CN105370041A - 沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，包括如下步骤：（1）进行混凝土配比；（2）混凝土初始温度控制，对实际浇筑混凝土的出机温度控制在30℃以下，并控制混凝土入模温度在35℃以下；（3）进行混凝土浇筑。本发明全程采取了控温措施，补偿了混凝土的收缩，从而大大降低了混凝土的开裂，同时，在混凝土初凝后实行二次抹面，及时覆盖，洒水养护，对抑制混凝土裂缝的产生取得了良好的效果，未出现大面积龟裂现象，深入和贯穿性裂缝基本未出现。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土工程施工方法，具体是指一种极端条件下沙漠地区混凝土工程施工方法。
背景技术
塔克拉玛干沙漠位于新疆南部塔里木盆地的中央，是我国的第一大沙漠，世界上第二大流动沙漠，介于北纬36°50′～41°10′，东经77°40′～88°20′，面积达33.7万平方千米。因地处北半球中纬度地区，且又在远离海洋的欧亚大陆腹地,再加上塔里木盆地四周又为高山或高原（尤其是青藏高原）环绕，极其特殊的自然地理环境使得塔克拉玛干沙漠不仅具有一般沙漠的特点，如气候干旱、降雨稀少、蒸发强烈、地表径流微弱、地下水质恶化、植被稀疏、物种匾乏、生态环境脆弱、风沙活动频繁、沙丘连绵起伏、光照强烈充足、温较差大等，更有其独特的特征:
（1）气候干燥，降水稀少，年降水量一般不足50mm，但年蒸发量高达3000mm以上；7月份的平均相对湿度30%左右；
（2）年平均气温13.6℃，冬冷夏热；夏季酷热，极端最高气温达46℃，地表温度最高达73℃；冬季寒冷，最低气温可达-27℃，地表温度可达-29℃；
（3）气温昼夜差别比较大，日温差最大可达24℃。
新疆酸性气田地面工程的建设正处于这种极端气候条件下，该气候条件对施工的速度和质量极为不利，而气田地面工程建设往往工期要求紧迫，不可避免地会在寒冬酷暑下施工，这对混凝土的施工提出了严峻挑战，因此，混凝土工程的施工质量和速度成为决定工程质量和工期的关键。塔中的夏季，炎热干燥，水分蒸发特别快，且日温差大，对于新浇筑混凝土工程可能出现干燥快，凝结硬化快，并会容易产生裂缝等现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法。本发明全程采取了控温措施，补偿了混凝土的收缩，从而大大降低了混凝土的开裂，同时，在混凝土初凝后实行二次抹面，及时覆盖，洒水养护，对抑制混凝土裂缝的产生取得了良好的效果，未出现大面积龟裂现象，深入和贯穿性裂缝基本未出现。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）进行混凝土配比；
（2）混凝土初始温度控制，对实际浇筑混凝土的出机温度控制在30℃以下，并控制混凝土入模温度在35℃以下；
（3）进行混凝土浇筑。
所述步骤（1）中，配比的混凝土原材料包括：270—300kg/m3水泥、35—45kg/m3粉煤灰、55—65kg/m3矿渣、700—800kg/m3砂、1100—1200kg/m3碎石，140—150kg/m3水，前述组份总重量1—2%的减水剂。
所述步骤（2）中，混凝土原材料最高入机温度如下：水泥60℃、粉煤灰和矿渣组成的矿物掺合料35℃、水25℃、砂30℃、碎石30℃。
所述步骤（2）中，对于水泥降温，采取以下方式：水泥袋包装，用鼓风机吹冷风降温；水泥筒仓添加天棚，避免筒仓受阳光直射，以降低水泥温度。
所述步骤（2）中，对于水的温度控制，采用在拌和前至少1h在水中加入冰的方式，冷却拌和用水。
