“商品混凝土控温措施”在广州地铁工程中的应用.doc

“商品混凝土控温措施”在广州地铁工程中的应用“商品混凝土控温措施”在广州地铁工程中的应用劳煜明，吴远城（广州市住宅建设发展有限公司，广东 广州 510160）摘 要：分析了高温天气对商品混凝土的生产和施工造成的不利影响, 对商品混凝土生产与施工时入模温度控制的试验进行了阐述,从而为高温天气下商品混凝土生产和施工提供技术参考。关键词：高温天气；商品混凝土；生产与施工；温度控制；应用引言高温天气对商品混凝土的生产和现场施工会带来很多的不利。首先，来自高温天气对混凝土有害因素包括四个方面：环境温度高、太阳高度角大，太阳辐射强、空气相对湿度低，水分蒸发速度快、混凝土拌合温度高。其次，高温天气对新拌混凝土质量可能受到七种不利因素的影响：增加水分需求量、加快坍落度损失，以致在工地需额外加入水分、加快凝结导致浇注和修整困难、难于控制引气、塑性开裂的趋势增加，产生裂缝的概率增大、早期养护的要求提高、使混凝土内外温度升高以致引起混凝土后期强度的降低。夏季高温主要体现在高温下水分损失速度和水泥水化反应速度加快。广州地区属于亚热带地区，常年平均温度在1530，每年7、8、9月是夏季气温最高的月份，日照时间长，基本无雨，最低气温也都在25以上；白天温度可达到35以上。日平均气温基本上超过30。根据GB50108地下工程防水技术规范中4.1.27条的规定：炎热季节施工时，应采取降低原材料温度，减少商品混凝土运输时吸收外界热量等降温措施，入模温度不应大于30。应采取保温保湿养护，商品混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25，表面温度与大气温度的差值不应大于20，温降梯度不得大于3/d， 多年前，我单位开展了以“高温天气商品混凝土生产与入模温度控制技术”为课题的试验。以供应广州地铁的商品混凝土和施工应用为对象，选择C30P8防水抗渗混凝土、大体积混凝土和C40清水混凝土两个主要强度等级三个品种的混凝土作为试验目标，经过在广州地铁3号线、广州地铁2，8号线延长段、广州地铁4号线高架段等工程的广泛应用，不断改进和完善取得良好的技术效果。根据国家相关的标准和规范，以及建设单位的特定要求(1)防水抗渗混凝土要求：净水泥用量不得少于280kg/m3，坍落度150mm，入泵坍落度控制在12020mm，入泵前坍落度每小时损失值30mm，坍落度总损失60mm，控制入模温度30，尽量减少混凝土内外的温度变化梯度。(2)清水混凝土要求：水泥用量控制在400500kg/m3，用水量控制在170180kg，粉煤灰级，掺量控制在10%以下，坍落度控制在100140mm之间，坍落度每小时损失值30mm，控制入模温度在28以下，、混凝土中心温度与表面温度差值25，混凝土表面温度与大气温度差值20；而且，还要求混凝土具有良好的工作性和黏聚性，色泽均匀一致,不允许出现分层、离析，供应过程不得长时间中断等等。开始进行商品混凝土降温，我们的思路是直接购买制冰厂生产出来的冰块，由冰厂提供碎冰机,将冰块切碎为冰屑，每m3商品混凝土加入经称量的2040kg冰屑具体根据气温条件、运输时间(白天或者夜晚) 、运输距离、原材料自身温度、含水率等因素确定，在生产过程中扣除相应的用水量。但这样做不久，我们发觉冰屑不一定能在短时间内完全溶化进入水中与在混凝土拌合作用，部分冰屑仍然以颗粒状形式残留存在，造成混凝土成型后表面或内部存在着诸多的微小空洞。后来，我们选购和安装了一台40STE150WSE大型循环冷水机组，用冷水机组进行自来水降温替代了用冰屑的加入。商品混凝土生产、运输与施工全过程的控制 “高温天气商品混凝土生产与入模温度控制技术”的应用，具体操作包括以下几个方面，一.原材料的预冷却降温处理：二.商品混凝土生产与运输过程的控制；三.与施工现场的协调等三大主要部分。一、原材料的预冷却降温处理 (1) 将准备用于生产的水泥、粉煤灰、矿渣粉等胶凝材料提前进货，并放进储存罐，自然冷却不小于24h；(2) 骨料堆放场地搭设带防雨、防晒顶棚的料仓，足量存放当次所用的粗、细骨料，料仓底部和周边设置排水沟，粗骨料仓四周环绕设置多个冷水喷淋喷头，可持续喷洒在粗骨料(碎石)上直接降温。 (3) 安装大型循环冷水机组，使用前24h给冷水机组送电，使润滑油加热器加热，提前12h开启冷水机，并配备自来水储罐。自来水储罐表面设置不小于50mm的隔热保温层、同时冷水机组的冻水输送泵、连接搅拌落水的冷水管道等也将全部包裹隔热保温材料，避免冷量损失。