綜合版

特別策劃：高溫天氣下的混凝土生產(chǎn)與施工

王勇，盧運(yùn)壯，李新國(guó)（臨沂天元混凝土工程有限公司）

編者按：正值炎熱夏季，外界溫度高、陽(yáng)光照射強(qiáng)。在高溫下，混凝土中的水分蒸發(fā)速度快、水泥水化速率加大，對(duì)混凝土的生產(chǎn)與施工產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響混凝土的工作性能和力學(xué)性能；同時(shí)，有的地區(qū)高溫曝曬，空氣干燥、濕度小，而有的地區(qū)出現(xiàn)“桑拿天”，空氣濕度大，所以同是在高溫天氣，各地情況不同，對(duì)混凝土的生產(chǎn)與施工調(diào)整也不同。如何在高溫天氣下，令混凝土生產(chǎn)與施工正常進(jìn)行，保證混凝土的各項(xiàng)性能滿足工程要求呢？本期特別策劃邀請(qǐng)大家就此問(wèn)題展開(kāi)討論。

正值炎熱夏季，夏季混凝土工程的生產(chǎn)施工是工程施工中的一個(gè)難點(diǎn)。在高溫下，混凝土中的水分蒸發(fā)速度快、水泥水化速率加大、坍落度損失過(guò)快，對(duì)混凝土的實(shí)體質(zhì)量造成不利的影響。本文淺談混凝土在高溫天氣下生產(chǎn)與施工的控制措施。

1 高溫天氣對(duì)混凝土的影響

在高溫天氣下混凝土生產(chǎn)施工時(shí)，拌合用水量的增加，混凝土坍落度損失加快；混凝土凝結(jié)時(shí)間變短。因?yàn)檩^高的拌合用水將增大混凝土的水膠比，較高的混凝土溫度導(dǎo)致混凝土水化加快、坍落度損失加快，這些將會(huì)導(dǎo)致混凝土凝固過(guò)程中及初凝過(guò)程中混凝土強(qiáng)度的降低、混凝土 28d 和后續(xù)強(qiáng)度降低。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，裂縫將導(dǎo)致混凝土耐用性能降低，由于水化速率或水中粘性材料比率的不同，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面顏色的差異等，腐蝕溶液進(jìn)入會(huì)增加鋼筋被腐蝕的可能性。這些將會(huì)影響混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性。

2 高溫天氣下混凝土生產(chǎn)控制措施

2.1 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

高溫季節(jié)混凝土生產(chǎn)時(shí)，要更嚴(yán)格控制混凝土生產(chǎn)用原材料質(zhì)量，防止因原材料質(zhì)量問(wèn)題加劇混凝土坍落度的損失和質(zhì)量的下降。采用聚羧酸系外加劑的企業(yè)，要控制砂的含泥量和泥塊含量、石子的石粉含量和顆粒級(jí)配、粉煤灰的需水量比以及外加劑的保坍時(shí)間這幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。良好的原材料質(zhì)量是高溫季節(jié)混凝土生產(chǎn)施工的重要保障。

2.2 降低混凝土拌合物的溫度

降低混凝土拌合物的溫度主要從降低原材料的溫度入手：

（1）降低水泥溫度。一般來(lái)說(shuō)，水泥溫度升高4℃，混凝土溫度會(huì)提高 1℃。散裝水泥進(jìn)場(chǎng)溫度高、活性大，導(dǎo)致混凝土拌合物坍落度損失加快，在高溫天氣下尤為明顯。因此，要控制進(jìn)場(chǎng)水泥的使用，盡量生產(chǎn)時(shí)使用放置一段時(shí)間的水泥。

（2）降低骨料溫度。降低骨料溫度是一種非常有效降低混凝土溫度的辦法，當(dāng)骨料溫度降低 2℃，混凝土溫度一般會(huì)降低 1℃。由于粗細(xì)骨料都是集中堆放，因此每天可用地下水對(duì)堆放的骨料進(jìn)行噴淋降溫。

