高溫天氣下的預(yù)拌混凝土生產(chǎn)與施工

蔣賢龍

（晟元集團有限公司，浙江 金華 321000）

［摘 要］本文針對南方地區(qū)炎熱夏季高溫氣候條件對預(yù)拌混凝土施工的影響，分析了高溫天氣對混凝土生產(chǎn)與施工造成不良影響因素。在高溫天氣下的混凝土施工，通過有效控制原材料選用、優(yōu)化混凝土配合比、控制混凝土拌合物溫度、改善混凝土澆注質(zhì)量、溫度監(jiān)控及養(yǎng)護等方面技術(shù)措施和管理措施，制定切實可行的組織方案并進(jìn)行有效的實施，能夠確保高溫天氣下混凝土工程的施工和質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］高溫天氣；預(yù)拌混凝土；生產(chǎn)與施工

0 前言

我國幅員遼闊，江南各省每年的 6～9 月平均氣溫高于 25℃，是預(yù)拌混凝土行業(yè)的“黑色”四個月，即使在全年月平均氣溫低于 25℃ 的北方各地，由于大陸性氣候的影響，在夏季以及春夏、夏秋之交也常出現(xiàn)太陽曝曬、干燥、多風(fēng)、多塵等惡劣條件，故都存在夏季施工問題。在這高溫季節(jié)里，混凝土受較高的外界溫度、較低的相對濕度、較大的風(fēng)速、晝夜較大的溫差、超強的陽光照射等影響，新澆筑混凝土工程可能出現(xiàn)干燥快、凝結(jié)速度快、強度降低、裂縫等現(xiàn)象，從而影響了混凝土結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量。因此高溫天氣下為了保證混凝土施工質(zhì)量， 就必須采取一些有效措施。本文就從高溫季節(jié)南方混凝土生產(chǎn)所用原材料、優(yōu)化配合比、拌制和運輸、控制拌合物溫度、改善混凝土澆注質(zhì)量、加強養(yǎng)護等方面進(jìn)行討論，并采取一些特殊的施工技術(shù)方案來保證混凝土的施工質(zhì)量，符合施工規(guī)范及設(shè)計要求。

1 高溫天氣的定義

高溫天氣不僅僅是指夏季環(huán)境溫度較高的情況，而是下述情形的任意組合：

（1）高的外界環(huán)境溫度；

（2）低的相對濕度；

（3）較大風(fēng)速；

（4）強的陽光照射。

2 高溫天氣下施工對預(yù)拌混凝土的影響因素分析

高溫炎熱氣候下澆筑混凝土不僅對新拌混凝土的工作性能造成影響，而且對混凝土的工作性能以及后期的耐久性能帶來不利后果。若摻用減水劑的混凝土，溫度高氣泡易揮發(fā)，降低其含氣量，且變得不穩(wěn)定，空氣量難于控制，使混凝土坍落度的控制變得較為困難。如果脫模后不能及時澆水養(yǎng)護，導(dǎo)致混凝土脫水將影響水化反應(yīng)的正常進(jìn)行，不僅降低強度，而且加大混凝土收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。

2.1 高溫天氣下施工對混凝土拌合物工藝性能的影響

高溫是夏天的主要特征，它對混凝土的性質(zhì)影響很大：

（1）坍落度損失。坍落度的損失難以精確計算，一般認(rèn)為混凝土的溫度每上升 10℃，坍落度要損失2～4cm。為保證預(yù)定的和易性和強度，往往增加單位用水量和水泥用量，因而提高工程造價。

（2）早凝。由于水泥初凝時間縮短，給拌合物的裝卸、澆注、攤布、振實等均造成相當(dāng)大的困難，養(yǎng)護易被耽誤，泵送易出故障，滑模施工的滑升速度較難控制，當(dāng)機械發(fā)生故障時，容易造成模板粘連、混凝土拉裂，施工節(jié)奏較難掌握。

