浅谈高温环境下房建混凝土施工质量控制

　　浅谈高温环境下房建混凝土施工质量控制

　　刘加敏 （中铁十八局集团国际工程公司 300222）

　　摘要：阿拉伯联合酋长国大部分地区属热带沙漠气候，夏季炎热干燥，最高气温可达50℃以上，水分蒸发快，现浇混凝土施工因气温高、水分蒸发快易产生收缩裂缝，该文介绍了阿联酋迪拜在夏季高温条件下如何确保现房建浇混凝土施工的质量控制措施，通过有效控制原材料温度、设备温度及环境温度，延缓了混凝土凝结时间，确保了混凝土顺利泵送和浇筑质量。

　　关键词：高温;混凝土;质量控制

　　1.概述

　　迪拜运动城商住楼（The Bridge Tower）（以下简称“商住楼”）项目位于迪拜酋长国大道运动城内,是当地的标志性建筑，其建筑高度127.6m，地下两层，地上三十二层，为框架-核心筒结构体系，楼板采用双向有粘结预应力混凝土结构。地下两层为停车场和服务设施，每层建筑面积为4000m²，每层150个停车位；地上2~8层为办公楼；8层以上为酒店式公寓。

　　该项目的设计使用年限为100年，结构安全等级一级。由于迪拜目前尚没有自己的抗震设防要求，当地目前设计均普遍采用UBC标准，即将迪拜所处地震带考虑为2A，按抵抗里氏5.5级地震设计。该项目梁、板混凝土等级为C50，竖向构件的混凝土等级为C60，预应力筋采用12.7mm、fpu=1860N/mm²高强度低松弛钢绞线，张拉控制应力值取其75%，预应力筋强度标准值fptk=1395Mpa。

　　沙漠气候，干燥炎热，尤其是7-8月份，气温在50摄氏度以上，故对混凝土的质量要求高; 商住楼主体为框架-核心筒结构，混凝土结构所需连续浇筑量相对较大，且其结构对于整体性方面的要求也相对较高，混凝土灌注若处理不好，会产生楼房开裂、渗漏等质量通病，造成传力路径不明等隐患,对泵送混凝土的品质要求高。

　　在高温下浇筑混凝土将对混凝土质量产生下列的潜在的影响：

　　(1)混凝土用水量的增加。

　　(2)混凝土坍落度损失加剧。

　　(3)对混凝土的抹面、压实、硬化等带来不便。

　　(4)由于混凝土的用水量增加，将会降低混凝土的28d强度值或相应的增加水泥用量，增加混凝土生产成本。

　　(5)混凝土水分蒸发快和水泥用量的增加，导致混凝土产生干缩裂缝的机会增加。

　　(6)由于裂缝的增加，降低了混凝土的耐久性。

　　在参考其它工程经验的基础上，结合本工程的特点：工期紧、现有水泥品种单一等因素，制定了现浇钢筋混凝土箱涵夏季高温施工技术措施，进行高温季节不间断施工，达到了预期效果。

　　2.优化混凝土原料及施工配合比

　　选用高温高效外加剂，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，放宽混凝土允许入仓温度，是混凝土夏季施工最关键的措施。

　　2.1采用高温型缓凝高效减水剂

　　采用高温型缓凝高效减水剂，特别是德国巴斯夫建筑化学品公司（原德国SKW公司）生产的巴斯夫减水剂MELMENT F10能降低水泥早期水化热，延缓混凝土的凝结时间，该剂在35℃时掺量0.7%，初凝时间达15h；经水化热测试试验，在相同条件下，可降低水泥水化热44%。参照其它工程的试验资料及该工程的试验结果，从2009年6月18日开始使用F10高温型缓凝高效减水剂，其掺量根据混凝土入仓温度来确定： 31~35℃为0.7%，若高于35℃为0.75%。外加剂不同品样及不同掺量下混凝土的凝结时间对比试验结果见表1。

　　表1混凝土外加剂凝结时间对比试验结果

　　2.2优化施工配合比

　　为保证混凝土的设计强度，减少混凝土内部温度最高值的梯度，混凝土在总胶材不变的情况下，粉煤灰掺量拟按大气温度及混凝土入仓温度不同而进行调整。

　　3.降低原材料的初始温度

　　为保证混凝土入仓温度不大于36℃，尽可能地降低原材料拌和时的基础温度，各种原材料料仓均搭设凉棚及喷雾设施。经现场测试得出下列结果。

　　3.1 骨料仓搭设遮阳棚前后材料温度对比结果来看：在未采用取措时，砂石料料温度比气温要高2~5.5℃，而采取措施后温度基本上与气温相同.相比之下采取措施后砂石料加权平均降低3.6℃，另外为减少砂石料的含水量,便于控制混凝土VC值，故料仓上安装的喷雾设备已施工，但未启用。

