沙特地区混凝土温度控制措施的研究

发表时间:2021/8/23   来源:《当代电力文化》2021年4月12期   作者:朱鹏
[导读] 沙特地区位于高温、干燥环境的热带沙漠地带
        朱鹏
        中国电建集团山东电力建设有限公司 山东 济南250000
        摘要:沙特地区位于高温、干燥环境的热带沙漠地带。本文主要从混凝土原材料、温控等方面出发,提出了高温干燥条件下混凝土施工的具体措施,以保证混凝土施工质量。
        关键词:沙特地区,混凝土,温度控制
引言
        目前沙特政府正在加紧推进经济转型,努力抓住与我国“一带一路”合作的有利机遇,工程所需混凝土生产量也会随之大规模增加。但由于沙特地处中东沙漠地区,其气候、水源及砂石等各方面与国内情况相差较大,其中一个主要特点就是混凝土水化热较大,如不重视混凝土温度控制,依靠以往国内经验,往往不利于成本和质量控制。
1.概况
        沙特位于中东地区,属于典型的热带沙漠型气候。年平均气温25℃,日平均最高温度34℃,日最低温度平均值7℃。降雨则集中在11月~次年4月,年平均降雨量120毫米,地区整体降水量少。
        在这样高温、干燥的环境下进行混凝土浇筑工作,对混凝土会产生以下不利影响:
        (1)用水量增加,将会降低混凝土的28d强度值或相应的增加水泥用量,使得混凝土生产成本增加[1];
        (2)高温下,混凝土搅拌时水分蒸发速度加快,容易导致坍落度损失,混凝土流动性降低,凝结硬化的速率增加,导致施工时混凝土的和易性差。在收缩过程中,水分蒸发,混凝土内部存在一定数量的气泡,很大程度上会产生裂缝,影响混凝土拌合的质量;
        (3)高温使得水泥水化反应加快,混凝土的凝结加快,缩短了施工操作时间,从而导致振捣不良,继而引发蜂窝、麻面、冷缝等其他质量问题[2];
        (4)养护难度增加。脱模后若没有及时浇水养护,将因为水化的不正常而导致降低强度,或者加大混凝土收缩,出现干缩裂缝。塑性裂变是高温条件下混凝土施工过程中比较容易发生的一个状况[2]。
        因此,高温、干燥条件会导致混凝土的拌合、浇筑、养护产生一系列问题,影响混凝土的工作性能和耐久性,仅按照国内高温、干燥条件下混凝土的施工方法与施工经验来控制混凝土施工质量难以达到设计要求。为保证混凝土的施工质量,必须对混凝土的温度进行控制。
2.建材情况
        水泥方面,沙特当地虽然建有多家大型水泥厂,但大多缺乏运输能力,还需要与外部运输公司进行合作。石子方面,当地石材缺乏,运输距离较长,此外石子规格与国内不一样,主要是3/4”和3/8”两种规格。沙子方面,资源较为丰富,但大部分属于细砂,导致混凝土中胶凝含量较高。掺合料方面。沙特当地所用的粉煤灰都是从印度或阿联酋进口,价格远高于水泥。水源方面,由于沙特当地严重缺乏水资源,其对地下水等水资源管控严格。                     
3.混凝土生产的温控措施
        根据设计要求,本项目混凝土浇筑时的温度不得超过32℃,混凝土构件内任何部位的最高水化温度不得超过32℃,单元内任意一点与最近表面的温度差不得超过20℃(25℃时的混凝土热膨胀系数控制在10x10-6/℃以内)。当气温上升至32°C以上或新拌混凝土的预计蒸发损失超过1kg/m2/h时,应采取适当措施来控制浇注混凝土时的入模温度。
3.1.影响混凝土入模温度的主要因素
         影响混凝土入模温度的主要因素有:原材料的温度、搅拌升温及现场泵送罐内摩擦升温等几个环节。
         关于搅拌升温及现场泵送罐内摩擦升温方面,考虑到混凝土拌合物出机温度与在1小时内到达现场入模时的温度升高区间在1.5至2.3摄氏度,因此需要控制其混凝土出机温度不高于26度,并将运输时间控制在15分钟以内,才可以保证混凝土入模温度不高于32摄氏度。


         为此,在保证上述条件的情况下,混凝土入模温度控制重点应是对原材料温度的控制。