（3）假凝。當(dāng)拌合物溫度超過 40℃ 時，會引起假凝，需重新拌合，才能恢復(fù)塑性。

（4）失水。由于水溫高時，粘性系數(shù)降低，所以混凝土拌合物泌水加快，成型混凝土的表面水蒸發(fā)也較快，在短期內(nèi)完成泌水，更易造成構(gòu)件表面失水。

2.2 高溫天氣下施工拌合水對混凝土質(zhì)量的影響

高溫下拌合混凝土，水分蒸發(fā)快，引起坍落度損失，難以保證所設(shè)計的坍落度，易降低混凝土的強度和耐久性。在坍落度一定的條件下，混凝土溫度越高，用水量越大。當(dāng)混凝土的溫度上升時，為了攪拌出滿足混凝土澆筑要求的坍落度，就必須在混凝土中加入較多的拌合水。而在高溫下，混凝土的用水量越高，混凝土表面游離水分蒸發(fā)過快，體積收縮就越急??；水灰比越大，強度越低。即使加入較多的水泥補償增加拌合水而造成的強度損失，獲得的早期強度較高，但是到了后期混凝土的質(zhì)量也將受到損害。

2.3 高溫天氣下混凝土施工表面蒸發(fā)率對產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫的影響

高溫天氣下混凝土施工養(yǎng)護不當(dāng)，可能造成混凝土脫水，影響水化的正常進(jìn)行，不僅降低強度，而且加快混凝土收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。正常養(yǎng)護時，泌水速度大于或接近于蒸發(fā)速度，而在高溫低濕度時，泌水速度小于蒸發(fā)速度，構(gòu)件表面嚴(yán)重脫水，水面下降到固體顆粒表層以下，形成凹面，產(chǎn)生表面張力，顆粒受張力作用而凝聚，張力如大于混凝土當(dāng)時的抗拉強度就在表面產(chǎn)生塑性裂縫。

2.4 高溫天氣下混凝土施工對物理力學(xué)性能的影響

由于高溫天氣溫度高，水泥水化反應(yīng)加快，混凝土凝結(jié)較快，施工操作時間變短，混凝土的澆筑、抹壓比較困難，容易形成分層施工縫，造成蜂窩、麻面漏筋以及產(chǎn)生裂縫冷接頭“冷縫”等質(zhì)量問題。

3 高溫天氣下保證預(yù)拌混凝土生產(chǎn)與施工質(zhì)量控制要點

高溫天氣環(huán)境下會對混凝土的質(zhì)量及施工帶來諸多的不利影響，但是仍然可以采取多種措施來降低這些不利的影響。

3.1 選擇合適的原材料，進(jìn)行合理的配比

針對混凝土高溫天氣施工特點和高溫天氣的氣候因素，首先在混凝土原材料的控制上應(yīng)采取措施，原材料控制通過選擇合適的材料進(jìn)行合理的配比，可以達(dá)到減緩水化熱升溫的過程，以保證混凝土質(zhì)量。

（1）選擇合適的水泥。首先要選擇水化熱低、質(zhì)量穩(wěn)定、各項理化指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)水泥做混凝土的主材，可以避免水泥水化激烈引起混凝土內(nèi)部溫度升高造成的不利反應(yīng)。在滿足一定規(guī)范要求的情況下，可考慮使用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等來代替硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，應(yīng)盡可能避免使用硅酸鹽水泥，對于大體積混凝土則應(yīng)嚴(yán)禁使用。

（2）摻用粉煤灰。為減少水泥用量，降低混凝土水化熱，改善和易性，提高混凝土的綜合性能，按照混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范，可在混凝土中摻加適量粉煤灰。摻用粉煤灰可以大大減少混凝土的坍損，提高混凝土的施工質(zhì)量。

（3）選擇相容性最佳的外加劑。與化學(xué)外加劑生產(chǎn)企業(yè)做好溝通，將企業(yè)所用水泥拿到化學(xué)外加劑生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行試驗，調(diào)整化學(xué)外加劑成分參數(shù)，使得兩者相容性最佳，同時應(yīng)適當(dāng)提高緩凝成分，延長混凝土凝結(jié)時間。

