淺談高溫天氣條件下混凝土路面施工工藝

摘要:本文分析了高溫天氣對(duì)混凝土澆筑施工的影響，介紹了高溫天氣下混凝土澆筑施工方案，探討了消除這些影響下的施工措施。

關(guān)鍵詞:混凝土;澆筑施工;方案設(shè)計(jì);施工措施

1、高溫天氣的定義

高溫天氣不僅僅是指夏季環(huán)境溫度較高的情況而是下述情形的任意組合:1) 高的外界環(huán)境溫度2) 高的混凝土溫度3) 低的相對(duì)濕度4) 較大風(fēng)速5) 強(qiáng)的陽光照射。

上述天氣條件可以發(fā)生在熱帶或干燥性氣候地區(qū)中一年的任何時(shí)間而在其他地區(qū)則通常發(fā)生在夏季。在春季和秋季由于24 h 之內(nèi)的溫差變化相當(dāng)大在混凝土澆筑過程中因溫度變化而導(dǎo)致混凝土收縮產(chǎn)生的早期裂痕也相當(dāng)嚴(yán)重。即使天氣溫度是相同的有風(fēng)、有陽光的天氣與無風(fēng)、潮濕的天氣相比施工中應(yīng)采取更為嚴(yán)格的預(yù)防性的措施。

2、高溫天氣下對(duì)混凝土澆筑的影響

2. 1 對(duì)混凝土攪拌的影響

1) 拌合水量的增加2) 混凝土流動(dòng)性下降快因而要求現(xiàn)場(chǎng)施工水量增加3) 混凝土凝固速率的增加從而增加了攤鋪、壓實(shí)及成形的困難4) 收縮裂縫產(chǎn)生可能性加大5) 控制氣泡狀空氣存在于混凝土中的難度增加。

2. 2 對(duì)混凝土固化過程的影響

1) 因?yàn)檩^高的含水量、較高的混凝土溫度將導(dǎo)致混凝土28 d和后續(xù)強(qiáng)度的降低或者是混凝土凝固過程中及初凝過程中混凝土強(qiáng)度的降低2) 因整體結(jié)構(gòu)冷卻或不同斷面溫度的差異使得固化收縮裂縫和溫度裂縫產(chǎn)生的可能性增加3) 裂縫將導(dǎo)致混凝土耐用性能降低4) 由于水合速率或水中粘性材料比率的不同會(huì)導(dǎo)致混凝土表面摩擦度的變化如顏色差異等5) 腐蝕溶液進(jìn)入會(huì)增加鋼筋被腐蝕的可能性。6) 高含水量、不充分的養(yǎng)護(hù)、碳酸化、輕集料或不適當(dāng)?shù)募匣旌媳壤蓪?dǎo)致混凝土滲透性增加。

2. 3 其他影響

1) 水泥使用將會(huì)增加水合速率 2) 高抗壓強(qiáng)度混凝土的使用需要較高含量的水泥3) 需要較大剛度的薄混凝土斷面的設(shè)計(jì)以上將使混凝土的養(yǎng)護(hù)與固化變得復(fù)雜4) 從經(jīng)濟(jì)上考慮需要在極限高溫的條件下繼續(xù)工作5) 收縮補(bǔ)償水泥的使用。

3、高溫天氣下混凝土澆筑施工措施

3. 1選擇適合的施工時(shí)間。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氣溫大于等于30℃時(shí)，應(yīng)避開中午高溫時(shí)段施工，可選擇在早晨、傍晚施工，并確保施工安全。

3.2應(yīng)選擇有良好使用記錄的原材料和配合比例

高溫天氣會(huì)對(duì)作為混凝土的特性產(chǎn)生負(fù)面影響但是通過原材料的選擇和對(duì)原材料特性與配合比例的控制可以減少這種有害影響。