所述步骤（2）中，对于砂、碎石的温度控制，采用搭建遮阳棚防止太阳光直射砂石料的方式，并在使用前向碎石洒水，通过蒸发冷却降低碎石的温度。
所述步骤（2）中，混凝土出机温度通过下式计算得出：
式中：
T0—混凝土的出机温度（℃）；
Tg、Ts—碎石、砂的入机温度（℃）；
Tc、Tm—水泥、矿物掺合料的入机温度（℃）；
Tw、Tice—搅拌水、冰的入机温度（℃）；冰的入机温度低于0℃时，Tice应取负值；
Wg、Ws—碎石、砂干重量（kg）；
Wc、Wm—水泥、矿物掺合料干重量（kg）；
Ww、Wice—搅拌水、冰重量（kg），当混凝土不加冰拌合时，Wice=0；
Wwg、Wws—碎石、砂所含水重量（kg）。
所述步骤（3）中，混凝土入模前，先对地面、模板及钢筋进行洒水降温，但浇筑时不能有附着水。
所述步骤（3）中，夏季混凝土施工时，应准备好备用振捣器，另外要求每次振捣时间不宜过长，25—35s即可。
本发明还包括步骤（4），浇筑后进行养护：对于框架结构楼板采用的是覆盖塑料薄膜洒水养护，对于混凝土路面采用覆盖草帘洒水养护的措施；对混凝土侧面，采取带模喷水养护的措施，在炎热及干燥气候条件下浇水湿润养护至少21天，必要时可喷涂养护剂。
采用本发明的优点在于：
本发明全程采取了控温措施，补偿了混凝土的收缩，从而大大降低了混凝土的开裂。同时，在混凝土初凝后实行二次抹面，及时覆盖，洒水养护，对抑制混凝土裂缝的产生取得了良好的效果，未出现大面积龟裂现象，深入和贯穿性裂缝基本未出现。
具体实施方式
实施例1
一种沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，包括如下步骤：
（1）进行混凝土配比；
（2）混凝土初始温度控制，对实际浇筑混凝土的出机温度控制在30℃以下，并控制混凝土入模温度在35℃以下；
（3）进行混凝土浇筑。
所述步骤（1）中，配比的混凝土原材料包括：270—300kg/m3水泥、35—45kg/m3粉煤灰、55—65kg/m3矿渣、700—800kg/m3砂、1100—1200kg/m3碎石，140—150kg/m3水，前述组份总重量1—2%的减水剂。其中，碎石优选为10mm。
所述步骤（1）中，配比的混凝土性能需满足以下要求：
入泵坍落度：180～220mm，1h坍落度经时损失在40mm以内；
压力泌水率：10s相对泌水率不超过40%。
所述步骤（2）中，混凝土原材料最高入机温度如下：水泥60℃、粉煤灰和矿渣组成的矿物掺合料35℃、水25℃、砂30℃、碎石30℃。
所述步骤（2）中，对于水泥降温，采取以下方式：水泥袋包装，用鼓风机吹冷风降温；水泥筒仓添加天棚，避免筒仓受阳光直射，以降低水泥温度。
所述步骤（2）中，对于水的温度控制，采用在拌和前至少1h在水中加入冰的方式，冷却拌和用水。
所述步骤（2）中，对于砂、碎石的温度控制，采用搭建遮阳棚防止太阳光直射砂石料的方式，并在使用前向碎石洒水，通过蒸发冷却降低碎石的温度。
所述步骤（2）中，混凝土出机温度通过下式计算得出：
式中：
T0—混凝土的出机温度（℃）；
Tg、Ts—碎石、砂的入机温度（℃）；
Tc、Tm—水泥、矿物掺合料的入机温度（℃）；
Tw、Tice—搅拌水、冰的入机温度（℃）；冰的入机温度低于0℃时，Tice应取负值；
Wg、Ws—碎石、砂干重量（kg）；
Wc、Wm—水泥、矿物掺合料干重量（kg）；
Ww、Wice—搅拌水、冰重量（kg），当混凝土不加冰拌合时，Wice=0；
Wwg、Wws—碎石、砂所含水重量（kg）。
所述步骤（3）中，混凝土入模前，先对地面、模板及钢筋进行洒水降温，但浇筑时不能有附着水。
