特殊自然环境混凝土施工质量控制研究

林建能（陕西建工第一建设集团有限公司　陕西西安　710000）

特殊自然环境混凝土施工质量控制研究

林建能（陕西建工第一建设集团有限公司陕西西安710000）

如何控制特殊环境混凝土施工的质量一直是困扰建筑界的难题。本课题的研究将为特殊环境混凝土施工质量的保证，提供新的思路和工程应用指导意义。研究中还发现：如果不能采取合理的特殊环境施工措施，将会导致冻融现象的发生，从而显著降低混凝土强度的增长幅度，并对混凝土后期的安全性和耐久性造成巨大损害，故本课题组针对此类问题，提出了一些有别于常温施工的特殊环境施工措施。在制备混凝土时掺加引气剂、粉煤灰以及矿渣的混凝土，其抗压强度将提高10％～15％。在标准养护6h后转入-8℃下养护7d再转入标准养护28d的混凝土，其抗压强度相比于标准养护28d下的混凝土，将降低20％～30％。而当标准养护48h后转入-8℃下养护7d再转入标准养护28d的混凝土，其抗压强度相比于标准养护28d下的混凝土，将提高10％～20％。综上所述，特殊环境混凝土施工质量控制，对缩短特殊环境施工工期，加快工程建设进程，尽早发挥工程投资效益能够起到积极的促进作用，也将对特殊环境混凝土施工的改进方法起到一定的参考作用和现实指导意义。

质量；特殊环境；养护；措施

混凝土有诸多优点，但其最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。而混凝土裂缝是混凝土内在质量的外在表现。混凝土的开裂原因复杂而繁多，而在大风、干旱缺水、昼夜温差大的戈壁荒漠环境中混凝土的裂缝着重表现在：大风、高温、干旱使混凝土急剧失水造成混凝土表面收缩产生的裂缝和昼夜温差的剧烈变化使混凝土表面产生的裂缝。由此，分析总结特殊环境对混凝土质量的影响及如何在特殊环境下提高混凝土的质量就变得尤为重要了。［1-4］

一、特殊环境对混凝土质量的影响原因分析

1.急剧失水引起的收缩裂缝原因分析

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。而在大风高温、干旱缺水的戈壁环境中混凝土收缩主要表现在因失水过快产生的塑性收缩和缩水收缩。塑性收缩是发生在施工过程中，混凝土浇筑后随着水泥水化反应的进行，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水产生收缩，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制好水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实。

缩水收缩是混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当其承受拉力超过抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要是缩水收缩，为了减少缩水收缩，要采取行之有效的养护方法对混凝土进行保湿，以减少不均匀收缩产生的拉力，从而控制收缩裂缝。

2.昼夜温差大引起的温度裂缝原因分析

众所周知混凝土在浇筑后的初期由于水泥的水化作用会产生大量的热量，形成高温聚集在混凝土内部不易散发，此时内外温差会使混凝土外部产生拉应力，若大于相应龄期的混凝土容许拉应力就有可能产生裂缝；而若为了释放热量给混凝土急剧降温，又会因为降温梯度过大产生较大的温度拉应力，当该拉应力大于相应龄期的容许拉应力，也容易产生温度裂缝，因此在昼夜温差大的特殊环境下控制温差，尽量降低温度梯度是保证不产生裂缝的根本。根据工程具体情况，适当使用粉煤灰、外加剂等外掺料会延缓混凝土内部温度的释放，同时良好的保温措施会有效的减少混凝土的内外温差梯度，从而减少混凝土温度裂缝的产生。［5-7］