3. 3 混凝土的降溫

3. 3. 1冷卻混凝土拌合水降低混凝土溫度

通過降低拌合水的溫度可以使混凝土冷卻至理想溫度采用該種方法混凝土溫度的最大降幅可以達(dá)到6 ℃。但是在施工過程中應(yīng)注意冷卻水的加入量不能超過混凝土拌合水的需求量需求量的多少與混凝土集料的濕度和配合比例有關(guān)。對(duì)于拌合水的冷卻可以采用熱泵的技術(shù)熱泵可以加熱或冷卻混凝土。除了施工過程中的運(yùn)行費(fèi)用外該方法需要增加機(jī)械冷卻設(shè)備的投資費(fèi)用和冷卻水儲(chǔ)存池的建設(shè)費(fèi)用。冷卻水儲(chǔ)存池的容積應(yīng)能滿足混凝土生產(chǎn)量的需要。

另一種方法可以采用液氮冷卻混凝土的拌合水:通過向絕熱的儲(chǔ)水池中注入液氮可以迅速使混凝土拌合水冷卻冷卻后的拌合水然后被注入拌合池中?；蛘咴诎韬纤M(jìn)入混凝土攪拌器前的水流中注入液氮使拌合水變成冰水混合物此方法能使混凝土降溫高達(dá)11 ℃冰與水的比率一定要合適以保證混凝土的溫度降至理想程度。

3. 3. 2 用冰替代部分拌合水

用冰代替部分拌合水可以降低混凝土溫度其降低溫度的幅度受到用冰替代拌合水?dāng)?shù)量的限制對(duì)于大多數(shù)混凝土可降低的最大溫度為11 ℃。為了保證正確的配合比例應(yīng)對(duì)加入混凝土中冰的重量進(jìn)行稱重。如果采用冰塊進(jìn)行冷卻需要使用粉碎機(jī)將塊冰粉碎然后加入至混凝土攪拌器中。

另外一種替代方法是在混凝土生產(chǎn)廠的附近建一個(gè)制冰廠當(dāng)冰被生產(chǎn)出來后稱量、破碎然后送入混凝土攪拌器內(nèi)。制冰廠也可以生產(chǎn)片冰但是片冰加工系統(tǒng)的投資費(fèi)用較大。

3. 3. 3 用液態(tài)氮冷卻攪拌后的混凝土

液態(tài)氮直接注入剛剛拌和好的混凝土中這也是一種降低混凝土溫度的有效方法。當(dāng)管嘴附近的混凝土冰凍時(shí)混凝土達(dá)到了其最低的極限溫度如果混凝土溫降在8 ℃以內(nèi)該方法是可行的。該方法被成功應(yīng)用于許多大體積混凝土的施工中并且盡管注入了大量的液態(tài)氮但混凝土的性能不受到任何負(fù)面的影響但該方法的運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。

在冷卻的過程中需要定時(shí)補(bǔ)充消耗的氮?dú)馑枰旱牧渴请S配合比例、配合成分以及溫度降低不同情況而變化的。一般混凝土溫度降低0. 5 ℃則需要48 m3 的液氮。

3. 3. 4 粗集料的冷卻

粗集料冷卻的有效方法是用冷水噴灑或用大量的水沖洗。由于粗集料在混凝土攪拌過程中占有較大的比例降低粗集料大約1℃±0. 5 ℃的溫度則最后混凝土的溫度可以降低0.5 ℃。采用此冷卻方法時(shí)要求施工現(xiàn)場(chǎng)有大量的冷卻水和必要的水冷裝置。由于粗集料可以被集中在筒倉(cāng)內(nèi)或箱柜容器內(nèi)因此粗集料的冷卻可以在很短時(shí)間內(nèi)完成在冷卻過程中要控制水量的均勻性以避免不同批次之間形成的溫度差異。

集料的冷卻也可以通過向潮濕的集料內(nèi)吹空氣來實(shí)現(xiàn)。粗集料內(nèi)空氣流動(dòng)可以加大其蒸發(fā)量從而使粗集料降溫在1 濕球溫度范圍內(nèi)。此外還可采取的措施有:選用可快速攤鋪和有效壓實(shí)的混凝土減少混凝土的運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)與凝固時(shí)間有效地安排工作避免混凝土長(zhǎng)時(shí)間暴露當(dāng)天氣條件有利時(shí)在白天或夜晚合理地安排混凝土的攤鋪工作在攤鋪和養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)避免混凝土溫度的損失，在實(shí)施前組織討論會(huì)研究高溫天氣下混凝土凝固的一些必要條件。