所述步骤（3）中，夏季混凝土施工时，应准备好备用振捣器，另外要求每次振捣时间不宜过长，25—35s即可。
本发明还包括步骤（4），浇筑后进行养护：对于框架结构楼板采用的是覆盖塑料薄膜洒水养护，对于混凝土路面采用覆盖草帘洒水养护的措施；对混凝土侧面，采取带模喷水养护的措施，在炎热及干燥气候条件下浇水湿润养护至少21天，必要时可喷涂养护剂。
实施例2
本发明所要解决的技术问题是提供一种可在沙漠地区的极端条件下实施的施工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
包括以下步骤：
（1）进行混凝土配比；
（2）混凝土初始温度控制，对实际浇筑混凝土的出机温度控制在30℃以下，并控制混凝土入模温度在35℃以下；
（3）进行混凝土浇筑。
优选的是，在（1）步骤中，混凝土采用以下配比：
294kg/m3水泥，39kg/m3粉煤灰，59kg/m3矿渣，753kg/m3砂，1160kg/m3碎石，145kg/m3水，占前述组份总重量1.2%的减水剂。其中，碎石优选为5mm—20mm，减水剂优选为聚羧酸类减水剂。
优选的是，在（3）步骤中，混凝土入模前，先对地面、模板及钢筋进行洒水降温，但浇筑时不能有附着水。
优选的是，在（3）步骤中，夏季混凝土施工时振捣设备更易损坏，故应准备好备用振捣器；聚羧酸类减水剂有时易使混凝土出现“假凝”现象，即在已浇筑混凝土表面快速形成一层硬壳，实际内部混凝土并未凝固，从而影响混凝土表面施工成型；因此要求每次振捣时间不宜过长，约30s即可。
优选的是，在（3）步骤中，浇筑前先准备充分，保证混凝土连续、快速地浇筑。
优选的是，在（3）步骤中，现场指定专人在混凝土达到初凝后及时实施二次抹面，以排除混凝土泌水，密实混凝土内部的水分和气泡，有效地消除裂纹。及时在白天时应对泵管进行草帘被覆盖，浇水降温；夜间时可掀开草帘被。
优选的是，在（3）步骤中，混凝土浇筑宜在早间和晚间进行，且混凝土水分蒸发较快时，应在施工作业面采取挡风、遮阳、喷雾等措施，并可喷涂优选的是，在（3）步骤后，还包括（4）步骤，浇筑后的进行养护。
优选的是，在（4）步骤中，对顶板上表面，已浇筑完的混凝土应及时覆盖塑料布洒水养护，混凝土终凝后，采用蓄水养护的措施，蓄水5cm高，养护14天；对混凝土侧面，采取带模喷水养护的措施，利用原有模板起到保湿作用，在炎热及干燥气候条件下浇水湿润养护21天；必要时可喷涂养护剂。
实施例3
一种沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，包括：
一、混凝土配合比
普通硅酸盐水泥的水化热速度较快，水化热较高，因此必须通过减少水泥用量，降低水泥水化热，控制混凝土绝热升温。为了降低水化热，配合比设计中可考虑粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料替代（建议掺量20%～40%）。考虑耐久性要求，对强度等级为C20及以上非泵送混凝土，应控制最大水胶比为0.55。泵送混凝土水胶比控制在0.3～0.45，须加适量减水剂，必要时需掺缓凝剂。泵送混凝土拌合物性能需满足以下要求：
（1）入泵坍落度：180～220mm，1h坍落度经时损失在40mm以内；
（2）压力泌水率：10s相对泌水率不超过40%；
推荐配比如下：
270kg/m3水泥，35kg/m3粉煤灰，55kg/m3矿渣，700kg/m3砂，1100kg/m3碎石，140kg/m3水，占前述组份总重量1%的减水剂。其中，碎石优选为5mm，减水剂优选为聚羧酸类减水剂。
二、混凝土初始温度控制
