沙特南北鐵路高溫環(huán)境混凝土施工質(zhì)量控制措施研究
沙特阿拉伯王國南北鐵路,是從南部的利雅得出發(fā),經(jīng)過Buraydah(布賴帶)和Hail(哈伊勒)至北部也門(Amman)國和約旦(Jor鄄dan)國邊境,主線大致呈南北走向,全長2400千米,是目前沙特境內(nèi)最宏偉的基建項目之一。CTW200合同段,位于南北鐵路的中部,呈“T”型布置,沿線構(gòu)造物以現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵為主。
沙漠氣候干燥炎熱,尤其是7~8月份,氣溫在50攝氏度以上,故對混凝土的質(zhì)量要求高;混凝土體積小,后續(xù)路基填方工期緊,強度增長速度要求高;點多線長,構(gòu)造物分散,運輸距離遠,對泵送混凝土的品質(zhì)要求高。
在高溫下澆筑混凝土將對混凝土質(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?。?
(3)對混凝土的抹面、壓實、硬化等帶來不便;
(4)由于混凝土的用水量增加,將會降低混凝土的28天強度值或相應地增加水泥用量,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,導致混凝土產(chǎn)生干縮裂縫的機會增加;
(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)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合本工程的特點:工期緊、沙特現(xiàn)有水泥品種單一等因素,制定了現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵的夏季高溫施工技術(shù)措施,進行高溫季節(jié)不間斷施工,達到了預期效果。
優(yōu)化混凝土原料及施工配合比
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。
1.采用高溫型緩凝高效減水劑
采用高溫型緩凝高效減水劑,特別是國內(nèi)龍游混凝土外加劑廠生產(chǎn)的ZB-1RCC15能降低水泥早期水化熱,延緩混凝土的凝結(jié)時間。該劑在35℃時摻量0.7%,初凝時間達15小時;經(jīng)水化熱測試試驗,在相同條件下,可降低水泥水化熱44%。參照其它工程的試驗資料及該工程的試驗結(jié)果,從2008年5月31日開始使用ZB-1RCC15高溫型緩凝高效減水劑,其摻量根據(jù)混凝土入倉溫度來確定:31℃~35℃為0.7%,若高于35℃為0.75%。
2.優(yōu)化施工配合比
為保證混凝土的設(shè)計強度,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,粉煤灰摻量擬按大氣溫度及混凝土入倉溫度不同而進行調(diào)整。
降低原材料的初始溫度
為保證混凝土入倉溫度不大于36℃,盡可能地降低原材料拌和時的基礎(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)場測試得出下列結(jié)果:
1.從骨料倉搭設(shè)遮陽棚前后材料溫度對比結(jié)果來看,在未采取措施時,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氣溫相同。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.水泥罐搭設(shè)涼棚及安設(shè)噴水設(shè)施,其前后溫度對比見下表。測試時間均為下午3~4時,水泥采取措施后平均降低溫度18.5℃。
混凝土運輸控制
為了不使混凝土運輸過程中和泵車輸送管道溫度過高,在攪拌車罐體和泵車管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆蓋草包并反復淋水、降溫,減少混凝土在運輸過程中吸熱溫升及VC值的損失。
混凝土入模溫度控制 [Page]
1.使用制冰機
為達到混凝土的入模溫度,必須進一步降低拌和水溫,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℃。
2.掌握混凝土入模溫度計算方法,確定澆筑時間
正確掌握混凝土溫度計算,就能了解當混凝土原材料溫度一定時混凝土的入模溫度,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委員會的報告中,提出了新拌混凝土溫度的計算公式如下:
T=0.22(TaWa+TcWc)TwWw
0.22(Wa+Wc)+Ww+Wi+W∞+
TaW∞-Wi(128-0.5Ti)0.22(Wa+Wc)+Ww+Wi+W∞
式中:T為新拌混凝土溫度;TW為用于拌和的冷水溫度;Wc為水泥重量;W∞為含有水分的骨料重量;Ta為骨料的溫度;Tc為水泥溫度;Wa為干的骨料重量;WW為拌和水重量;Wi為冰的重量;Ti為冰的溫度。
注:所有材料的重量用千克或磅;所有材料的溫度用℃或F。
