高溫天氣對混凝土施工的影響及解決措施探討

引 言

在混凝土工程施工中,高溫天氣不僅指夏季環境溫度較高(甚至極端高溫度)的情況,而是伴隨較高的外界環境溫度和混凝土澆築溫度、低的相對溼度並且較大風速以及強的陽光照射,一般發生在熱帶或乾燥性氣候地區中一年的任何時間,而在其它地區則通常發生在夏季。在春季和秋季,由於一天之內的溫差變化相當大,在混凝土施工澆築過程中,因溫度變化而導致混凝土收縮過快產生的早期裂痕也比較嚴重。即使溫度是相同或相近的,有風和陽光的天氣對比無風、潮溼的天氣,施工中也應該採取更為嚴格預防性的措施。因此,高溫天氣環境下混凝土的拌合、澆築和養護都會使得混凝土中的水泥水合速率和溼度蒸發速率隨之增加,這將會對混凝土性能及可靠性產生不利影響。一般而言,水泥水化時的水合速率與混凝土溫度、水泥成分、粒度及所使用的摻合劑(或外加劑)有關。因此,有必要對高溫天氣下混凝土施工影響進行深入討論,給出相應措施,以保證混凝土工程施工的質量,確保工期,達到質量、安全、進度和效益的協調和統一。

高溫天氣對混凝土施工的影響及解決措施探討

高溫天氣對混凝土施工的影響

高溫天氣下,混凝土施工過程會受到較大程度的影響,不僅會影響混凝土拌合、澆築和養護的質量,而且會惡化工人的施工工作環境,甚至造成混凝土質量和工人健康的不利影響,因此有必要分析相應的影響因素。

1.1 對混凝土拌合的影響

在高溫天氣下,混凝土攪拌時水分蒸發速度加快,毫無疑問會增加拌合的用水量,並導致混凝土流動性不同程度的降低,混凝土凝結硬化的速率增加,導致施工時混凝土的和易性相對不好,在收縮過程中,水分蒸發,混凝土內部存在一定數量的氣泡,很大程度上會產生裂縫,影響混凝土拌合的質量。

1.2 對混凝土凝結固化過程的影響

在混凝土入模後,為了避免水分的過程蒸發和散失,在澆築或養護的過程中,混凝土處於高含水量和較高溫度的環境中,容易引起混凝土28天乃至後期強度的發展,最終影響混凝土強度的降低,影響混凝土的使用和壽命。同時,在澆築和凝結過程中,不同溫度環境時會出現不同的溫度差異,在高溫天氣下尤為明顯,導致固化或溫度產生的裂縫增加的可能性增大。在養護時,為了避免混凝土水分蒸發過快,必須有水充分養護,但可能伴隨出現碳酸化、輕集料或不適當的集料混合比例的現象,使得混凝土中存在一定程度的空隙或者孔隙,可能導致混凝土滲透性增加。這些不利現象,在混凝土凝結硬化過程中,不同程度的影響到混凝土的澆築質量,或者後期強度的發展,對混凝土的耐久性和使用過程的可靠性產生不利影響。

1.3 其它影響

高溫天氣情況下,水泥(特別是硅酸鹽水泥)的使用將會加快水合的速率,使得混凝土養護和固化過程變得複雜多變,增加了施工的難度,無疑會增加施工的經濟成本;同時,在混凝土收縮或高強混凝土使用中,水泥的用量會增加,一方面滿足設計強度和需要,另一方面滿足收縮補償的使用,使得混凝土在固化過程中水化熱增加,凝結硬化過程變長,混凝土需要在極限高溫條件固化,因此一定程度上增加了工人勞動量,經濟上增加支出。

高溫天氣下混凝土施工不利影響的解決措施

在高溫天氣情況下,特別是極端高溫天氣下,混凝土施工受到不同程度的影響,對工程質量不利,工人勞動環境進一步惡化,施工管理複雜多變,因此從施工質量管理、作業環境等方面給出相應措施和解決辦法。