对实际浇筑混凝土的出机温度控制在30℃以下，并控制混凝土入模温度在35℃以下。为了降低混凝土初始温度，应控制搅拌用水泥、水、砂、碎石等原材料入机温度。
混凝土原材料最高入机温度如下：
水泥60℃、矿物掺合料35℃、水25℃、砂30℃、石30℃。
原材料的降温可采用以下方法：
（1）水泥降温，可采取以下2种方式：①水泥袋包装，用鼓风机吹冷风降温；②水泥筒仓添加天棚，避免筒仓受阳光直射，以降低水泥温度。
（2）水温降低，拌和站可安装制冰机，提前制好冰片，在拌和前1h加人拌和混凝土用的水池中，冷却拌和用水。冷却水池搭建遮阳棚，顶面用15mm厚的聚苯泡沫板封闭覆盖，以保持水处于低温状态。
（3）砂石料降温，搭建遮阳棚防止太阳光直射砂石料，并在使用前向粗骨料洒水，通过蒸发冷却降低粗骨料的温度。
（4）应对搅拌站料斗、储水器、皮带运输机、搅拌楼采取这样防晒措施。
（5）当需要时，可采用掺加干冰等附加控温措施。
（6）拌合物出机温度计算
拌合物的出机温度可以由下式计算：
式中：
T0—混凝土的出机温度（℃）；
Tg、Ts—粗骨料（碎石）、细骨料（砂）的入机温度（℃）；
Tc、Tm—水泥、矿物掺合料（粉煤灰、矿渣）的入机温度（℃）；
Tw、Tice—搅拌水、冰的入机温度（℃）；冰的入机温度低于0℃时，Tice应取负值；
Wg、Ws—粗骨料、细骨料干重量（kg）；
Wc、Wm—水泥、矿物掺合料干重量（kg）；
Ww、Wice—搅拌水、冰重量（kg），当混凝土不加冰拌合时，Wice=0；
Wwg、Wws—粗骨料、细骨料所含水重量（kg）。
（5）运输过程的降温及保温
运输搅拌车罐体用聚乙烯隔热板包裹严实，外加白色反光材料反射阳光的辐射热能，防止罐体因暴晒传热加温混凝土；另外，在装人混凝土前，先对包裹罐体的聚乙烯隔热板浇水，使其保持湿润。为了严格控制上述温度限定值，加强对驻站人员的管理，在搅拌前测量每盘原材料的温度，混凝土到达现场后进行测温、坍落度。
三、浇筑时的措施
现场准备好足够的人力和设备、机具等，能及时处理预料不到的情况。
（1）混凝土入模前，先对地面、模板及钢筋进行洒水降温，但浇筑时不能有附着水。
（2）夏季混凝土施工时振捣设备更易损坏，故应准备好备用振捣器。聚羧酸类减水剂有时易使混凝土出现“假凝”现象，即在已浇筑混凝土表面快速形成一层硬壳，实际内部混凝土并未凝固，从而影响混凝土表面施工成型。因此要求每次振捣时间不宜过长，约30s即可。
（3）浇筑前先准备充分，保证混凝土连续、快速地浇筑。
（4）现场指定专人在混凝土达到初凝后及时实施二次抹面，养护方式为初凝后湿布覆盖，4小时喷水雾养护1次；以排除混凝土泌水，密实混凝土内部的水分和气泡，有效地消除裂纹。及时在白天时应对泵管进行草帘被覆盖，浇水降温；夜间时可掀开草帘被。
（5）混凝土浇筑宜在早间和晚间进行，且混凝土水分蒸发较快时，应在施工作业面采取挡风、遮阳、喷雾等措施，并可喷涂减蒸剂，必要时可多次喷涂。
四、浇筑后的养护措施
混凝土养护对控制早期塑性裂缝具有极其重要的作用，及时、长期的保湿养护可有效防止因混凝土水化阶段失水而产生干缩裂缝和塑性收缩裂缝，并保证混凝土内外温差不超过25℃。对于框架结构楼板采用的是覆盖塑料薄膜洒水养护，对于混凝土路面采用覆盖草帘洒水养护的措施。对混凝土侧面，采取带模喷水养护的措施，利用原有模板起到保湿作用，在炎热及干燥气候条件下浇水湿润养护21天，必要时可喷涂养护剂。
实施例4
本实施例与上述实施例基本相同，主要区别如下：
优选的是，在（1）步骤中，混凝土采用以下配比：
配比的混凝土原材料包括：300kg/m3水泥、45kg/m3粉煤灰、65kg/m3矿渣、800kg/m3砂、1200kg/m3碎石，150kg/m3水，前述组份总重量1—2%的减水剂。其中，碎石优选为20mm，其它没有详细描述的，按现有标准执行即可。