二、主要技术控制措施

1.过程中的技术控制措施

（1）水泥的选用，采用普通硅酸盐水泥，并掺入适量粉煤灰减少水泥用量，降低水化热。（2）掺入外加剂，使用高效缓凝减水剂，降低水灰比并严格控制掺量，保证减水剂的缓凝时间，确保缓凝剂加入量一致。严格控制混凝土搅拌时间，保证混凝土拌合均匀，外加剂能够完全反应，搅拌时间须保证120秒。（3）粗细骨料级配控制，增大机制砂的细度模数，减少砂率；采用合理的混合级配，粗骨细骨料各占50％。严格控制粗细骨料的含泥量，提高混凝土的均匀性，增加抗裂能力。（4）有序施工确保混凝土均匀密实。混凝土浇灌时，搅拌车在卸料前，要求高速运转一分钟，确保进入料斗的混凝土质量均匀。混凝土浇筑要求合理分段分层且连续进行。（5）尽量降低混凝土受约束作用，在混凝土浇筑完成后对表面进行压光处理。（6）为降低混凝土内外温差，严格控制混凝土拆模时间，加强混凝土养护措施。具体拆模时间根据同条件养护试块强度情况而定，模板拆除时间选择在每日气温较低的时段。高温气候下，混凝土在施工中易造成较大坍落度损失、初凝时间缩短，为避免此类现象的发生，在夏季高温气候条件下采取以下施工方法和技术措施，以保证混凝土的施工质量。（1）加强施工组织措施：在施工现场和拌和站之间配备无线通讯联络和生产调度指挥系统。对施工中出现的各种问题做到反应快速、判断迅速、调度准确。（2）选择合理的浇筑时间，建立专门网络气象站，可以了解每天、周、旬的气象资料，混凝土施工避开每日高温时段，选在日气温较低时段浇筑。（3）施工中对砂石料用遮阳棚覆盖。设置防晒网维护，高温时间避免阳光直射引起温度梯度过大造成混凝土开裂。（4）混凝土灌注宜在早晚温度较低时进行，现场对混凝土入模温度进行监控降低入模温度。降低入模温度是控制峰值的最有效措施。（5）成立专门小组负责浇筑中及浇筑后混凝土温度的采集、分析、处理，根据分析结果，总结温度控制经验，以便指导下一步施工。（6）对刚浇筑完的混凝土体覆盖保湿养护，避免高温造成混凝土体表面水分的急剧蒸发。

2.特殊环境下的养护原则

从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于高温大风等环境常引起水分的蒸发损失，从而推迟水泥的水化，且昼夜较大的温度梯度，均会直接影响表面的混凝土。因此特殊环境下的混凝土保温保湿养护在施工中应切实重视起来。1.高温缺水大风的特殊环境下根据工程现场实际情况明确混凝土的养护原则：（1）混凝土浇筑完毕后，顶面立即用土工布遮盖，混凝土初凝后用土工布覆盖和洒水养护，洒水次数应能保持混凝土有足够的润湿状态，养护时间一般不少于7天。（2）混凝土养护期间，养护水与混凝土表面温差不得大于15℃。（3）在暴晒、气温骤降等温度剧烈变化的情况下，应采取保温措施防止混凝土表面温度受环境影响而发生剧烈变化，控制混凝土内外温差，以免混凝土表面产生急剧的温度梯度。（4）当环境温度低于5℃时，禁止对混凝土表面进行洒水养护，应采取保温保湿措施。2.混凝土专项养护方案“两布一膜”法的运用：混凝土拆模后可采用“两布一膜”法对混凝土进行养护，即拆模后混凝土表面包裹一层浸湿的土工布起到湿润作用，再紧密缠绕一层塑料布，塑料布要确保缠绕紧密绑扎牢固，以保证能起到防风保湿及密贴的作用。最外一层包裹帆布、土工布或者草帘的保温材料，用铁丝、绳子或胶带进行捆绑，起到防风保温调节混凝土表面温度梯度的作用。

实践证明，“两布一膜”养护方案适用范围广，一次到位，后续无需安排专人养护，在干旱缺水，昼夜温差大的环境下显得尤其经济省工。

三、结束语

影响混凝土质量的因素是多种多样的，特殊自然环境下，失水收缩及温度应力差是混凝土产生裂纹的主要影响因素之一。对如何有效控制特殊环境下混凝土的质量总结。

根据有关技术规定设计优化配合比。选择合理的水泥标号，采取在混凝土拌合物中掺加混合材料或减水剂等技术措施，以改善混凝土拌合物的和易性。制定行之有效的技术管理办法贯彻落实，把好施工过程关，从搅拌、运输、振捣、养护四个环节提高混凝土的施工质量。在干旱、大风、昼夜温差大水分极易散失的戈壁荒漠特殊环境中，混凝土的养护是一个重难点。“两布一膜”养护法的合理运用可以有效的控制和减小特殊环境对混凝土的影响。

［1］王影，贾启芬.现代建筑工程测量技术的应用［J］.西安建筑科技大学，2013，（18）：90

［2］邓志党，何小宇，周孝军.桥梁高性能清水混凝土研究与应用［J］.山西建筑，2014，（23）：44

［3］许庆.基于致密配合比法的索塔清水混凝土配合比设计及性能研究［J］.混凝土，2014，（10）：74

［4］李家武，李京鸿.工民建中混凝土施工的质量控制［J］.同济大学，2015，6：78

［5］朱晓菲，李晓东.清水混凝土耐久性能试验研究及其在工程中的应用［J］.混凝土与水泥制品，2015（03）：9

［6］宋涛，徐延召.浅析清水混凝土施工技术［J］.河南科技.2015，（19）：80

［7］沈勇.水泥混凝土的施工温度与裂缝控制［J］.安徽水利