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高性能混凝土夏季施工质量控制 [复制链接]

zjb0509
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  • 80
  • 2007-03-01
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t T
发表于 2008-03-30 15:27 |显示全部
一、前言1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
武广客运专线设计运营使用寿命为100年，结构物施工中所用混凝土均为高性能混凝土。做为一种新型建筑材料，同以往所使用普通混凝土相比高性能混凝土工作性能本身具有显著的优点，抗裂性能、抗氯离子渗透性能、抗碱骨料反应性能、护筋性能、抗冻性能、相对耐久性都有了显著的提高，但作为一种建筑材料，本身也必然的存有一定的缺陷，如对使用环境、材料质量、材料温度、混凝土拌合、混凝土运输、混凝土浇筑振捣的要求相对更为严格。各个环节为互相依托相辅相承的，没有一个环节可以独立存在。韶关地区夏季高温季节，一般温度为27℃～38℃，昼夜平均气温高于30℃，最高气温可达42℃，属于夏季施工，施工时应按夏季施工进行严格控制。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
高性能混凝土定义；1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
英文名字HPC（Hіgh1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
performance1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
concrete）英文原意：具有高超表演技艺的混凝土,在特定的环境条件下,能按照人的意愿执行操作。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
高性能混凝土最早为美国人提出，起因为一些桥梁在使用过程中过早的结束使命，没能达到预期的设计使用年限。通过研究发现，内部钢筋腐蚀混凝土受侵蚀导致结构物破坏，直接的罪魁祸首是氯离子渗透和毛细孔渗水带入腐蚀性矿物质。通过改善混凝土的特性来提高混凝土结构物的使用寿命，特性提高的混凝土被定义为高性能混凝土。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
中国的混凝土专家参照以上定义，提出了我国的高性能混凝土定义：高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，对特殊性能有重点的加以保证。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
高性能混凝土的六大指标a抗裂性 b护筋性 c耐久性 d抗冻性 e耐磨性 f抗碱—骨料反应1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
高性能混凝土的四大特点a高耐久性 1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
b高工作性 c高强度 d高匀质性1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
热工计算1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
几种物质的比热c1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
Kj/kg.℃1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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表11†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