Claims (10)
1.一种沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）进行混凝土配比；
（2）混凝土初始温度控制，对实际浇筑混凝土的出机温度控制在30℃以下，并控制混凝土入模温度在35℃以下；
（3）进行混凝土浇筑。
2.根据权利要求1所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（1）中，配比的混凝土原材料包括：270—300kg/m3水泥、35—45kg/m3粉煤灰、55—65kg/m3矿渣、700—800kg/m3砂、1100—1200kg/m3碎石，140—150kg/m3水，前述组份总重量1—2%的减水剂。
3.根据权利要求2所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，混凝土原材料最高入机温度如下：水泥60℃、粉煤灰和矿渣组成的矿物掺合料35℃、水25℃、砂30℃、碎石30℃。
4.根据权利要求3所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，对于水泥降温，采取以下方式：水泥袋包装，用鼓风机吹冷风降温；水泥筒仓添加天棚，避免筒仓受阳光直射，以降低水泥温度。
5.根据权利要求4所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，对于水的温度控制，采用在拌和前至少1h在水中加入冰的方式，冷却拌和用水。
6.根据权利要求5所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，对于砂、碎石的温度控制，采用搭建遮阳棚防止太阳光直射砂石料的方式，并在使用前向碎石洒水，通过蒸发冷却降低碎石的温度。
7.根据权利要求6所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（2）中，混凝土出机温度通过下式计算得出：
式中：
T0—混凝土的出机温度（℃）；
Tg、Ts—碎石、砂的入机温度（℃）；
Tc、Tm—水泥、矿物掺合料的入机温度（℃）；
Tw、Tice—搅拌水、冰的入机温度（℃）；冰的入机温度低于0℃时，Tice应取负值；
Wg、Ws—碎石、砂干重量（kg）；
Wc、Wm—水泥、矿物掺合料干重量（kg）；
Ww、Wice—搅拌水、冰重量（kg），当混凝土不加冰拌合时，Wice=0；
Wwg、Wws—碎石、砂所含水重量（kg）。
8.根据权利要求7所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，混凝土入模前，先对地面、模板及钢筋进行洒水降温，但浇筑时不能有附着水。
9.根据权利要求8所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，夏季混凝土施工时，应准备好备用振捣器，另外要求每次振捣时间不宜过长，25—35s即可。
10.根据权利要求9所述的沙漠地区极端温差下混凝土工程施工方法，其特征在于：还包括步骤（4），浇筑后进行养护：对于框架结构楼板采用的是覆盖塑料薄膜洒水养护，对于混凝土路面采用覆盖草帘洒水养护的措施；对混凝土侧面，采取带模喷水养护的措施，在炎热及干燥气候条件下浇水湿润养护至少21天，必要时可喷涂养护剂。
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