（4）添加緩凝減水劑。高溫天氣下混凝土施工，混凝土中水分易蒸發(fā)，造成坍落度減少。若增加用水量，在水灰比不變的情況下，必須增加水泥用量。為此可采用在混凝土中添加緩凝減水劑，以達(dá)到不增加水泥且符合施工規(guī)范和設(shè)計強度的要求。

3.2 降低混凝土原材料溫度，嚴(yán)格控制入模溫度

降低混凝土原材料的溫度及澆注混凝土溫度是高溫天氣下預(yù)拌混凝土降低溫度應(yīng)力的一個非常重要的措施?；炷猎牧蠝囟容^低，則拌合物的溫度就相應(yīng)降低，在水泥、水、骨料三者中，骨料的用量最大，因此骨料溫度對混凝土溫度的影響最大。要避免骨料溫度的上升，可以對骨料加以遮蓋或灑水降溫有效措施降低入模溫度；在拌合混凝土?xí)r，采取用水將碎石冷卻、灑水降溫的方法；再者澆筑混凝土?xí)r最好不要讓混凝土在太陽下直接曝曬。

（1）選擇合適的時間澆筑混凝土。高溫季節(jié)溫差較大，如果在白天澆筑混凝土，更會加大高溫環(huán)境對混凝土施工質(zhì)量的影響，因此，應(yīng)在不影響施工的基礎(chǔ)上，盡量選擇在夜晚溫度較低的時間段來澆筑混凝土，這樣就可以避免陽光的直射等因素對混凝土造成的不利影響。

（2）遮蓋混凝土原材料?；炷恋母鞣N原材料在陽光的照射的情況下會比平時的溫度高出很多，因此，可以選擇一些遮蓋物如油布對混凝土的各種原材料進(jìn)行遮陽處理，降低原材料的基本溫度。當(dāng)然，也可以通過搭制天棚等手段，避免原料筒倉受陽光的直射，來降低原料的溫度。

（3）使用冷水機。在高溫條件下澆筑混凝土的時候，可以考慮使用冷水機冷卻的水對混凝土的骨料進(jìn)行間斷的澆水，使骨料能夠不斷散發(fā)熱量，從而降低自身的溫度。同時，在澆筑混凝土的時候，除了可以用冷卻水做原料，也可以采用冷卻水來澆淋攪拌機、泵管和水泥筒倉等各種澆筑工具，來幫助攪拌設(shè)備降溫。

（4）使用冰塊。通常情況下，冷卻機可以將常溫水的溫度降至 10～13℃，但是這樣的溫度達(dá)不到混凝土的入模要求的溫度，必須進(jìn)一步降低攪拌的水溫。因此，可以將冰塊投入冷水箱內(nèi)來達(dá)到降低混凝土攪拌水溫度的效果。當(dāng)然，為了保證混凝土的施工質(zhì)量，必須要確保冰塊在混凝土中全部溶化。

3.3 混凝土的生產(chǎn)拌制過程中的措施

在原材料質(zhì)量控制基礎(chǔ)上，作好生產(chǎn)控制是高溫季節(jié)混凝土質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)?；炷辽a(chǎn)操作人員接受配合比后，嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行配制混凝土，配制過程中重點觀察混凝土的和易性和可泵性?；炷涟柚茣r應(yīng)采取措施控制混凝土的溫升，并以此控制加水量，減小坍落度損失，減少塑性收縮開裂，在混凝土拌制過程中可以采取以下措施：

