混凝土高温季节施工措施

1 工程简介和气象资料
南水北调中线京石段应急供水工程孟良河渠道倒虹吸工程，位于河北省曲阳县燕赵乡中管头村南1km处,穿越孟良河与沙河总干渠。本工程是南水北调中线干线上的一座大型交叉建筑物,为南水北调中线石京段应急供水工程当中的一座控制性建筑物。
孟良河渠道倒虹吸工程处于华北温带大陆性季风气候区，夏秋两季受太平洋副热带高压控制，多东南风，炎热多雨，极端最高温度41.7℃，多年平均风速2.1m/s，最大风速20m/s，风向NW。
根据曲阳县气象站提供的2004年～2006年3年的气象资料统计表明，工程所在地6月份、7月份、8月份平均气温如下：

气 温 统 计 表
序 号	月   份		环 境 温 度			备  注
			最高温度	最低温度	平均温度
1	6月份	上旬	30.1	16.2	23.4
		中旬	32.4	17.4	25.1
		下旬	32.6	19.6	26.0
		平均	31.7	17.7	24.8
2	7月份	上旬	33.3	20.9	26.9
		中旬	30.4	22.1	25.9
		下旬	33.3	23.4	27.9
		平均	32.3	22.1	26.9
3	8月份	上旬	30.4	21.2	25.5
		中旬	27.8	20.2	24.2
		下旬	27.9	18.1	22.5
		平均	28.7	19.8	24.1