（3）降低水的溫度。由于水的比熱是水泥和骨料的 4～5 倍，通常情況下，水溫降低 4℃ 可使混凝土溫度降低 1℃，因此可以采用地下水或者把冰破碎后與水形成的冰水混合物直接加入攪拌機(jī)，冰水混合物中碎冰的用量盡量別超過(guò) 25%，這樣能保證攪拌時(shí)，碎冰能完全融化。

2.3 提高外加劑摻量或用高性能外加劑

高溫天氣下，混凝土拌合物坍落度損失加快，有些緩凝劑在高溫下保坍效果變差，造成混凝土保坍難度加大。在生產(chǎn)時(shí)，可適當(dāng)增加外加劑的摻量，適當(dāng)提高坍落度。對(duì)于運(yùn)輸距離長(zhǎng)或者澆筑施工慢的工地，生產(chǎn)時(shí)可將混凝土拌合物控制在輕微離析的狀態(tài)，以保證澆筑時(shí)，混凝土具有良好的工作性。在提高外加劑摻量時(shí)，如果混凝土和易性、保坍效果等改善不明顯的情況下，可以采用高性能外加劑，高性能外加劑能明顯改善混凝土拌合物的和易性、保坍效果。

2.4 合理調(diào)度車輛

高溫天氣下盡量避免工地壓車。有些調(diào)度人員圖省事往同一個(gè)工地連續(xù)發(fā)四、五輛車，經(jīng)常出現(xiàn)工地壓車的情況，工地一旦出現(xiàn)停電、堵泵、炸管等現(xiàn)象，造成混凝土長(zhǎng)時(shí)間不能澆筑，坍落度損失嚴(yán)重，容易造成混凝土卸料困難或者運(yùn)輸車罐報(bào)廢，加水調(diào)整后再用容易造成嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，工地澆筑混凝土的車輛盡量不要超過(guò)三輛，調(diào)度人員要隨時(shí)觀察車輛 GPS信息，經(jīng)常與工地施工人員聯(lián)系，做到不壓車、不斷車。

3 高溫天氣下混凝土澆筑施工控制措施

（1）運(yùn)輸混凝土的車輛到工地后，及時(shí)安排人員進(jìn)行澆筑施工，澆筑過(guò)程中在保證混凝土澆筑質(zhì)量的情況下，盡量加快澆筑施工的速度，從而保證混凝土在良好的工作性能中澆筑到施工部位，進(jìn)而保證混凝土的質(zhì)量。

（2）工地澆筑混凝土施工盡量安排在夜間進(jìn)行，夜間環(huán)境氣溫相對(duì)于白天來(lái)說(shuō)稍微低點(diǎn)，混凝土坍落度等各方面性能能夠保持地更好。

（3）混凝土澆筑施工時(shí)，盡量控制每層澆筑高度不超過(guò) 30cm，既有利于振搗密實(shí)，又加快混凝土的熱量散失，避免混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

（4）澆筑完混凝土后及時(shí)覆蓋地膜，并用濕草簾進(jìn)行護(hù)蓋，避免暴曬混凝土產(chǎn)生干縮裂縫，后期也要安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。對(duì)于豎向構(gòu)件，最好是帶模進(jìn)行養(yǎng)護(hù)不少于 7d，脫模后也要不間斷地進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)然也可在墻體頂端設(shè)多孔淋水管，達(dá)到脫模強(qiáng)度后，可松動(dòng)對(duì)拉螺栓，使墻體外側(cè)與模板之間有 2～3mm 的縫隙，確保上部淋水進(jìn)入模板與墻壁間。對(duì)于高層的剪力墻，最好是先脫內(nèi)模從內(nèi)養(yǎng)護(hù)，而后再脫外模，這樣既加快提高混凝土強(qiáng)度，又能使混凝土溫度從內(nèi)冷卻。做到前 7 天堅(jiān)持灑水保持濕潤(rùn)，經(jīng)常連續(xù)養(yǎng)護(hù)，并堅(jiān)持按時(shí)段養(yǎng)護(hù)，后期做到間斷的灑水養(yǎng)護(hù)，使結(jié)構(gòu)逐漸干燥，這樣可以利用混凝土的徐變性能，對(duì)溫度及干縮應(yīng)力起到“卸荷”作用，避免裂縫的產(chǎn)生。

