特别策划：高温天气下的混凝土生产与施工

2017-04-08王勇,卢运壮,李新国

商品混凝土 2017年8期

综合版

特别策划：高温天气下的混凝土生产与施工

王勇，卢运壮，李新国（临沂天元混凝土工程有限公司）

编者按：正值炎热夏季，外界温度高、阳光照射强。在高温下，混凝土中的水分蒸发速度快、水泥水化速率加大，对混凝土的生产与施工产生影响，进而影响混凝土的工作性能和力学性能；同时，有的地区高温曝晒，空气干燥、湿度小，而有的地区出现“桑拿天”，空气湿度大，所以同是在高温天气，各地情况不同，对混凝土的生产与施工调整也不同。如何在高温天气下，令混凝土生产与施工正常进行，保证混凝土的各项性能满足工程要求呢？本期特别策划邀请大家就此问题展开讨论。

正值炎热夏季，夏季混凝土工程的生产施工是工程施工中的一个难点。在高温下，混凝土中的水分蒸发速度快、水泥水化速率加大、坍落度损失过快，对混凝土的实体质量造成不利的影响。本文浅谈混凝土在高温天气下生产与施工的控制措施。

1 高温天气对混凝土的影响

在高温天气下混凝土生产施工时，拌合用水量的增加，混凝土坍落度损失加快；混凝土凝结时间变短。因为较高的拌合用水将增大混凝土的水胶比，较高的混凝土温度导致混凝土水化加快、坍落度损失加快，这些将会导致混凝土凝固过程中及初凝过程中混凝土强度的降低、混凝土 28d 和后续强度降低。因整体结构冷却或不同断面温度的差异，使得固化收缩裂缝和温度裂缝产生的可能性增加，裂缝将导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，会导致混凝土表面颜色的差异等，腐蚀溶液进入会增加钢筋被腐蚀的可能性。这些将会影响混凝土的结构强度和耐久性。

2 高温天气下混凝土生产控制措施

2.1 严格控制原材料质量

高温季节混凝土生产时，要更严格控制混凝土生产用原材料质量，防止因原材料质量问题加剧混凝土坍落度的损失和质量的下降。采用聚羧酸系外加剂的企业，要控制砂的含泥量和泥块含量、石子的石粉含量和颗粒级配、粉煤灰的需水量比以及外加剂的保坍时间这几个关键指标。良好的原材料质量是高温季节混凝土生产施工的重要保障。

2.2 降低混凝土拌合物的温度

降低混凝土拌合物的温度主要从降低原材料的温度入手：

（1）降低水泥温度。一般来说，水泥温度升高4℃，混凝土温度会提高 1℃。散装水泥进场温度高、活性大，导致混凝土拌合物坍落度损失加快，在高温天气下尤为明显。因此，要控制进场水泥的使用，尽量生产时使用放置一段时间的水泥。

（2）降低骨料温度。降低骨料温度是一种非常有效降低混凝土温度的办法，当骨料温度降低 2℃，混凝土温度一般会降低 1℃。由于粗细骨料都是集中堆放，因此每天可用地下水对堆放的骨料进行喷淋降温。

（3）降低水的温度。由于水的比热是水泥和骨料的 4～5 倍，通常情况下，水温降低 4℃ 可使混凝土温度降低 1℃，因此可以采用地下水或者把冰破碎后与水形成的冰水混合物直接加入搅拌机，冰水混合物中碎冰的用量尽量别超过 25%，这样能保证搅拌时，碎冰能完全融化。

2.3 提高外加剂掺量或用高性能外加剂

高温天气下，混凝土拌合物坍落度损失加快，有些缓凝剂在高温下保坍效果变差，造成混凝土保坍难度加大。在生产时，可适当增加外加剂的掺量，适当提高坍落度。对于运输距离长或者浇筑施工慢的工地，生产时可将混凝土拌合物控制在轻微离析的状态，以保证浇筑时，混凝土具有良好的工作性。在提高外加剂掺量时，如果混凝土和易性、保坍效果等改善不明显的情况下，可以采用高性能外加剂，高性能外加剂能明显改善混凝土拌合物的和易性、保坍效果。

