入手，控制混凝土出機(jī)溫度在26℃以下，同時對混凝土運(yùn)輸過程、澆筑過程進(jìn)行控制，并對現(xiàn)場澆筑環(huán)境進(jìn)行降溫，為混凝土入模澆筑創(chuàng)造良好條件，以達(dá)到控制混凝土溫度的目的。

3 溫度控制措施

3.1 原材料溫度控制

原材料溫度可以通過以下措施進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，而環(huán)境溫度為非可控因素，當(dāng)兩者溫度固定后，出機(jī)溫度就確定了，無法再降低；水泥、粉煤灰提前進(jìn)場，通過一段時間的自然冷卻，使得水泥、粉煤灰的溫度接近自然環(huán)境溫度（30℃左右）；粗細(xì)骨料進(jìn)場后放置于骨料倉內(nèi)進(jìn)行含水率控制，含水率達(dá)到砂3.5%左右、粗細(xì)石小于1%時倒進(jìn)常用骨料倉供攪拌使用；混凝土攪拌用水由攪拌機(jī)組配套的制冷水機(jī)組提供，制備的冷水在3℃以下，按制冷水2℃控制。

3.2 運(yùn)輸過程溫度控制

所有混凝土運(yùn)輸車均采用配套的罐體保溫套，確保運(yùn)輸過程中最大可能對罐車內(nèi)混凝土進(jìn)行隔熱。混凝土運(yùn)輸車快速將混凝土運(yùn)抵現(xiàn)場，由現(xiàn)場設(shè)立的專門調(diào)度人員對運(yùn)輸車在各個布料點(diǎn)進(jìn)行調(diào)控，以便在盡可能短的時間內(nèi)將到場的新拌混凝土用完，盡量減少混凝土的等待時間，避免受環(huán)境溫度影響而造成溫度升高。

3.3 澆筑過程溫度控制

泵送混凝土?xí)r，在高溫時段（一般在9：00～19：00）對泵送管道進(jìn)行隔熱。其具體做法：在泵送管道的支撐架上鋪設(shè)木跳板，在泵管兩側(cè)100～150mm處支設(shè)木跳板，木跳板用木方斜撐固定，這樣就形成了泵管隔熱簡易木槽，如圖1所示。

由于施工現(xiàn)場泵送管道要經(jīng)過斜坡，為確保裝有冰塊的蛇皮袋放入后不滑落，在斜坡木槽底部每隔0.5m設(shè)置防滑木條。在木槽內(nèi)先鋪兩層塑料薄膜，泵管外包裹3～5層麻袋片并淋濕。在泵管兩側(cè)和上方覆蓋裝有冰塊的蛇皮袋，在高溫時段整個外表面再用兩層塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，蛇皮袋內(nèi)的冰塊全部融化后需要及時更換補(bǔ)充（一般2～3小時，由冰塊融化速度決定，與環(huán)境溫度相關(guān)），以降低高溫環(huán)境對泵送混凝土的溫升影響。

3.4 施工現(xiàn)場降溫措施

澆筑前24小時在基礎(chǔ)上鋪設(shè)帆布用于遮陽，避免太陽直接照射，澆筑時隨施工進(jìn)度逐步揭開，揭開后用冷水適量噴霧降低已揭開鋼筋的溫度。

待帆布鋪設(shè)后，在基礎(chǔ)鋼筋內(nèi)按一定間距吊掛冰袋。冰塊用塑料袋裝好，再放入蛇皮袋內(nèi)，然后用鐵絲綁扎在鋼筋上，間距3～5m，用溫度計測溫，當(dāng)基礎(chǔ)模板內(nèi)環(huán)境溫度無明顯下降時加密布置冰袋。基層若有積水，采用空氣壓縮氣管吹掃或吸塵器吸除清理。冰袋隨帆布揭開而移除。

4 制冷水機(jī)組臨時故障應(yīng)急措施

攪拌機(jī)組沒有在拌合混凝土?xí)r自動稱重加冰的系統(tǒng)，但攪拌機(jī)組配套的水箱分為100m3的常溫水池和130m3的冷水水池。考慮將水箱中常溫水池和冷水池制備滿冷水后加入冰塊進(jìn)行保溫以備用，避免冷水機(jī)組臨時故障影響混凝土生產(chǎn)。當(dāng)兩個水池注滿冷水并有保溫措施情況下，可供攪拌混凝土約230m3/0.155m3=1483m3，澆筑時間約為15小時。制冷水機(jī)組臨時故障時間不得超過12小時。

在基礎(chǔ)施工前2～3天，攪拌站制冷水機(jī)組開始制備冷水，將常溫水池和冷水池注滿冷水，然后往兩個水池里投入冰塊保溫。在常溫水池和冷水池各加入10塊冰，其后指派專人定期查看水池內(nèi)冰的融化情況，間隔2～3小時再投入一次冰（投冰量主要依據(jù)水池內(nèi)冰塊的融化情況）。

一次投入20塊冰（每水池各10塊），每塊冰重0.1噸，規(guī)格為950mm×535mm×255mm，每3小時加一次冰，共投冰15次，總用冰量F=20塊×0.1噸×15次=30噸。

5 混凝土溫度計算

5.1 混凝土出機(jī)溫度

混凝土原材料比熱及初始溫度如表2所示。

混凝土拌合物的熱量由各種原材料所供給，拌合前混凝土原材料的總熱量與拌合后液態(tài)混凝土的總熱量相等。

（1）

式中：TC-混凝土拌合溫度；

WC-材料質(zhì)量（kg）；

c-材料比熱（kJ/kg·K）；

Ti-各種材料初始溫度。

經(jīng)計算，混凝土拌合物溫度（出機(jī)溫度）為23.87℃。

5.2 混凝土澆筑溫度

混凝土澆筑溫度：

（2）

式中：Tj-混凝土的澆筑溫度（℃）；

TC-混凝土的拌和溫度（℃）；

Tq-混凝土運(yùn)輸和澆筑時的室外氣溫（℃），分別取大氣溫度28℃和33℃；

？茲1、？茲2、？茲3-溫度損失系數(shù)，按以下規(guī)定取用：

（1）混凝土裝卸和運(yùn)轉(zhuǎn)，每次？茲=0.032，裝料、卸料各1次；（2）攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸時，？茲=At，A為攪拌運(yùn)輸車，取0.0042，t為運(yùn)輸時間（min），取10min；（3）澆筑過程中，？茲=0.003t，t為澆筑時間，取60min。

經(jīng)計算，混凝土澆筑溫度分別為25.05℃（室外氣溫28℃）、26.48℃（室外氣溫33℃）。

6 混凝土溫度抽檢及其偏差統(tǒng)計

混凝土澆筑時，現(xiàn)場混凝土溫度抽檢及其偏差統(tǒng)計如表3所示。

混凝土溫度抽檢最大為27℃，小于大體積混凝土溫度指標(biāo)控制要求。

7 結(jié)束語

高溫條件下澆筑大體積混凝土，采取的溫控措施合理、適當(dāng)，混凝土溫度是可以得到控制的，能夠滿足大體積混凝土溫度指標(biāo)控制要求。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50496-2009.大體積混凝土施工規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2009.

[2]江正榮.建筑施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[3]相關(guān)設(shè)計文件及施工技術(shù)資料[Z].