　　3.2 水泥罐搭设凉棚及安设喷水设施，其前后温度对比见表2。测试时间均为下午3~4时，水泥采取措施后平均降低温度18.5℃。

　　表2水泥和煤灰罐采取措施前后温度对比表 单位：℃

　　4.混凝土运输控制

　　为不使混凝土运输过程中和泵车输送管道温度过高，在搅拌车罐体和泵车管道外壁四周用麻袋包裹，并在其上覆盖草包并反复淋水、降温，减少混凝土在运输过程中吸热温升及VC值的损失。

　　5.混凝土入模温度控制

　　5.1使用制冰机

　　为达到混凝土的入模温度，必须进一步降低拌和水温，必须在冷水箱内投入冰块使混凝土拌和水的温度降至4℃～7℃。

　　5.2掌握混凝土入模温度计算方法确定浇注时间

　　混凝土的温测技术是确保大体积混凝土质量的重要技术之一，对混凝土的温度进行控制可以有效防止底板产生裂缝。正确掌握混凝土温度计算就能了解当混凝土原材料温度一定时混凝土的入模温度，从而就能确定该使用多少温度的冷却水以确保混凝土的入模温度。在美国ACI305委员会的报告中，提出了新拌混凝土温度的计算公式如下：

　　式中：T为新拌混凝土温度；TW为用于拌和的冷水温度；Wc为水泥重量；W∞为含有水分的骨料重量；Ta为骨料的温度；Tc为水泥温度；Wa为干的骨料重量；WW为拌和水重量；Wi为冰的重量；Ti为冰的温度；

　　注：所有材料的重量用公斤或磅；所有材料的温度用℃或F。

　　应用上述公式，我们计算了当气温在40℃时拌和27℃混凝土所需的冷水温度为4℃左右；当气温在35℃时拌和27℃混凝土所需的冷水温度为7℃左右和当气温在30℃时拌和27℃混凝土所需的冷水温度为10℃左右。按照计算结果和我们对的温度记录，确定了在夏季浇筑混凝土的时间以晚上21∶00至第二天早晨7∶00较好。具体时间可在浇筑时确定。

　　5.3加强混凝土保湿保温养护

　　待大体积混凝土施工结束后，还应对其进行养护。混凝土抹压后，随即用塑料薄膜覆盖严实，不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草包保湿保温养护，以减少混凝土表面的热扩散， 延长散热时间，减少混凝土内外温差。养护龄期是14d。经实测混凝土3天内表面温度在48～55℃之间，且很少发现混凝土表面有裂缝情况。

　　5.4工作面喷雾降温

　　喷雾降温是夏天高温施工的重要质量保证措施之一。上下游模板边各设一排简易喷雾设施对浇注的混凝土表面不断喷雾，效果较好，在其工作范围混凝土，未发现在失水变白，结硬现象。通过喷雾气温在49℃时，可降低5~10s，VC值停放1.5h后并未发生较大的变化，喷雾达到了降温保温的效果。

　　5.5严格控制混凝土的停放时间

　　混凝土拌和物从出机口到现场浇注这时段，VC值损失在1~2h内影响大不大，若在3h以上VC值损失会成倍地增长。国内外资料证明：VC值的大小与密实度及强度有密切关系。浇注混凝土VC值应控制在5~15s之间，以6~10s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，一般上从出机口到现场碾压的历时不大于2h。

　　5.6掌握泵送混凝土方法和拆模时间

　　在混凝土搅拌厂中每一批混凝土的生产都接受监控并做有记录。在混凝土运输和泵送前，定期检查混凝土的温度和流动性，并制作试块检查混凝土强度。每次泵送时每根输送管中都泵送有2m3泵送辅助剂，辅助剂是在大厦上的一个容器中收集，然后用塔机吊到地面。模板在10～12h后模板打开，24h后拆除模板。

　　6.应用效果

　　迪拜运动城商住楼夏季高温浇筑混凝土中，共取得如下效果供以后类似环境混凝土施工时参考：

　　6.1 C30混凝土机口取样90d抗压强度最大值为37.3Mpa，最小值为31.2Mpa，平均值为34.27Mpa，保证率为100，质量评定为优良。

　　6.2 在经历一个夏季后，主体结构未发现有温度裂缝。