2.4 合理调度车辆

高温天气下尽量避免工地压车。有些调度人员图省事往同一个工地连续发四、五辆车，经常出现工地压车的情况，工地一旦出现停电、堵泵、炸管等现象，造成混凝土长时间不能浇筑，坍落度损失严重，容易造成混凝土卸料困难或者运输车罐报废，加水调整后再用容易造成严重的质量问题。一般来说，工地浇筑混凝土的车辆尽量不要超过三辆，调度人员要随时观察车辆 GPS信息，经常与工地施工人员联系，做到不压车、不断车。

3 高温天气下混凝土浇筑施工控制措施

（1）运输混凝土的车辆到工地后，及时安排人员进行浇筑施工，浇筑过程中在保证混凝土浇筑质量的情况下，尽量加快浇筑施工的速度，从而保证混凝土在良好的工作性能中浇筑到施工部位，进而保证混凝土的质量。

（2）工地浇筑混凝土施工尽量安排在夜间进行，夜间环境气温相对于白天来说稍微低点，混凝土坍落度等各方面性能能够保持地更好。

（3）混凝土浇筑施工时，尽量控制每层浇筑高度不超过 30cm，既有利于振捣密实，又加快混凝土的热量散失，避免混凝土产生温度裂缝。

（4）浇筑完混凝土后及时覆盖地膜，并用湿草帘进行护盖，避免暴晒混凝土产生干缩裂缝，后期也要安排专人进行洒水养护。对于竖向构件，最好是带模进行养护不少于 7d，脱模后也要不间断地进行洒水养护。当然也可在墙体顶端设多孔淋水管，达到脱模强度后，可松动对拉螺栓，使墙体外侧与模板之间有 2～3mm 的缝隙，确保上部淋水进入模板与墙壁间。对于高层的剪力墙，最好是先脱内模从内养护，而后再脱外模，这样既加快提高混凝土强度，又能使混凝土温度从内冷却。做到前 7 天坚持洒水保持湿润，经常连续养护，并坚持按时段养护，后期做到间断的洒水养护，使结构逐渐干燥，这样可以利用混凝土的徐变性能，对温度及干缩应力起到“卸荷”作用，避免裂缝的产生。

王爱勤（苏州混凝土水泥制品研究院，高工）

炎热夏季，外界温度高、阳光照射强，在高温下，混凝土中的水分蒸发速度快、水泥水化速率加大，对混凝土的生产与施工产生影响，进而影响混凝土的工作性能和力学性能，怎样避免混凝土夏季高温施工负面影响？措施如下：