應用上述公式,我們計算了當氣溫在40℃時拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為4℃左右;當氣溫在35℃時拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為7℃左右和當氣溫在30℃時拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為10℃左右。按照計算結(jié)果和我們的溫度記錄,確定了在夏季澆筑混凝土的時間以晚上21∶00至第二天早晨7∶00較好,具體時間可在澆筑時確定。
3.加強混凝土保濕保溫養(yǎng)護
混凝土抹壓后,當人踩在上面無明顯腳印時,隨即用塑料薄膜覆蓋嚴實,不使其透風漏氣、水分蒸發(fā)散失并帶走熱量,且在薄膜上蓋兩層草包保濕保溫養(yǎng)護,以減少混凝土表面的熱擴散,延長散熱時間,減少混凝土內(nèi)外溫差。養(yǎng)護齡期是14天。經(jīng)實測,混凝土3天內(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。
4.工作面噴霧降溫
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)一排簡易噴霧設(shè)施對澆筑的混凝土表面不斷噴霧,效果較好,在其工作范圍的混凝土,未發(fā)現(xiàn)失水變白、結(jié)硬現(xiàn)象。通過噴霧氣溫在49℃時,可降低5~10秒,VC值停放1.5小時后并未發(fā)生較大的變化,噴霧達到了降溫保溫的效果。
5.嚴格控制混凝土的停放時間
混凝土拌和物從出機口到現(xiàn)場澆筑這段時間,VC值損失在1~2小時內(nèi)影響不大,若在3小時以上VC值損失會成倍地增長。國內(nèi)外資料證明:VC值的大小與密實度及強度有密切關(guān)系。澆筑混凝土VC值應控制在5~15秒之間,以6~10秒最佳。因此為保證混凝土的密實度,應嚴格控制混凝土的停放時間,一般上從出機口到現(xiàn)場碾壓的歷時不大于2小時。
應用效果
在沙特南部鐵路工程夏季高溫澆筑混凝土時,共取得如下效果供以后類似環(huán)境混凝土施工時參考:
1.C30混凝土機口取樣90天抗壓強度最大值為37.3MPa,最小值為31.2MPa,平均值為34.27MPa,保證率為100%,質(zhì)量評定為優(yōu)良。
2.在經(jīng)歷一個夏季后,箱涵涵身未發(fā)現(xiàn)有溫度裂縫。 原作者: 中國建材報 段瑞明
(中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處)
沙漠氣候干燥炎熱,尤其是7~8月份,氣溫在50攝氏度以上,故對混凝土的質(zhì)量要求高;混凝土體積小,后續(xù)路基填方工期緊,強度增長速度要求高;點多線長,構(gòu)造物分散,運輸距離遠,對泵送混凝土的品質(zhì)要求高。
在高溫下澆筑混凝土將對混凝土質(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?。?
(3)對混凝土的抹面、壓實、硬化等帶來不便;
(4)由于混凝土的用水量增加,將會降低混凝土的28天強度值或相應地增加水泥用量,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,導致混凝土產(chǎn)生干縮裂縫的機會增加;
(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)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合本工程的特點:工期緊、沙特現(xiàn)有水泥品種單一等因素,制定了現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵的夏季高溫施工技術(shù)措施,進行高溫季節(jié)不間斷施工,達到了預期效果。
優(yōu)化混凝土原料及施工配合比
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。
1.采用高溫型緩凝高效減水劑
采用高溫型緩凝高效減水劑,特別是國內(nèi)龍游混凝土外加劑廠生產(chǎn)的ZB-1RCC15能降低水泥早期水化熱,延緩混凝土的凝結(jié)時間。該劑在35℃時摻量0.7%,初凝時間達15小時;經(jīng)水化熱測試試驗,在相同條件下,可降低水泥水化熱44%。參照其它工程的試驗資料及該工程的試驗結(jié)果,從2008年5月31日開始使用ZB-1RCC15高溫型緩凝高效減水劑,其摻量根據(jù)混凝土入倉溫度來確定:31℃~35℃為0.7%,若高于35℃為0.75%。
2.優(yōu)化施工配合比
為保證混凝土的設(shè)計強度,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,粉煤灰摻量擬按大氣溫度及混凝土入倉溫度不同而進行調(diào)整。