（1）高溫天氣生產(chǎn)的混凝土，會出現(xiàn)水分蒸發(fā)快、凝結(jié)時間加快等現(xiàn)象。通過使用減水劑或以粉煤灰取代水泥來減少水泥用量。同時，在澆注條件允許的情況下增大骨料粒徑。要求減水劑廠商調(diào)整減水劑的凝結(jié)時間，適當(dāng)延長混凝土的終凝時間。使用高效減水劑，高效減水劑里含有保坍劑，可以保持混凝土坍落度在2～3 小時內(nèi)不損失。高效減水劑還能夠減少混凝土拌合過程中骨料顆粒之間的磨損。

（2）高溫對各種傳感器的精度影響很大，在高溫季節(jié)，要不定時對各種計量傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，使稱量值在誤差范圍內(nèi)。特別是外加劑傳感器；外加劑超量會造成混凝土緩凝，形成大量收縮裂縫，嚴(yán)重的會形成貫穿裂縫。

（3）適當(dāng)延長混凝土攪拌時間，調(diào)整配合比設(shè)計，在膠凝材料不變的情況下，盡量減少水泥用量，增加粉煤灰、礦渣粉等礦物摻合料的用量，降低水化熱，降低砂率，降低坍落度損失。

（4）保持混凝土運輸連續(xù)均衡供應(yīng)，控制混凝土澆筑溫度。

預(yù)拌混凝土供應(yīng)廠家應(yīng)緊密配合大用量施工現(xiàn)場連續(xù)施工的需要，按計劃需要量安排若干輛攪拌車和移動式加壓泵，使現(xiàn)場保證泵車不等攪拌車，連續(xù)施工，不留施工縫和不發(fā)生泵車堵管現(xiàn)象；為避免炎熱陽光直曬混凝土澆筑面，對于深基坑筏板基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑現(xiàn)場，建議施工方在基坑頂搭蓋涼棚，并安裝通風(fēng)散熱設(shè)施，使基坑內(nèi)澆筑溫度大幅度降低，不僅可控制混凝土最高溫升，還可改善操作工人的勞動環(huán)境，使?jié)仓驼駬v等工序順利進(jìn)行；運輸和施工過程中嚴(yán)禁往攪拌罐內(nèi)任意加水，為了不使混凝土輸送管道因遭曝曬而溫度過高，可在管道外壁四周用濕罩、布麻袋包裹遮蓋，并反復(fù)淋水，降溫避免陽光直射，有效措施降低入模溫度。

3.4 優(yōu)化混凝土配合比，降低水灰比

根據(jù)混凝土設(shè)計強度等級，在對混凝土原材料進(jìn)行優(yōu)選的基礎(chǔ)上，經(jīng)多組對比試驗，確定的配合比。

（1）配合比的設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程。除了要滿足強度要求外，還要考慮運輸、泵送等因素?？茖W(xué)的配合比設(shè)計，應(yīng)該考慮適宜的坍落度、適宜的砂率，適當(dāng)?shù)丶訐綋胶狭希x用高性能混凝土，如采用補償收縮混凝土，在混凝土中摻入適量的膨脹劑，使混凝土產(chǎn)生微量膨脹來補償其產(chǎn)生的收縮。

（2）精心設(shè)計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好的工作性能的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水灰比）、二摻（摻高效減水劑、高性能引氣劑）、一高（高粉煤灰）”的設(shè)計準(zhǔn)則，生產(chǎn)出高強度、高韌性、低熱和高抗拉的抗裂混凝土。

（3）嚴(yán)格控制水灰比。由于運輸過程中的種種原因，預(yù)拌混凝土攪拌運輸車到現(xiàn)場后不能順利泵送（混凝土坍落度?。?，有的現(xiàn)場操作工人往攪拌運輸車內(nèi)加水，以達(dá)到能泵送的目的，易造成混凝土裂縫，必須嚴(yán)格禁止，水灰比的降低，將會提高混凝土的彈性模量，提高其抗裂性能，在保證混凝土質(zhì)量的前提下，盡量降低水泥、砂用量，提高石子用量。