2.1 混凝土拌合與澆築方面

高溫天氣,特別是極端高溫情況下,會對混凝土澆築後特性產生較大的不利影響,通過原材料的選擇,優化混凝土配合比,可以不同程度地減少這些不利影響。首先,可以冷卻拌合用水的溫度使得混凝土攪拌時達到理想的溫度,一般可以使得混凝土溫度下降多達6℃,在施工過程中需根據配合比嚴格控制冷卻水的用量;同時可以使用液氨冷卻混凝土的拌合用水,常常向用水池中或者在混凝土攪拌器中輸送液氨,使得拌合用水溫度下降到合適位置,最高可達11℃,在此種方法選擇上應考慮液氨相應費用,比如液氨的運輸和儲藏、稱量與控制等費用。其次,可選用冰代替拌合用水降低澆築溫度,最大降幅達到10℃左右,在使用前應準確稱量冰的重量,後將冰塊使用專門機器粉碎,加入攪拌器中,還需保證冰塊供應量充足,仍需考慮附加費用,如冰塊製作和運輸、儲藏和破碎、稱量與供應等相關費用。再次,可用液態氨冷卻拌合後的混凝土,採用直接注入的辦法,一般可降低溫度達到8℃,常常用在大體積的混凝土澆築中,可取得預期的效果,實踐表明混凝土性能不受任何負面的影響,不過該方法產生的運行費用較高,主要是液態氨的製作、儲存、稱量等方面要求較高。最後,可對混凝土原料中的粗骨料用冷水進行大量噴灑或沖洗,一般而言由於粗骨料在混凝土中用量較大,混凝土最終溫度往往可降低0.5℃左右,採用此種方法冷卻時需要儲備大量的冷卻水,需要保證粗骨料的冷卻時間和嚴格控制用水量;同時,對於粗骨料的冷卻也可以向粗骨料拌合吹入冷空氣來實現,可以有效降低混凝土拌合的溫度,一般而言冷卻後的空氣替代環境溫度,可以有效地使得粗骨料最多降溫7℃左右,需要現場配備相應設備,增加安裝費用。

2.2 混凝土施工安全生產管理方面

高溫天氣下,駕駛者的心理及生理會產生不同程度的變化,因為酷熱的天氣,大量的體力投入以及強烈的日光照射等都會導致駕駛員工作條件變差。炎熱高溫下的車廂容易使人產生煩躁心理,就會導致駕駛員開車時注意力不集中,思維能力下降,若遇到危險情況就很難避讓;同時,夏季晝長夜短,且氣溫高,許多駕駛者的休息不夠充分,導致精力不充沛,行車中易疲勞、瞌睡,會使得駕駛者對突發事件反應遲鈍,從而導致交通事故。因此,要嚴格控制車輛的作息時間,做到勞逸結合;要進一步加大對從業人員的宣傳教育力度,加強對駕駛員與機械操作手的防事故教育和遵章守法教育,同時要教育駕駛員多休息、早休息,能夠保持充足的睡眠時間,並且有旺盛的體力投入到工作中;要加強對駕駛員的管理和路面監控,改善一線員工的勞動條件,嚴禁疲勞作業、疲勞駕駛等事件的發生;要嚴密監控車輛、機械的安全狀況,確保夏季高溫施工安全;要教育廣大職工正確使用勞動防護用品,防範高處墜落和觸電事故的發生;要加強消防安全隱患排查工作,嚴防發生事故。

督促落實防暑降溫的技術措施和保健措施,合理安排職工作息時間,嚴格控制加班加點,加強生產作業中的職工輪休;露天作業、高溫作業場所要加強通風換氣,採取隔熱措施,設立高溫作業職工的休息室;提供足夠的符合衛生要求的防暑飲料,改善高溫一線工人的作業條件和環境。加強高溫施工安全,高溫期間儘量減少金屬焊割等高溫作業,氧氣瓶、乙炔瓶嚴禁曝曬,且遠離火源,確保安全;施工現場必須配備防暑降溫用品,如風油精、茶水、綠豆湯等。並加強防暑降溫與中暑急救知識的宣傳教育活動,嚴禁赤膊和穿拖鞋上崗,要加強對安全防護用品佩戴使用的檢查,確保勞動保護措施的真正落實。

2.3 混凝土施工生產人員方面

加強職工防暑降溫知識的教育,提高本單位職工,特別是機械操作人員在高溫作業時的自我保護意識。每天機械出工前,機械操作人員要檢查水箱儲水情況,為機械加滿水,避免機械因缺水高溫而出現故障。對施工各班組進行安全教育,增強作業人員對各種情況的應急處理能力。

結語

無疑,高溫天氣下混凝土施工涉及到方方面面,其質量和安全是重中之重。因此,在施工中應堅持“質量為上、嚴格控制、標準施工”的原則,加強施工中拌合和澆築、安全施工管理和人員管理等方面,儘可能降低混凝土拌合及澆築溫度,確保施工安全,保障施工作業人員健康,保證混凝土工程達到規定強度,力爭整個工程優質完成,及時解決施工過程中出現的各種問題。


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