降低原材料的初始溫度
為保證混凝土入倉溫度不大于36℃,盡可能地降低原材料拌和時的基礎(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)場測試得出下列結(jié)果:
1.從骨料倉搭設(shè)遮陽棚前后材料溫度對比結(jié)果來看,在未采取措施時,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氣溫相同。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.水泥罐搭設(shè)涼棚及安設(shè)噴水設(shè)施,其前后溫度對比見下表。測試時間均為下午3~4時,水泥采取措施后平均降低溫度18.5℃。
混凝土運輸控制
為了不使混凝土運輸過程中和泵車輸送管道溫度過高,在攪拌車罐體和泵車管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆蓋草包并反復淋水、降溫,減少混凝土在運輸過程中吸熱溫升及VC值的損失。
混凝土入模溫度控制 [Page]
1.使用制冰機
為達到混凝土的入模溫度,必須進一步降低拌和水溫,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℃。
2.掌握混凝土入模溫度計算方法,確定澆筑時間
正確掌握混凝土溫度計算,就能了解當混凝土原材料溫度一定時混凝土的入模溫度,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委員會的報告中,提出了新拌混凝土溫度的計算公式如下:
T=0.22(TaWa+TcWc)TwWw
0.22(Wa+Wc)+Ww+Wi+W∞+
TaW∞-Wi(128-0.5Ti)0.22(Wa+Wc)+Ww+Wi+W∞
式中:T為新拌混凝土溫度;TW為用于拌和的冷水溫度;Wc為水泥重量;W∞為含有水分的骨料重量;Ta為骨料的溫度;Tc為水泥溫度;Wa為干的骨料重量;WW為拌和水重量;Wi為冰的重量;Ti為冰的溫度。
注:所有材料的重量用千克或磅;所有材料的溫度用℃或F。
應用上述公式,我們計算了當氣溫在40℃時拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為4℃左右;當氣溫在35℃時拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為7℃左右和當氣溫在30℃時拌和27℃混凝土所需的冷水溫度為10℃左右。按照計算結(jié)果和我們的溫度記錄,確定了在夏季澆筑混凝土的時間以晚上21∶00至第二天早晨7∶00較好,具體時間可在澆筑時確定。
3.加強混凝土保濕保溫養(yǎng)護
混凝土抹壓后,當人踩在上面無明顯腳印時,隨即用塑料薄膜覆蓋嚴實,不使其透風漏氣、水分蒸發(fā)散失并帶走熱量,且在薄膜上蓋兩層草包保濕保溫養(yǎng)護,以減少混凝土表面的熱擴散,延長散熱時間,減少混凝土內(nèi)外溫差。養(yǎng)護齡期是14天。經(jīng)實測,混凝土3天內(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。
4.工作面噴霧降溫
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)一排簡易噴霧設(shè)施對澆筑的混凝土表面不斷噴霧,效果較好,在其工作范圍的混凝土,未發(fā)現(xiàn)失水變白、結(jié)硬現(xiàn)象。通過噴霧氣溫在49℃時,可降低5~10秒,VC值停放1.5小時后并未發(fā)生較大的變化,噴霧達到了降溫保溫的效果。
5.嚴格控制混凝土的停放時間
混凝土拌和物從出機口到現(xiàn)場澆筑這段時間,VC值損失在1~2小時內(nèi)影響不大,若在3小時以上VC值損失會成倍地增長。國內(nèi)外資料證明:VC值的大小與密實度及強度有密切關(guān)系。澆筑混凝土VC值應控制在5~15秒之間,以6~10秒最佳。因此為保證混凝土的密實度,應嚴格控制混凝土的停放時間,一般上從出機口到現(xiàn)場碾壓的歷時不大于2小時。
應用效果
在沙特南部鐵路工程夏季高溫澆筑混凝土時,共取得如下效果供以后類似環(huán)境混凝土施工時參考:
1.C30混凝土機口取樣90天抗壓強度最大值為37.3MPa,最小值為31.2MPa,平均值為34.27MPa,保證率為100%,質(zhì)量評定為優(yōu)良。
2.在經(jīng)歷一個夏季后,箱涵涵身未發(fā)現(xiàn)有溫度裂縫。
(中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處)
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監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com
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