3.5 加強澆注混凝土施工過程重點工序質(zhì)量控制

（1）高溫天氣下控制預(yù)拌混凝土質(zhì)量的最關(guān)鍵加強施工技術(shù)優(yōu)化，規(guī)范混凝土施工質(zhì)量細(xì)節(jié)有效控制，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、不同強度等級、部位等工程施工的實際情況，在高溫天氣條件下澆筑混凝土?xí)r，要求配備足夠的人力、設(shè)備和機具，以便及時應(yīng)付預(yù)料不到的不利情況。

（2）做好施工準(zhǔn)備工作，編制行之有效、切合實際、施工方便的預(yù)拌混凝土澆筑施工工藝操作規(guī)程、技術(shù)保證措施等專項方案，充分考慮混凝土澆筑位置、施工順序、分層厚度和施工縫處理等因素，對現(xiàn)場人員進(jìn)行技術(shù)交底，定崗定位，明確分工和責(zé)任，建立獎罰制度，并嚴(yán)格按專項施工技術(shù)專項方案、施工規(guī)范要求精心施工。

（3）根據(jù)現(xiàn)場的實際認(rèn)真科學(xué)合理的編制澆筑和泵送混凝土施工專項施工方案組織實施，科學(xué)確定澆筑順序和方向，按規(guī)范要求留置施工縫，對施工縫的處理要符合要求。符合設(shè)計要求后方可進(jìn)行澆筑，運至澆筑地點混凝土的坍落度應(yīng)符合要求，當(dāng)有離析時，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部產(chǎn)生的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋握裹力，達(dá)到防止混凝土裂縫的目的，攪拌時間由試驗確定。

（4）混凝土澆筑采用自然流淌，按照“一個坡度、分層澆筑、循序漸進(jìn)、二次振搗”澆筑工藝，應(yīng)采取長條流水作業(yè)分段、斜面分層澆筑，均勻上升，加強二次振搗工藝技術(shù)。澆筑后的混凝土，在振搗時間界限以前，應(yīng)進(jìn)行二次振搗，二次振搗可以增加混凝土的密實度，改善混凝土強度，提高防滲性和抗裂性。加強對混凝土現(xiàn)場監(jiān)控力度專人檢測混凝土的坍落度和攪拌時間。

總之，在混凝土的攪拌、澆筑過程中，只要能夠有效控制其出罐溫度和合理施工，因高溫而產(chǎn)生的裂縫等缺陷是可以避免的。

3.6 控制高溫天氣下澆筑混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量

高溫天氣下澆筑的混凝土，由于外界環(huán)境溫度較高，對混凝土的養(yǎng)護不及時，會造成混凝土水化加快而導(dǎo)致混凝土的強度降低，還會產(chǎn)生塑性收縮裂縫，影響到混凝土的耐久性。同時表面水分過快蒸發(fā)而出現(xiàn)塑性收縮裂縫，最終將影響混凝土結(jié)構(gòu)安全，因此在完成澆筑后，仍要重視混凝土的養(yǎng)護工作。

（1）提高做好養(yǎng)護工作的自覺性，強化專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護質(zhì)量責(zé)任制。在修整作業(yè)完成后或混凝土初凝后立即進(jìn)行養(yǎng)護，應(yīng)設(shè)專職班組 24h 養(yǎng)護并注意灑水保持麻袋處于濕潤狀態(tài)。

（2）優(yōu)先采用塑料薄膜和麻袋隔層鋪設(shè)，即塑料薄膜→麻袋（濕）→塑料薄膜→麻袋。

四周外模覆蓋一層塑料薄膜、一層麻袋。連續(xù)養(yǎng)護。應(yīng)保證混凝土處于濕潤狀態(tài)，嚴(yán)格養(yǎng)護至國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的養(yǎng)護齡期。

（3）對高層建筑施工和大面積混凝土施工，不便于覆蓋澆水養(yǎng)護時，用養(yǎng)生液養(yǎng)護是較好的。白色養(yǎng)生液所形成的薄膜還可以反射陽光，減少熱吸收。對節(jié)約人工和用水，降低成本是有利的。構(gòu)件外模應(yīng)停止養(yǎng)護后再拆除較好，如提前拆模應(yīng)確?；炷翗?gòu)件的強度達(dá)到有關(guān)規(guī)定，保護好新澆筑的混凝土外側(cè)不受損壞，并拆除表面有潮濕的覆蓋層或接觸物。