水1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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4.21†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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水泥1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.961†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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洒精1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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2.41†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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铁\铜1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.461†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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煤油1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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2.11†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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铜1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.391†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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冰1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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2.11†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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水银1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.141†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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蓖麻油1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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1.81†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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铅1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.131†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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砂、石1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.921†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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干泥土1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.841†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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铝1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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0.881†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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注:摘自inter网比热表1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
按C50混凝土进行控制，砂石用量1860kg/m3，胶材用量484 kg/m3，用水量150 kg/m3，混凝土出机温度控制在28℃内。胶材比热可近似取水泥比热0.96 Kj/kg.℃。新拌混凝土比热约为：[1860×0.92+484×0.96+150×4.2]÷(1860＋484＋150)=1.125036087≈1.125 Kj/kg.℃1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
当夏季气温最高时：取砂石温度32℃，胶材温度38℃时，如新拌混凝土温度控制在28℃内，计算所需最高水温。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
[2500×1.125×28-1860×0.92×32+484×0.96×38]/ (150×4.2)=10.056≈10℃。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
根据计算数据，夏季施工混凝土拌合时，当气温大于28℃，应根据实际情况，采用对水降温措施保证混凝土出机及入模温度。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
二、原材料贮存、降温要求1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
图11†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
骨料遮阳措施图1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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1 夏季施工时要求用于拌制混凝土的各种原材料（包括水泥、砂、石、粉煤灰、矿粉）进行遮阳处理，或在砂石料堆上喷较低气温的水进行降温，以便降低各种原材料进入拌机的温度，从而实现降低混凝土拌合物温度的目的。对于混凝土集中拌合站，用低温水喷洒砂石的方法对于骨料降温的作用不大，操作起来也有一定的局限性，所以我们采用了搭设遮阳棚的方法，在骨料仓上用槽钢作支架，支架高5m，支架上部铺设彩钢瓦，实现遮阳目的，同时保证上料装载机正常工作不受影响。采用遮阳处理后，骨料表面温度平均降低10-35℃，内部温度降低5-10℃。如图11†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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所示。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
图21†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
多功能混凝土工作性能测试仪1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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2 规范规定，混凝土的入模温度宜小于30℃，此入模温度要求为在100年使用寿命的质量要求下，近可能延缓混凝土的早期强度发展，减少混凝土由于温度、强度发展而引起的内部微观损伤，同时结合了欧洲标准（混凝土的入模温度宜小于25℃），而根据我国的国情制定的入模温度。通过热工计算，按C50混凝土的入模温度小于30℃，拌合用水的温度宜控制在8℃以下为宜。传统的对拌合用水降温措施为采用冷却装置冷却拌和水，并对水管及水箱加遮阳和隔热设施，也可在拌合水中加碎冰进行降温。通过方案比较，我们采用了冷却装置对拌合用水实现降温。混凝土集中拌合站安装了一组上海制冷机组，出机水温控制在6℃以下，制冷能力8m3/h，满足70 m3/h混凝土拌制能力。保证C50混凝土出机温度低于28℃，入模温度低于30℃，同时保证C40以下混凝土出机温度低于26℃，入模温度低于30℃。采1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
取此措施后，保证了夏季施工对混凝土入模温度小于30℃的要求，从根本上保证了混凝土的施工质量。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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水泥、矿粉、粉煤灰等胶凝材料的进入搅拌机的温度不宜大于40℃，由于采用了遮阳措施，正常情况下能满足此项要求，但武广客运专线混凝土工程施工时间相对较为集中，水泥供应也随之集中，供应相对较为紧张。正常情况下，水泥应在厂家水泥大罐内储存降温后运至施工现场混凝土拌合站，当水泥供应特别紧张的情况下，储存降温这一环节将会大打折扣，水泥温度到混凝土拌合站后温度往往大于40℃，甚至高达50～70℃。针对此项，我们在拌合站配置了两套水泥罐，循环使用，能实现水泥的散热降温，矿粉、粉煤灰的使用温度能满足小于40℃的要求。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
三、混凝土配制及拌合质量控制1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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混凝土配合比在配制时应充分考虑夏季施工等各环节不利因素，坍落度应考虑比正常使用高1-3cm，（混凝土运输损失约1cm，夏季温度、水分蒸发损失1-2cm），同时水泥采用水化热相对较低的水泥，宜掺加一定量的粉煤灰，外加剂宜使用缓凝型高效减水剂。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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混凝土搅拌站料斗、储水水罐、皮带输送带、搅拌楼都要尽可能的进行遮阳措施处理。混凝土在拌制时在保证混凝土所需时间时，尽可能的缩短搅拌时间，同时加强混凝土的出机、入模坍落度测定，根据实际情况及时调整混凝土的施工配合比，保证混凝土的工作性能，保证施工质量。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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夏季施工混凝土拌合物性能及耐久性能标准要求1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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表21†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

编号1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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混凝土拌合物工作性能1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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混凝土耐久性能1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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初始坍落度（㎜）1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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30min坍落度（㎜）1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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含气量1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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（%）1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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泌水率1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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（%）1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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抗裂1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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抗冻1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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抗渗1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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电通量1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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（C）1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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泵送混凝土1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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180～2201†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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150～2201†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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2.61†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≤0.51†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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无1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≥2501†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≥P201†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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C50以下砼≤15001†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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C50及以上砼≤15001†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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吊装混凝土1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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70～901†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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50～701†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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2.81†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≤0.51†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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无1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≥P201†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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C50以下砼≤15001†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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C50及以上砼≤15001†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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夏季施工混凝土用原材料及拌合物温度控制1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
℃1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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表31†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

胶凝材料1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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骨1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
料1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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拌合用水1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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液体外加剂1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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混凝土拌合物1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≤401†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≤301†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≤101†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≤151†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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≤281†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉

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四、混凝土施工控制1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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夏季混凝土施工尽量按排在气温较低的时段，在韶关地区，一般在17时至次日9时为宜。避免由于高温时段阳光、空气引入混凝土内热量增加、温度升高。对于主体工程，如桥梁墩台身、隧道仰拱二衬严格按要求进行施工时间调整。但武广客运专线存在施工工期短、施工任务重的客观实际情况，另外韶关地区雨季长雨天且多的特点，致使混凝土施工特别紧张，如工程进度较紧的情况下，时间段无法调整时，1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
图31†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
水冷系统外部构造1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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图41†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
水冷系统主机1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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图41†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
水冷系统外部结构1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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图3 1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
水冷系统主机1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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通过水冷方法对对拌合用水实施降温处理，在保证混凝土入模温度小于30℃的前提下其他时段也可进行施工，考虑施工进度与质量要求的矛盾，通过施工拌合水降温的措施有效的解决了施工与环境二者之间的矛盾。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
图51†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
混凝土集中搅拌站微机控制系统1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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2 混凝土采用大型集中拌合站拌合、混凝土罐车运输，混凝土罐车应加有防晒或散热措施，保证混凝土在运输过程中温度不会大幅度的提高。拌合站运输罐车采用了自动洒水靠水分蒸发散热的方法对混凝土罐车进行降温措施，混凝土罐车内部升温一般控制在 2℃以内。梁场混凝土出机温度均控制在28℃以内，混凝土出机后，随后进入混凝土输送泵，完全能够控制混凝土入模温度；桥梁、隧道、防护、涵
图51†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
混凝土搅拌微机控制1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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等工程用混凝土基本为C40混凝土，出机温度一般控制在26℃以内，混凝土运输按最长距离3km、运输时间20min计，在最不利1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
条件下，混凝土停滞40min，混凝土在罐车内升温均小于4℃，即混凝土的入模温度均可控制在30℃以内。为了近可能的缩短混凝土在缸车内的停滞时间，混凝土浇筑前应做好充分准备备足施工机械设备，保证混 凝土连续浇筑，缩短混凝土从出机到入模的传递时间及浇筑时间。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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混凝土浇筑前必须采取一定的措施实行模板降温，保证混凝土入模前模板温度不宜大于35℃，一般是采用新抽井水（温度小于28℃）对模板实行喷洒水降温。同时混凝土浇筑场地应用简易遮阳措施进行遮阴，目的是降低模板、钢筋的温度，也可在模板、钢筋上喷水降温，但在混凝土浇筑时不能存有附着水。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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4 混凝土浇筑前应将模板或基底喷水润湿，浇筑宜连续进行，不宜中间无故停滞，避免留下明显施工缝。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
五、混凝土养护控制1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
图61†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
大型混凝土集中搅拌站1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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混凝土浇筑完毕后，表面应立即覆盖清洁的塑料膜，混凝土初凝后撤去塑料膜，用浸水的粗麻布或土工布进行覆盖，并经常洒水，保持湿润状态最少7d，以大于14d为宜。当条件许可时，也可采用在混凝土表面喷雾降温、湿润空气养护措施，在模板底部采用预先冷却的技术措施等，保湿养护期间应采用遮阳和挡风措施，以防止温度和风的影响。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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混凝土拆模后的洒水养护宜用自动喷水系统和喷雾器。饱水养护期间洒水养护应不间断，保证混凝土表面始终处于湿润，以表面饱水为宜，不得形成干湿循环。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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大体积混凝土应提前养护，且养护时间不应少于28d，对于掺加矿粉、粉煤灰的混凝土养护时间宜大于56d。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
六、混凝土质量控制检验1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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混凝土浇筑与养护时，环境温度每日检查不少于四次，并做好检查记录，当温度超过夏季热期规定时，混凝土拌合时应采取有效降温、防晒措施，以保证混凝土的浇筑质量，否则应停止施工。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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混凝土夏季热期施工除应留标准养护的试件外，还应制做相同数量的试件，并将其置于与结构物相同的养护环境条件下进行养护，用于检查混凝土强度以便指导施工。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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在混凝土浇筑前，应通过试验确定在最高气温条件下混凝土分层浇筑的覆盖时间，施工时应严格控制，不得超过覆盖时间要求。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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在混凝土的浇筑过程中，应严格控制缓凝剂的掺量，并检查混凝土的凝结时间，以防因缓凝剂掺量不准造成危害。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
七、控制效果1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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武广客运专线XXTJV地处韶关地区，夏季一般为六月下旬至九月中旬，高性能混凝土夏季施工按上述方法进行施工，取得了较好的施工效果。混凝土出机、入模温度符合规范要求，未出现高温不利季节施工质量通病，有效的保证了高性能混凝土施工质量。1†öÅÀÿdÁ–bbs.3c3t.comL[rè̉
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