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  
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