熱帶高溫對橋梁混凝土施工的影響

李 斌

（中鐵三局北京國際工程分公司， 北京 豐臺 100071）

在我國的橋梁基礎建設施工領域中，由于我國跨越緯度較大，進而造成不同氣候?qū)こ淌┕び绊戄^大，一直是我國建筑施工中遇到的嚴重技術問題。其中不同氣候溫度對混凝土施工技術影響，已經(jīng)成為了橋梁施工技術研究的重要組成部分。因此技術人員以熱點地區(qū)高溫氣候下，混凝土使用受到的影響為切入點，開展了橋梁混凝土施工應對措施研究。這一研究的開展為我國熱點地區(qū)混凝土施工質(zhì)量的提升提供了技術理論支持。

1 熱點高溫天氣定義

在混凝土施工領域中，高溫天氣不單是指低緯度地區(qū)溫度較高氣候特征，而是指以下幾種氣候情況的組合：一是混凝土施工中遇到較高的環(huán)境溫度；二是混凝土內(nèi)部溫度較高；三是施工中遇到較強的陽光照射；四是混凝土施工遇到的大風天氣。

以上四種天氣情況都是熱帶地區(qū)較為常見的氣候問題。同時施工中空氣相對濕度較低也是高溫氣候的一種表現(xiàn)。但是由于這類氣候在熱點地區(qū)較為少見，因此不在此次研究中表現(xiàn)。

2 高溫氣候?qū)蛄夯炷潦┕び绊?/h2>

在熱點高溫氣候條件下，橋梁混凝土施工遇到的影響主要包括了以下兩個方面。

2.1 混凝土攪拌中受到的主要影響

在高溫天氣下，混凝土攪拌過程中水分流失速度較快，同時混凝土凝固速度與收縮率也高于正常天氣條件。這種情況下，混凝土攪拌會遇到以下兩個影響：（1）施工用水量的提升。由于高溫條件下水分流失速度的提升，混凝土攪拌中的拌合水量，以及為提高混凝土流動性而使用的施工用水都會有所提升。（2）增加了質(zhì)量控制難度。隨著混凝土凝固速度與收縮率的提升，進而提高了攪拌后砼攤鋪、壓實、成形等工序的難度。同時收縮的提升也使混凝土澆筑中更容易產(chǎn)生裂縫與氣泡狀空氣，進而提高了攪拌環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制難度。

2.2 混凝土固化階段受到的主要影響

在混凝土澆筑固化與養(yǎng)護過程中，在受到高溫天氣情況下受到的主要影響包括了以下幾點：（1）影響混凝土強度。高溫氣候?qū)τ诨炷翉姸鹊挠绊?，主要是因為熱帶高溫氣候中的含水量較高，進而影響了混凝土凝固、初凝以及28天養(yǎng)護中內(nèi)部強度降低，造成混凝土整體強度的降低。（2）造成混凝土部件裂縫的產(chǎn)生。在混凝土固化過程中，高溫氣候會使?jié)茶T件整體結(jié)構冷卻不均勻，或大部件不同斷面溫度存在差異，進而造成部件收縮以及溫度差異裂縫問題。部件裂縫的產(chǎn)生會造成以下的四個問題：一是降低澆筑部件的耐用性；二是裂縫容易使腐蝕液體進入部件，造成鋼筋腐蝕問題的出現(xiàn)；三是裂縫會導致部件滲透性增加。（3）影響混凝土表面問題出現(xiàn)。高溫氣候下，混凝土固化差異容易使部件表面出現(xiàn)質(zhì)量問題，如表面摩擦度出現(xiàn)變化、部件表面出現(xiàn)嚴重顏色差異等。

3 熱帶高溫氣候條件下混凝土施工應對技術措施

在熱帶高溫氣候中，為了確保橋梁混凝土施工質(zhì)量，技術人員需要根據(jù)工程與氣候特征（如溫度、濕度等）采用以下的應對技術措施。

3.1 原材料和配合比例的確定研究

在混凝土工程施工開始前，技術人員需要根據(jù)高溫氣候與工程要求，根據(jù)施工經(jīng)驗或?qū)嶒灲Y(jié)果，確定混凝土中各種原材料與水、輔料比例，進而減少氣候問題對混凝土施工質(zhì)量影響。需要注意的是由于氣候問題較為復雜，因此經(jīng)驗的借鑒不應是一成不變的，而是與實際的施工情況有效的結(jié)合借鑒。