3.2.混凝土原材料的温控措施
        水泥方面:在与水泥生产厂家签订合同时,需对水泥温度做出约定,明确入场水泥温度不得高于60℃。注入水泥罐的水泥一般在12小时以后使用,使水泥的热量充分释放,确保生产时将水泥温度控制在50℃以下。
        为了对骨料有效的降温,在原材料运输的过程当中,采取有效的温控措施,比如全覆盖遮阳网、夜间加大运输量等方式,尽量避免夏季白天高温对原材料的温度影响。在最炎热的季节里,每个料仓还可设置通风机进行降温。上料时暴露于阳光直射的传送皮带,加设遮阳棚,避免阳光直射,造成砂石温度升高。                                 
        为了降低搅拌用水的温度,避免阳光直射造成温度升高,将储水池放置于地下,并且在储水池外侧和顶面加设挤塑板进行保温;罐车罐体外包裹保温层,并对保温层进行洒水,以减缓罐体内混凝土温度的上升。
        搅拌站设置制冰系统,此系统同时可以进行搅拌用水冷却。根据原材料温度、室外温度情况,混凝土搅拌时加设碎冰代替部分搅拌用水,保证混凝土的温度。合理确定搅拌运输车的运行时间,保证混凝土到达浇筑地点时温度符合要求。碎冰的粒度控制在5mm 以下,确保冰在搅拌机里面能基本溶解禁止入模时混凝土中有冰粒。           
3.3.混凝土运输
        优先选择距离现场较近且不拥堵的道路,从而尽可能缩短混凝土运输时间,使运输及泵送过程中的混凝土温度不致过高。在搅拌车罐体和泵车管道外壁四周包裹麻袋,并覆盖草包,同时反复淋水、降温,可减少在运输过程中混凝土的吸热温升。
4.混凝土浇筑、养护温控措施
4.1.混凝土浇筑温控措施
        为保证混凝土浇筑质量,该项目尽量避免在高温时段进行混凝土浇筑施工,随时跟踪和关注天气预报,掌握天气变化趋向走势,每天抓住低温时段进行浇筑作业,根据现场温度实测记录,每天的低温时段在下午16时至次日上午10时,需提前做好浇筑施工安排,进行抢浇、快浇。而对于白天的高温时段,为保证混凝浇筑质量,一般也只做浇筑前准备工作。
        混凝土浇筑施工前,首先对模板洒水进行降温处理,然后采用布料机辅助混凝土输送泵进行浇筑。要合理调配混凝土搅拌原材料投放,缩短混凝土搅拌时间,加快混凝土搅拌速度,从而缩短混凝土供应时间;利用合理浇筑设备加快混凝土入模覆盖速度。混凝土入模后,快速找平,快速振捣。混凝土浇筑完毕后,及早覆盖养护。
        为避免混凝土产生温度裂缝,在混凝土浇筑施工作业中,起实际温差控制在必须小于容许温差,这就需要在施工过程中加强温度观测,配备专业观测人员对混凝土骨料、出机温度、入仓温度以及环境温度进行观测、记录。
4.2.混凝土养护温控措施
        在混凝土浇筑抹压找平后,及时加盖塑料薄膜,尽量减少透风、漏气、水分蒸发散失热量,同时在薄膜上覆盖土工布进行保湿保温养护,达到延长散热时间、减少混凝土表面热扩散、控制混凝土内外温差的效果。为确保万无一失,每天对混凝土进行养护水浇筑,将其内外温差控制在20℃内,避免因高温环境导致的混凝土开裂现象。
        此外,每天机械出工前,机械操作人员要检查水箱储水情况,为机械加满水,避免机械因缺水高温而出现故障。对施工各班组进行安全教育,增强作业人员对各种情况的应急处理能力。
5.结论
        在沙特当地进行混凝土生产及浇筑时,要注意其各项条件有别于国内。除了通过大量混凝土试配,找出混凝土最佳配合比,控制水化热及降低生产成本外,还应注意采取各种措施对原材料的温度控制,以便使生产出来的混凝土温度能够满足当地严苛的标准。
6.参考文献
        [1] 段瑞明. 沙特南北铁路项目中高温环境下混凝土施工的质量控制[J]. 工程机械, 2009(08):10-11+75-77.
        [2] 韩秋芳. 谈高温环境下混凝土施工技术[J]. 山西建筑, 2013(23):83-84.
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