（4）當(dāng)完成規(guī)定的養(yǎng)護時間后拆模時，最好為其表面提供潮濕的覆蓋層。高溫天氣給混凝土工程施工帶來諸多不利因素，如果質(zhì)量控制措施不到位或不合理，極易發(fā)生因溫差應(yīng)力和養(yǎng)護不好而出現(xiàn)裂縫問題。

（5）養(yǎng)護過程中應(yīng)保持混凝土降溫速度小于升溫速度，延緩混凝土的降溫峰值，保證混凝土的溫降拉應(yīng)力小于混凝土的溫升壓應(yīng)力，避免裂縫出現(xiàn)。

通過采取上述技術(shù)措施, 可以將炎熱氣候?qū)炷潦┕に鶐淼牟焕绊懡档偷阶畹?，從而更好地提高混凝土的施工質(zhì)量。

4 高溫天氣下混凝土施工質(zhì)量控制組織管理和技術(shù)措施

建立合理的質(zhì)量保證體系、明確職責(zé)、分解目標(biāo)。為了保證混凝土施工質(zhì)量，必須對預(yù)拌混凝土生產(chǎn)與施工全過程實行質(zhì)量管理，建立行之有效的質(zhì)量保證體系，健全各項管理制度，明確崗位職責(zé)，按 ISO9001 體系要求在施工全過程中的進(jìn)行質(zhì)量控制。

（1）技術(shù)人員應(yīng)編制施工組織設(shè)計，針對高溫天氣下混凝土施工特點編制專項施工方案，以避免因雨水過多及高溫，影響混凝土質(zhì)量。要對施工操作人員進(jìn)行詳細(xì)交底，并監(jiān)督其認(rèn)真貫徹執(zhí)行。

（2）在高溫氣候條件下，澆筑混凝土最好早 6 點前和晚 17 點后進(jìn)行，以控制混凝土內(nèi)外溫差。

（3）加強施工人員的質(zhì)量意識，施工的檢查力度和對職工夏期施工防暑、降溫知識的教育力度，提高認(rèn)識，嚴(yán)格要求。

總之，為確保高溫天氣下混凝土工程的質(zhì)量，不僅商品混凝土公司要嚴(yán)格控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)和出廠質(zhì)量，更需要施工單位大力配合和支持，只要嚴(yán)格按照施工程序、施工技術(shù)方案來保證施工質(zhì)量符合設(shè)計規(guī)范要求，強化現(xiàn)場管理，在混凝土的拌制、運輸、澆筑及養(yǎng)護等方面采取可靠的技術(shù)措施，施工人員和管理人員應(yīng)以嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)范為準(zhǔn)則，認(rèn)真、嚴(yán)格、科學(xué)地控制好每一個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行混凝土施工和養(yǎng)護。把夏季炎熱氣候?qū)炷潦┕に鶐淼牟焕绊懡档偷阶畹统潭?，從而更好地提高混凝土的夏季施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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［通迅地址］浙江省金華市解放西路 233 號（321000）

［作者簡介］蔣賢龍，副總經(jīng)理，本科學(xué)歷，高級工程師、高級經(jīng)濟師，國家一級注冊建造師；多次獲得“全國工程質(zhì)量管理先進(jìn)工作者、全國優(yōu)秀建造師、全國優(yōu)秀項目經(jīng)理”等榮譽稱號。國家優(yōu)質(zhì)評審專家、中國建筑質(zhì)量管理專家委、中國綠色施工分會專家、全國 QC小組診斷師、浙江省建設(shè)工程專家、浙江省綜合評標(biāo)專家，曾六十余篇科技論文在國家級刊物上發(fā)表。