3.2 混凝土施工中的的降溫措施

在熱帶高溫氣候中，對混凝土及其原材料進行降溫處理，是熱帶地區(qū)橋梁施工的一種主要措施。其常用的降溫措施包括了以下四種。

（1）使用冷卻水拌和混凝土

在高溫環(huán)境下使用冷卻水作為混凝土拌合水，實現(xiàn)降低混凝土內(nèi)部溫度是一種較為有效的降溫冷卻方式。在實際的冷卻水制造中，其冷卻方式包括了以下三種：一是采用熱泵冷卻技術，既在攪拌現(xiàn)場安裝冷卻泵、冷卻水儲存池，用于攪拌混凝土工作。這種技術的使用可以使冷卻水降溫降幅最大可以達到6 攝氏度。二是使用液氮冷卻水技術，既在使用隔熱效果好的儲水池。利用水與液氮混合的方式實現(xiàn)水的冷卻過程；或直接在攪拌水注入混凝土前直接注入液氮,使攪拌水變?yōu)楸旌衔?。在實際的冷卻中，這種技術可以冷卻水降溫降幅可以達到11攝氏度。三是加冰冷卻水措施，既在拌合水中加入粉碎后的冰塊降低拌合水溫度。這一措施起到的降溫效果與液氮冷卻相同。但是在加冰冷卻中，技術人員需要確保冰水配合比例，做好冰水稱重工作。但是在施工過程中應注意，無論采用哪種冷卻措施施工中冷卻水的加入量不能超過攪拌所需的總用水量，避免加水過多造成的混凝土質(zhì)量問題。

（2）混凝土攪拌后冷卻措施

在高溫氣候下，直接對剛攪拌完成的混凝土進行冷卻，也是一種常見的冷卻方式。其中將液氮直接注入未凝固的混凝土鑄件中，是當前最常見的冷卻方式。這一措施主要是使用混合器，將液氮儲存器中的液氮與空氣混合，再通過管嘴將液氮注入剛完成澆筑的混凝土件中，利用溫度傳到混凝土件內(nèi)部。在實際施工中，這一技術的優(yōu)勢在于適用于大型澆鑄件降溫使用；不會對澆筑件質(zhì)量造成影響。缺點是施工成本較高。

（3）提前做好粗集材料冷卻

在混凝土攪拌中，降低粗集料自身溫度，進而確保混凝土攪拌中整體溫度的降低也是當前常見的冷卻技術措施。在實際施工中，降低粗集料的方法包括了以下兩種：一是水冷卻，既使用冷水噴灑或沖洗粗集料，降低粗集料溫度。二是空氣冷卻，既向潮濕的粗集料中吹空氣或冷卻后空氣，利用水分蒸發(fā)方式降低其內(nèi)部溫度。但是需要注意的是，水與普通空氣冷卻降低溫度較?。ㄒ话阒挥?0.5-1攝氏度），而冷卻空氣冷卻方式成本較高。

3.3 做好施工工藝安排

在高溫氣候混凝土施工中，施工技術人員還可以利用調(diào)節(jié)技術方案的方式，降低高溫氣候?qū)炷潦┕べ|(zhì)量影響。在這一過程中其主要的工藝技術措施包括了以下幾點。（1）調(diào)整建筑材料種類，如使用可以快速澆筑、快速有效振搗的混凝土材料，減少這一環(huán)節(jié)中高溫影響。（2）調(diào)整工序與施工工藝安排，進而減少混凝土運輸、澆筑、振搗與凝固環(huán)節(jié)中高溫影響，如混凝土儲存中采用遮蓋儲存方式，減少陽光直射造成的混凝土溫度過高；適當在夜間開展攪拌、澆筑、振搗工作；做好混凝土養(yǎng)護保溫工作等，都是降低混凝土溫度的有效方法。

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