王愛(ài)勤（蘇州混凝土水泥制品研究院，高工）

炎熱夏季，外界溫度高、陽(yáng)光照射強(qiáng)，在高溫下，混凝土中的水分蒸發(fā)速度快、水泥水化速率加大，對(duì)混凝土的生產(chǎn)與施工產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響混凝土的工作性能和力學(xué)性能，怎樣避免混凝土夏季高溫施工負(fù)面影響？措施如下：

1 原材料

（1）盡量選用摻混合材的水泥，切忌用早強(qiáng)型水泥。因?yàn)橄募舅嗨俣瓤?，用摻入混合材的水泥可以預(yù)防水泥水化速率過(guò)快，體積收縮而產(chǎn)生裂縫。

（2）拌合用水盡量用地下水，降低拌合水的溫度。

（3）混凝土用的砂石盡量建室內(nèi)堆場(chǎng)，室外堆場(chǎng)用遮陽(yáng)布遮擋，防止陽(yáng)光暴曬。此外，還可在拌合前噴水降溫。

2 外加劑的選用

（1）選用緩凝型減水劑，延緩凝結(jié)時(shí)間；

（2）摻入適量保水劑；

（3）注意外加劑與原材料及不同外加劑相互間的適應(yīng)性，且測(cè)試外部環(huán)境下的坍落度損失和含氣量損失。

3 運(yùn)輸與施工

（1）夏季注意運(yùn)輸距離及到施工現(xiàn)場(chǎng)盡快澆筑，不要攪拌車排隊(duì)等候過(guò)久；

（2）盡量采用一天時(shí)間的低溫時(shí)運(yùn)輸及施工；

（3）在工地嚴(yán)禁在混凝土內(nèi)加水；

（4）注意施工間的質(zhì)量及各工序的協(xié)調(diào)。

4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

（1）混凝土澆筑整平后，表面應(yīng)覆蓋清潔的塑料薄膜。

（2）初凝后撤去塑料薄膜，用浸濕的粗麻布覆蓋，并經(jīng)常灑水，保持潮濕狀態(tài)最少 7 天，當(dāng)條件許可時(shí)，也可采用在混凝土表面噴霧降溫的養(yǎng)護(hù)措施。

（3）保濕養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)采取遮陽(yáng)和擋風(fēng)措施，以控制溫度和干熱風(fēng)的影響。

（4）可在模板底部采取預(yù)先冷卻的技術(shù)，混凝土拆模后的灑水養(yǎng)護(hù)宜用自動(dòng)噴水系統(tǒng)和噴霧器，濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)不間斷，不得形成干濕循環(huán)。

（5）大體積混凝土應(yīng)提前養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于 28 天。

高國(guó)成（威海市長(zhǎng)峰建筑工程公司，技術(shù)總工）

筆者就將混凝土在高溫環(huán)境下，如何確保質(zhì)量和施工，剖析一二給炎熱的混凝土工作同仁們降降溫。

1 混凝土強(qiáng)度發(fā)展的必須條件

1.1 配合比設(shè)計(jì)的條件因素

配合比設(shè)計(jì)的合理性是建立在一定原材料品質(zhì)的基礎(chǔ)上，理論性的計(jì)算，通過(guò)多次地試拌，去滿足強(qiáng)度、施工性能和工作性能、耐久性能、經(jīng)濟(jì)性能的過(guò)程。這同時(shí)也要求混凝土設(shè)計(jì)人員要充分了解影響強(qiáng)度的因素，影響施工和工作性能所處的條件，耐久性和成本的權(quán)重，合理地、有選擇性地選擇原材料。但往往攪拌站是來(lái)什么材料的條件下去滿足有關(guān)混凝土的性能，沒(méi)有可選擇性，迫使設(shè)計(jì)要達(dá)到要求卻很難做到。