1 原材料

（1）尽量选用掺混合材的水泥，切忌用早强型水泥。因为夏季水泥水化速度快，用掺入混合材的水泥可以预防水泥水化速率过快，体积收缩而产生裂缝。

（2）拌合用水尽量用地下水，降低拌合水的温度。

（3）混凝土用的砂石尽量建室内堆场，室外堆场用遮阳布遮挡，防止阳光暴晒。此外，还可在拌合前喷水降温。

2 外加剂的选用

（1）选用缓凝型减水剂，延缓凝结时间；

（2）掺入适量保水剂；

（3）注意外加剂与原材料及不同外加剂相互间的适应性，且测试外部环境下的坍落度损失和含气量损失。

3 运输与施工

（1）夏季注意运输距离及到施工现场尽快浇筑，不要搅拌车排队等候过久；

（2）尽量采用一天时间的低温时运输及施工；

（3）在工地严禁在混凝土内加水；

（4）注意施工间的质量及各工序的协调。

4 混凝土的养护

（1）混凝土浇筑整平后，表面应覆盖清洁的塑料薄膜。

（2）初凝后撤去塑料薄膜，用浸湿的粗麻布覆盖，并经常洒水，保持潮湿状态最少 7 天，当条件许可时，也可采用在混凝土表面喷雾降温的养护措施。

（3）保湿养护期间，应采取遮阳和挡风措施，以控制温度和干热风的影响。

（4）可在模板底部采取预先冷却的技术，混凝土拆模后的洒水养护宜用自动喷水系统和喷雾器，湿养护应不间断，不得形成干湿循环。

（5）大体积混凝土应提前养护，且养护时间不应少于 28 天。

高国成（威海市长峰建筑工程公司，技术总工）

笔者就将混凝土在高温环境下，如何确保质量和施工，剖析一二给炎热的混凝土工作同仁们降降温。

1 混凝土强度发展的必须条件

1.1 配合比设计的条件因素

配合比设计的合理性是建立在一定原材料品质的基础上，理论性的计算，通过多次地试拌，去满足强度、施工性能和工作性能、耐久性能、经济性能的过程。这同时也要求混凝土设计人员要充分了解影响强度的因素，影响施工和工作性能所处的条件，耐久性和成本的权重，合理地、有选择性地选择原材料。但往往搅拌站是来什么材料的条件下去满足有关混凝土的性能，没有可选择性，迫使设计要达到要求却很难做到。

1.2 温度、湿度和龄期

GB/T 50081—2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》中，规定 (20±2)℃，相对湿度 95% 以上标准养护箱或温度为 (20±2)℃的不流动的 Ca(OH)2饱和溶液中养护，同时规定标准养护龄期为 28 天。GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》中规定，等效养护龄期可取按日平均温度逐日累积达到 600℃·d 时所对应的龄期。无论是混凝土试件还是浇筑的混凝土主体结构，混凝土强度的增长都需要一定的温度、湿度和时间。这种理想的环境下，是混凝土水泥水化进程的必要条件。在实际生产和施工过程中却不可能创造这种混凝土的温室条件。这就要求技术人员利用有关管理措施，技术措施，经济措施等去降低因为外界高温环境带来的质量损失。

2 高温条件下对混凝土的不利影响

2.1 坍落度损失

高温条件下混凝土中的水分蒸发速度加快，同时水泥水化提前，新拌混凝土表现的状态就是混凝土坍落度明显变小，由大流动态混凝土逐渐向流动态混凝土，甚至向塑性混凝土发展，造成施工坍落度无法满足设计要求和施工要求。坍落度指标是高温天气下控制的一个重要生产技术指标、前期的设计，生产过程中的管控都是对坍落度指标的纠偏。

2.2 裂缝风险变大

裂缝是混凝土的固有属性，被称之为混凝土的“癌症”。在合理的技术措施和管理措施的条件下，有规范的施工和养护，可以大大降低有害裂缝的产生，保证混凝土的耐性设计使用年限。高温条件下，混凝土中的水分快速从内部迁徙到混凝土表面被蒸发，加上水泥水化进程进一步加快，产生收缩力，混凝土处在塑性阶段时，还不具备一定的机械强度，不具备抵抗因收缩产生的力，进而造成混凝土开裂。

2.3 冷缝的生产

冷缝是指同一混凝土结构的上下两层混凝土的浇筑时间间隔超过初凝时间而形成的施工质量缝。高温条件下，混凝土自由水流失过快和化学反应加快，混凝土初凝时间大大提前，如果施工间歇控制不到位，两次浇筑的时间超过初凝时间而形成冷缝，造成接茬混凝土的连接不牢固，破坏了混凝土整体性能，同时也影响了混凝土的抗剪能力。

3 高温条件下对施工的不利影响

3.1 现场管理人员的松懈

高温天气下，现场施工环境干燥，为了赶进度，没有酌情安排混凝土的浇筑时间，随意性很大，目的就是完成进度目标。对于高温现场浇筑混凝土时，也就是例行公事地看一眼就不管了，不知浇筑进度快慢，甚至施工出现中断时，还催促搅拌站发货，造成因混凝土等待时间过长而无法满足浇筑。