(4) 当生产混凝土用水量大时，冷却水的降温速度和冷却效果将会下降，则需要另外配备碎冰机，准备一定数量的冰块切碎成冰屑用人工的方法加入蓄水罐，补充和加速拌合用水降温速度。备用的冰块可预先存放在标准样护室内，并用麻袋或塑料薄膜覆盖表面，减缓冰块的溶化速度。生产使用过程中，储罐内的自来水由始至终水温都保持不能高于10。 (5) 同时，选用优质高效的缓凝外加剂，适当加大外加剂的掺量，来控制混凝土的坍落度损失，并与外加剂厂家协调增加外加剂的缓凝组份，延长凝结时间。二、商品混凝土生产与运输过程的控制对所供应的防水抗渗混凝土、大体积混凝土，主要解决好所有原材料的降温问题，可按常规的生产方法进行处理即可；但在供应广州地铁4号线C40清水商品混凝土时(主要应用于高架桥墩柱和箱梁)，由于建设单位所规定的净水泥用量大(超过400kg/m3)，而且规定所允许掺入的掺合料数量又有一定的限制，因此，在投料后必须比生产普通混凝土所用的搅拌时间要延长一倍以上，实际操作为120s，从而才能保证搅拌充分完全；生产前，必须对搅拌设备及运输车辆进行例行的检查，保证有可靠的、良好的工作状态，确保供料期间正常顺利地运行，不至于发生供应中断；对准备用于装载混凝土的搅拌车辆，可先在搅拌鼓内装入适量经冷却的自来水，并用冷却水冲洗搅拌鼓的表面，装车时车内水分必须清卸干净，力求使车鼓温度进一步降低；出场前，试验人员必须认真负责，逐一对混凝土进行包括温度、坍落度、和易性等项目的测定，并做好文字记录等工作；混凝土供应过程中，派出试验监控人员和车辆调度人员进驻到施工现场；生产结束后，还应派出客户服务人员跟踪施工现场的后期养护情况。三、与施工现场的协调每次混凝土的浇筑时间一般都会超过4h，建议工地其施工尽量选择在温度相对较低的时段，一般应选择在晚上或夜间进行，尽可能不在日间进行，气温超过35以上时，建议暂停施工或先采取其它有效的降温措施，再继续施工。提前派出相关人员与工地做好沟通协调，准确落实浇筑时间，保证所做的准备工作完全可用于混凝土供应。以免造成不必要人力、财力、物力等方面的浪费。根据施工现场入模的浇筑速度，控制搅拌车的发货速度，卸料过程中要做好车辆之间的衔接，既不能长时间中断，也不能使搅拌车在施工现场停留时间过长，停留时间最好控制在20min以内，搅拌车在施工现场卸料时间按标准规定不应超过45min；遇特别清况（如：车辆故障、道路堵塞、工地卸料设备故障等意外），超出规定时间的混凝土拌合物一定要舍弃，不得继续使用。使用“夏季高温天气商品混凝土入模温度控制技术”的效果1. 经多年使用，循环冷水机组可将储罐(约45m3)的常温自来水经约12h循环冷却，可从35降至6左右，在搅拌机称量处出水口实测的结果为56，生产出槽的混凝土在26左右，到工地后测定混凝土温度在2628之间，此温度可持续34h不变，随后温度随着混凝土拌合物水化热大量产生而开始上升，8h后加速，最高时混凝土表面温度可达4050(未开始养护时测得)，因此，当混凝土出现初凝状态后，应督促施工现场准备用麻袋、塑料薄膜或蓄水等方式及时保养，面积太大仍然在继续施工的应分段(块)进行，应防止混凝土因内外温差过大引起裂缝。 2.可以满足国家相关的规范和标准，如：GB50164商品混凝土质量控制标准、GB50108地下工程防水技术规范，以及广州地铁建设单位对所需混凝土的技术要求(标书)； 3.实践证明：经过多年的降温技术应用，在供应广州地铁工程的商品混凝土中，未发生在浇筑后因温度原因引起的开裂现象，总体质量较好；4.多年来通过对各施工点的质量回访和现场观测，防水抗渗混凝土、大体积混凝土、清水混凝土质量仍然稳定、良好，后期无发现因温度或各种因素引起的裂缝、渗漏等现象。现阶段“夏季高温天气商品混凝土入模温度控制技术”的缺陷1. 每m3商品混凝土中水的用量占总材料量比例很少，低温度的水被其它原材料热量吸收，材料温度平衡时，总体温度已经下降幅度不大，使得混凝土温度很难下降至25以下；2.当外部气温超过35以上时，使用现行的方法混凝土降温效果较差；3.生产成本加大，每m3混凝土增加1015%(增加的成本主要包括：冷水机组的投资、冷水机组的耗用电费、补充降温的冰块、人工费等几大部分)；4.使用降温控制技术所生产的商品混凝土，必须在生产后4h内完成整个卸料和施工过程，否则，随着时间的往后推移，混凝土水化热的大量产生，混凝土温度很快出现反弹。而且混凝土也很快进入初凝状态。结束语现阶段所使用的“高温天气商品混凝土生产与入模温度控制技术”是必要的，也是可行的。但仍然有必要进一步的探索和改进。此文是在多年从事商品混凝土