1.2 溫度、濕度和齡期

GB/T 50081—2016《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中，規(guī)定 (20±2)℃，相對(duì)濕度 95% 以上標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱或溫度為 (20±2)℃的不流動(dòng)的 Ca(OH)2飽和溶液中養(yǎng)護(hù)，同時(shí)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期為 28 天 。GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中規(guī)定，等效養(yǎng)護(hù)齡期可取按日平均溫度逐日累積達(dá)到 600℃·d 時(shí)所對(duì)應(yīng)的齡期。無(wú)論是混凝土試件還是澆筑的混凝土主體結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)都需要一定的溫度、濕度和時(shí)間。這種理想的環(huán)境下，是混凝土水泥水化進(jìn)程的必要條件。在實(shí)際生產(chǎn)和施工過(guò)程中卻不可能創(chuàng)造這種混凝土的溫室條件。這就要求技術(shù)人員利用有關(guān)管理措施，技術(shù)措施，經(jīng)濟(jì)措施等去降低因?yàn)橥饨绺邷丨h(huán)境帶來(lái)的質(zhì)量損失。

2 高溫條件下對(duì)混凝土的不利影響

2.1 坍落度損失

高溫條件下混凝土中的水分蒸發(fā)速度加快，同時(shí)水泥水化提前，新拌混凝土表現(xiàn)的狀態(tài)就是混凝土坍落度明顯變小，由大流動(dòng)態(tài)混凝土逐漸向流動(dòng)態(tài)混凝土，甚至向塑性混凝土發(fā)展，造成施工坍落度無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求和施工要求。坍落度指標(biāo)是高溫天氣下控制的一個(gè)重要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)、前期的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)過(guò)程中的管控都是對(duì)坍落度指標(biāo)的糾偏。

2.2 裂縫風(fēng)險(xiǎn)變大

裂縫是混凝土的固有屬性，被稱之為混凝土的“癌癥”。在合理的技術(shù)措施和管理措施的條件下，有規(guī)范的施工和養(yǎng)護(hù)，可以大大降低有害裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土的耐性設(shè)計(jì)使用年限。高溫條件下，混凝土中的水分快速?gòu)膬?nèi)部遷徙到混凝土表面被蒸發(fā)，加上水泥水化進(jìn)程進(jìn)一步加快，產(chǎn)生收縮力，混凝土處在塑性階段時(shí)，還不具備一定的機(jī)械強(qiáng)度，不具備抵抗因收縮產(chǎn)生的力，進(jìn)而造成混凝土開(kāi)裂。

2.3 冷縫的生產(chǎn)

冷縫是指同一混凝土結(jié)構(gòu)的上下兩層混凝土的澆筑時(shí)間間隔超過(guò)初凝時(shí)間而形成的施工質(zhì)量縫。高溫條件下，混凝土自由水流失過(guò)快和化學(xué)反應(yīng)加快，混凝土初凝時(shí)間大大提前，如果施工間歇控制不到位，兩次澆筑的時(shí)間超過(guò)初凝時(shí)間而形成冷縫，造成接茬混凝土的連接不牢固，破壞了混凝土整體性能，同時(shí)也影響了混凝土的抗剪能力。