3.2 现场施工工人的浮躁

若混凝土浇筑工人质量意识不高，遇到高温下浇筑混凝土，更是浮躁严重，总想这么热的天，快速浇筑完成浇筑任务，混凝土坍落度越大越好，加水严重，浇筑到上面还要浇水振捣，浇水抹面的行为比比皆是，可以说为所欲为。这种浮躁的施工方式给混凝土质量埋下了质量隐患。

4 高温施工的质保措施

4.1 搅拌站技术措施

4.1.1 原材料措施

高温条件下，水泥化学反应速度随温度升高而加快。所以尽量选用 C3S 含量少的水泥，水泥早期的水化速度慢一些。对于进厂的水泥也尽量提前采购，可降低水泥本身的温度，也是减弱水泥水化的一种措施。对于混凝土用水，也尽量选用温度低的水，比如冰水，或者深井水。骨料应存放在遮阳棚内，防止阳光直射而造成骨料表面温度过高。掺合料应选择品质高、需水量低的产品，为高温天气大掺掺合料奠定基础。外加剂应选择与胶凝材料和骨料适应性好的减水剂，这样可以减少因水泥水化和水分蒸发带来的损失。

4.1.2 配合比调整措施

在高温天气下，配合比设计主要偏向指标坍落度和坍落度损失值的设计。常用的梁、板、柱坍落度设计一般为 200～220mm，配合比设计初始坍落度尽量大一些，比如设计为 220～240mm，坍落度损失根据工程运输的远近情况，一般要做到坍落度损失不超过 20～30mm/h。若远距离输送，可通过再次调整外加剂，做到更长时间的坍落度保持。

4.1.3 过程控制措施

根据实验室配合比的设计情况，在实际生产过程中，根据运距的远近，施工的实际情况，作为出厂质检要做到出厂不同坍落度的混凝土去满足施工性能要求。在保持 W/B 在控制范围内的情况下，可增减泵送剂的含量，来控制出厂坍落度和坍落度损失值。

4.2 搅拌站生产措施

4.2.1 生产沟通措施

生产方面应尽量与工地沟通浇筑时间，避开高温条件下施工。可以选择早晨早一些或者晚上施工。同时沟通尽量做到过程发货不压车。对于工地浇筑过程中工人吃饭、振动棒烧坏、工地停电等异常情况，应及时沟通。对于积压的混凝土车辆可以调配到别的工地，以免造成时间过长，混凝土损失过大，而无法浇筑。

4.2.2 运输和泵送措施

根据实践经验发现，夏季高温天气下，给搅拌运输车穿上冬季穿的“棉衣”，坍落度损失要比不穿“棉衣”小很多。运输在保证安全条件下，尽快运输到工地进行浇筑，采用较少的运输设备，保证不断料、不压车。泵送设备应保持连续泵送，因搅拌车断车，工地出现异常情况下，应每隔 10～20 分钟，进行泵送设备摆缸输送，反泵数次，防止堵泵。

4.3 现场施工管理措施

4.3.1 浇筑管理

高温浇筑混凝土时，模板和钢筋要洒水润湿、降温。在浇筑过程中，要合理地分段分层，使新老混凝土浇筑间隔时间尽量短，防止冷缝的出现。由于高温下，阳光直射，浇筑振动完毕后，应及时覆盖薄膜，并全面覆盖。

4.3.2 养护管理

对于板的浇筑，要在浇筑过程中就要覆盖塑料薄膜，对于大体积混凝土还要覆盖湿润的毛毯。对于地面浇筑需要提光面的，应在浇筑 10～12 小时及时洒水养护。对于墙和柱子可采用带模养护，脱模后采用养护液或者塑料薄膜缠绕进行养护。

5 总结

高温下混凝土供应和施工都是一种考验，各方都应该引起高度的重视，对于高温条件下不利的因素加强管理和协作，混凝土质量一样能达到设计要求。