为加快施工进度，保证石京段顺利通水，孟良河渠道倒虹吸工程部分混凝土施工项目需要6月~8月份施工。在该时段外界气温较高，水的蒸发量大，对于新浇筑混凝土可能出现干燥快、凝结快或出现裂缝等现象，为了保证混凝土浇筑质量，我部采取降低混凝土出机口温度、减少运输浇筑过程中温度回升、加强混凝土养护等措施对混凝土浇筑质量进行控制。
在混凝土从生产到浇筑的全过程中，通过以下环节控制混凝土浇筑温度。
2混凝土温度控制
2.1混凝土出拌和机前的温度控制
对组成混凝土拌和物的各种材料采取不同的方法进行降温，以降低混凝土的出机口温度。
2.1.1骨料降温
（1）在骨料堆放场上部搭设防晒遮阳棚，避免骨料受太阳光暴晒；
（2）储存足够的骨料，提高成品料仓骨料的堆高，延长骨料堆存时间；
（3）在低温时间（例如晚上）上料；
（4）如果气温过高，以上措施不能满足要求时，采取对中石料仓进行喷水冷却的方式对中石进行降温。中石有两个料仓，将其中一个中石料仓底部用20cm厚C20素混凝土进行硬化，设2%的排水坡度将降温用冷却水汇集后进行引排。
2.1.2水泥降温
（1）严格控制水泥进场温度，水泥进场安排在晚上低温时间进行；
（2）水泥出厂后，自身温度会伴随储备期的延长而降低，因此要根据施工进度安排提前进场水泥，尽可能延长水泥储存时间，
2.1.3拌和水降温
本工程中拌和机距离水井较近，故采用温度较底的地下水直接进行混凝土拌和。如果气温过高，采取加冰措施。加冰时，选用片冰或冰屑，并适当延长拌和时间。
2.1.4调整缓凝剂含量，延缓水泥水化热量
适当调整混凝土缓凝剂的配比含量，延缓水泥水化热发散速率，以控制混凝土的凝结时间，降低混凝土入仓浇筑温度。
2.1.5混凝土出机温度计算
通过以上措施，将组成混凝土拌和物的各种原材料温度代入下式，计算混凝土出机口温度。
T₀=[(0.837+4.19q_s)WsTs+(0.837+4.19q_g)WgTg+0.837WcTc +4.19(Ww-q_sWs-q_GWg)Tw+Qj]/[0.837(Ws+Wg+Wc)+4.19 Ww]
式中   T₀——混凝土出机口温度，℃；
       q_s、q_g——砂、石的含水量，%；
 Ws、Wg、Wc、Ww ——分别为混凝土中砂、石、水泥和水的用量，kg/m³；    
Ts、Tg、Tc、Tw ——分别为砂、石、水泥和水的温度，kg/m³；
Qj——混凝土拌和时产生的机械热，取1500 kJ/m³。
考虑高温期6月份、8月份全月进行混凝土浇筑，7月份在低温时段进行混凝土浇筑，故以6月份、8月份温度为计算依据，确定原材料温度为：水温为14℃，水泥温度为42℃，砂子温度为24.8℃，石子温度为17.8℃，砂、石的含水量，分别取2%和1%，将C40W6F150配合比中原材料用量代入上式后，经计算确定，混凝土出机口温度为21.9℃，将C30 W6F150配合比中原材料用量代入上式后，经计算确定，混凝土出机口温度为21.6℃。因C40W6F150配合比出机口温度较高，所以后续计算中仅核算此配合比温度。         
2.2混凝土运输过程中的温度控制
（1）运输中采取防晒隔热设施
在混凝土运输过程中，对混凝土罐车外裹保温被进行保温，同时对现场布置的浇筑皮带搭设遮阳防晒网，以降低混凝土运输过程中的温度回升。
（2）确保运输路况
为减少混凝土在运输过程中的温度回升，随时维护施工路线，保证运输路线畅通，无堵塞，无坑坑洼洼，缩短混凝土运输时间。
（3）混凝土入仓温度计算
混凝土入仓温度取决于混凝土出机口温度、运输工具类型、运输时间和运转次数，混凝土入仓温度按下式计算：
T_B·P= T₀+(T_a-T₀)( θ₁+ θ₂+…+ θ_n)
式中    T_B·P——混凝土入仓温度，℃；
        T₀——混凝土出机口温度，℃；
        T_a——混凝土运输时气温，℃；
        θ_i(i=1，2，3，…，n)——温度回升系数，混凝土装、卸和转运每次取θ=0.032，
混凝土运输时，θ=At；
        A——混凝土运输过程中温度回升系数；
t——运输时间，min。
采用混凝土罐车运料、皮带机入仓运输浇筑的施工方案，现将浇筑时最不利温度组合作为计算依据，即将6月份月最高平均温度31.7℃作为混凝土运输时气温代入上式，同时根据实际情况确定混凝土运输过程中温度回升系数（混凝土罐车运送混凝土时温度回升系数=0.0017℃/(min·℃)×20min=0.034，皮带机输送混凝土时温度回升系数=0.015），经计算得出混凝土入仓温度为22.7℃，温度回升0.8℃。
2.3混凝土浇筑过程中的温度控制
（1）降低仓面温度
混凝土浇筑前，用地下水浸润仓面，降低仓面初始温度，同时仓面上部搭设遮阳棚，降低浇筑过程中的仓面温度。
（2）避开高温时段浇筑
混凝土尽量避免在高温时段浇筑，在安排仓位时，随时了解和跟踪天气预报，掌握天气变化的趋势走向，一有阴天或低温时间，就抓住时机，抢浇快浇。平时混凝土浇筑尽量安排在下午16时至次日上午10时进行，白天高温时段只作浇筑前的准备工作。
根据混凝土结构物的分层设置情况，将可分次浇筑的仓位划分为若干小仓位进行浇筑，以便择优选择浇筑时机，降低温度控制难度。
（3）科学配备资源、加快入仓速度
入仓强度是保证混凝土入仓温度的最有效措施，通过科学的配备浇筑机具和设备，加强运输环节管理以缩减混凝土运输及等待卸料时间，入仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间等措施，以降低混凝土入仓温度回升。
（4）混凝土浇筑温度计算
混凝土浇筑温度按下式计算：
T_P =T_B·P + θ_Pτ(T_a- T_B·P)
式中    T_P——混凝土浇筑温度，℃；
          θ_P——混凝土浇筑过程中温度倒灌系数，取θ_P=0.002/min；
        τ ——铺料平仓振捣至上层混凝土覆盖前的时间，min。
根据浇筑强度确定铺料平仓振捣至上层混凝土覆盖前的时间约60min，将上述数据代入公式后计算确定，混凝土最终浇筑温度为23.7℃，满足设计技术要求中提出的最高浇筑温度不大于24℃的要求。
3加强混凝土养护
高温季节浇筑的混凝土，如养护不当，会造成混凝土强度降低或表面出现塑性收缩裂缝等，因此，必须加强混凝土的养护。
(1)成立专职混凝土养护小组，组长由具有丰富养护施工经验的人员担任，下设专职养护成员，专门负责混凝土浇筑完毕后的养护剂涂刷和洒水保湿工作。
(2)混凝土浇筑完毕6～10h内开始养护，对洒水养护部位，在养护期间采取连续不间断养护，始终使混凝土表面处于充分的湿润状态。养护期不少于28天，对大体积部位根据外界温度情况适当延长。
(3)针对不同的结构部位采取以下养护方法：
底板部位：对混凝土上表面先覆盖塑料布，再在其上层覆盖湿润草帘，进行洒水养护；侧面待模板拆除后在混凝土面上涂刷DH10养护剂，外部挂湿润草帘进行遮阳养护。
墙体部位：墙体上表面养护与底板上表面养护方法相同，侧面待模板拆除后涂刷养护剂进行养护，并在外部悬挂湿润草帘进行遮阳。
顶板部位：顶板上表面及侧面养护方法同底板养护方法，顶板底面待模板拆除后涂刷养护剂进行养护。
总干渠渠道衬砌部位：混凝土浇筑完毕6～18h内先对混凝土表面覆盖土工布，进行洒水养护，洒水养护7天后在混凝土表面涂刷一层养护剂进行养护，并且养护剂涂刷好后在混凝土表面铺一层土工布和一层草帘以防止混凝土面暴晒在阳光之下。
(4)混凝土养护期间，每隔2 h检查一次养护情况，气温高时加密巡查，检查内容为：水养护表面的湿润状态、混凝土表面发白面积、侧面及顶板底面涂刷养护剂均匀情况等内容，并根据养护情况填写养护记录。
4温度观测
混凝土浇筑过程中，实际温差小于容许温差，就可避免产生温度裂缝，故必须加强施工中的温度观测。温度观测设专人进行，在混凝土浇筑过程中，每4h测量一次混凝土原材料的温度、机口温度、入仓温度以及气温，并作好记录。
混凝土浇筑温度的测量，每100m²仓面面积不少于一个测点，每一浇筑层不少于3个测点，测点均匀分布在浇筑层面上。
5高温季节施工安全注意事项
(1)在施工过程中，气焊、气割等所用压力气瓶在存放和使用时，避免太阳光暴晒，以免发生气瓶爆炸事故。
(2)高温季节为电器安全事故的易发季节，所以电器设备在启动前，检查其开关及接头部位的绝缘性，以免发生人身触电事故。
(3)高温季节天气干燥，火灾隐患随即增多，所以施工人员在作业过程中增强防火意识，严防火灾的发生。
(4)为从事露天作业的人员提供防暑用品，做好防暑降温工作，保障施工人员健康。
 
参考文献：
[1] 张超然.水利水电工程施工手册混凝土工程.中国电力出版社，2002.
[2].水工混凝土施工规范. DL/T 5144-2001

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