3 高溫條件下對(duì)施工的不利影響

3.1 現(xiàn)場(chǎng)管理人員的松懈

高溫天氣下，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境干燥，為了趕進(jìn)度，沒(méi)有酌情安排混凝土的澆筑時(shí)間，隨意性很大，目的就是完成進(jìn)度目標(biāo)。對(duì)于高溫現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r，也就是例行公事地看一眼就不管了，不知澆筑進(jìn)度快慢，甚至施工出現(xiàn)中斷時(shí)，還催促攪拌站發(fā)貨，造成因混凝土等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而無(wú)法滿足澆筑。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)施工工人的浮躁

若混凝土澆筑工人質(zhì)量意識(shí)不高，遇到高溫下澆筑混凝土，更是浮躁嚴(yán)重，總想這么熱的天，快速澆筑完成澆筑任務(wù)，混凝土坍落度越大越好，加水嚴(yán)重，澆筑到上面還要澆水振搗，澆水抹面的行為比比皆是，可以說(shuō)為所欲為。這種浮躁的施工方式給混凝土質(zhì)量埋下了質(zhì)量隱患。

4 高溫施工的質(zhì)保措施

4.1 攪拌站技術(shù)措施

4.1.1 原材料措施

高溫條件下，水泥化學(xué)反應(yīng)速度隨溫度升高而加快。所以盡量選用 C3S 含量少的水泥，水泥早期的水化速度慢一些。對(duì)于進(jìn)廠的水泥也盡量提前采購(gòu)，可降低水泥本身的溫度，也是減弱水泥水化的一種措施。對(duì)于混凝土用水，也盡量選用溫度低的水，比如冰水，或者深井水。骨料應(yīng)存放在遮陽(yáng)棚內(nèi)，防止陽(yáng)光直射而造成骨料表面溫度過(guò)高。摻合料應(yīng)選擇品質(zhì)高、需水量低的產(chǎn)品，為高溫天氣大摻摻合料奠定基礎(chǔ)。外加劑應(yīng)選擇與膠凝材料和骨料適應(yīng)性好的減水劑，這樣可以減少因水泥水化和水分蒸發(fā)帶來(lái)的損失。

4.1.2 配合比調(diào)整措施

在高溫天氣下，配合比設(shè)計(jì)主要偏向指標(biāo)坍落度和坍落度損失值的設(shè)計(jì)。常用的梁、板、柱坍落度設(shè)計(jì)一般為 200～220mm，配合比設(shè)計(jì)初始坍落度盡量大一些，比如設(shè)計(jì)為 220～240mm，坍落度損失根據(jù)工程運(yùn)輸?shù)倪h(yuǎn)近情況，一般要做到坍落度損失不超過(guò) 20～30mm/h。若遠(yuǎn)距離輸送，可通過(guò)再次調(diào)整外加劑，做到更長(zhǎng)時(shí)間的坍落度保持。

4.1.3 過(guò)程控制措施

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室配合比的設(shè)計(jì)情況，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)運(yùn)距的遠(yuǎn)近，施工的實(shí)際情況，作為出廠質(zhì)檢要做到出廠不同坍落度的混凝土去滿足施工性能要求。在保持 W/B 在控制范圍內(nèi)的情況下，可增減泵送劑的含量，來(lái)控制出廠坍落度和坍落度損失值。

4.2 攪拌站生產(chǎn)措施

4.2.1 生產(chǎn)溝通措施

生產(chǎn)方面應(yīng)盡量與工地溝通澆筑時(shí)間，避開(kāi)高溫條件下施工?？梢赃x擇早晨早一些或者晚上施工。同時(shí)溝通盡量做到過(guò)程發(fā)貨不壓車。對(duì)于工地澆筑過(guò)程中工人吃飯、振動(dòng)棒燒壞、工地停電等異常情況，應(yīng)及時(shí)溝通。對(duì)于積壓的混凝土車輛可以調(diào)配到別的工地，以免造成時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，混凝土損失過(guò)大，而無(wú)法澆筑。

4.2.2 運(yùn)輸和泵送措施

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，夏季高溫天氣下，給攪拌運(yùn)輸車穿上冬季穿的“棉衣”，坍落度損失要比不穿“棉衣”小很多。運(yùn)輸在保證安全條件下，盡快運(yùn)輸?shù)焦さ剡M(jìn)行澆筑，采用較少的運(yùn)輸設(shè)備，保證不斷料、不壓車。泵送設(shè)備應(yīng)保持連續(xù)泵送，因攪拌車斷車，工地出現(xiàn)異常情況下，應(yīng)每隔 10～20 分鐘，進(jìn)行泵送設(shè)備擺缸輸送，反泵數(shù)次，防止堵泵。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)施工管理措施

4.3.1 澆筑管理

高溫澆筑混凝土?xí)r，模板和鋼筋要灑水潤(rùn)濕、降溫。在澆筑過(guò)程中，要合理地分段分層，使新老混凝土澆筑間隔時(shí)間盡量短，防止冷縫的出現(xiàn)。由于高溫下，陽(yáng)光直射，澆筑振動(dòng)完畢后，應(yīng)及時(shí)覆蓋薄膜，并全面覆蓋。

4.3.2 養(yǎng)護(hù)管理

對(duì)于板的澆筑，要在澆筑過(guò)程中就要覆蓋塑料薄膜，對(duì)于大體積混凝土還要覆蓋濕潤(rùn)的毛毯。對(duì)于地面澆筑需要提光面的，應(yīng)在澆筑 10～12 小時(shí)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。對(duì)于墻和柱子可采用帶模養(yǎng)護(hù)，脫模后采用養(yǎng)護(hù)液或者塑料薄膜纏繞進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5 總結(jié)

高溫下混凝土供應(yīng)和施工都是一種考驗(yàn)，各方都應(yīng)該引起高度的重視，對(duì)于高溫條件下不利的因素加強(qiáng)管理和協(xié)作，混凝土質(zhì)量一樣能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

田成（甘肅建投商品混凝土有限公司，減水劑技術(shù)負(fù)責(zé)人）

1 高溫天氣對(duì)混凝土生產(chǎn)的影響和解決辦法

1.1 混凝土流動(dòng)性下降快

解決辦法：

（1）采用新一代聚羧酸系高性能復(fù)合外加劑。聚羧酸系高性能復(fù)合外加劑中含有保坍組分和緩凝組分，能夠較大限度的延長(zhǎng)混凝土的保坍時(shí)間，從而滿足施工要求。

（2）在保證混凝土不離析的前提下，將混凝土出攪拌機(jī)的坍落度盡可能地放大，這樣即使在運(yùn)輸過(guò)程中混凝土坍落度有所損失，到達(dá)工地后仍能滿足施工要求。

（3）采用聚羧酸系高效減水劑，在保證混凝土凝結(jié)時(shí)間正常的前提下盡可能的復(fù)合大量的糖類緩凝組分，以此來(lái)延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間即延長(zhǎng)水泥形成鈣礬石的速率。

1.2 高溫天氣下混凝土收縮產(chǎn)生裂縫

解決辦法：

（1）采用聚羧酸系減水劑。

（2）加入適量的聚丙烯纖維，增強(qiáng)混凝土的抗裂性能。

（3）在保證混凝土工作性能的前提下提高聚羧酸減水劑的用量，從而較低混凝土單位用水量。

（4）混凝土的運(yùn)輸?shù)焦さ睾髧?yán)禁加水，因?yàn)樗烈獾募铀畷?huì)改變混凝土的水灰比從而導(dǎo)致裂縫。

2 高溫天氣下混凝土生產(chǎn)與澆筑過(guò)程中的預(yù)防措施

（1）控制水泥進(jìn)場(chǎng)溫度。

（2）采用熱泵技術(shù)控制混凝土拌合水的溫度。

（3）給罐車穿上“防曬衣”避免陽(yáng)光直接照射在混凝土攪拌車上。