金文林 山東勝越石化工程建設(shè)有限公司

中東地區(qū)大體積混凝土的澆筑措施

金文林 山東勝越石化工程建設(shè)有限公司

在中東地區(qū)進行大體積混凝土澆筑，特殊的施工措施尤其是溫控防裂措施是目前施工中十分重要的研究課題和控制對象，針對特定的氣候條件，技術(shù)條件，材料和設(shè)施條件，通過采取穩(wěn)妥可靠的技術(shù)手段，切實可行的控制措施對保證混凝土的施工質(zhì)量，合理控制施工進度都有著關(guān)鍵性的作用。在SABIC/YANSAB聚烯烴項目的大型混凝土底板施工期間，通過對施工環(huán)境的改善，原材料和設(shè)施的優(yōu)選和控制，現(xiàn)場降溫和控溫的手段，攻克了在高溫氣候澆筑大型混凝土的難關(guān)，為今后的相關(guān)項目積累了經(jīng)驗并提供有益的參考。

中東地區(qū)；大體積混凝土；標準差異；控制措施

引言

2005 年，中國石化和荷蘭A k e r Kvaerner組成JV成功中標沙特阿拉伯SABIC公司在延布投資的YANSAB 聚烯烴項目，這也是中石化多年來在國外得標的第一個大型下游的石化裝置建設(shè)項目。其中兩個成品料倉框架的底板長寬近5 2米，澆筑高度不一，平均為1.5米，整體C35混凝土量約4000立方米，鋼筋650噸，須一次澆筑成型。針對特殊的氣候條件和施工條件，團隊從多角度對此次混凝土澆筑高度重視，精心準備，終使混凝土施工圓滿成功，現(xiàn)該項目已交付業(yè)主。

1、在中東地區(qū)進行大型混凝土澆筑所面臨特殊條件的分析

沙特阿拉伯是中東地區(qū)最大的國家，也是中東主要的競爭最為激烈的建筑市場，集中了世界上歐美日韓的主要的EPC承包商，能夠在沙特阿拉伯得到認可的組織措施和方案將在中東地區(qū)基本通行。項目執(zhí)行地延布地處沙特阿拉伯西部的紅海沿岸，首先必須詳細分析此次大型混凝土澆筑的環(huán)境條件，技術(shù)條件，客觀條件，通過對條件的分析和確認，得出可靠的，有針對性的措施和方案。

1.1 沙特阿拉伯的特殊環(huán)境條件

沙特阿拉伯位于阿拉伯半島。東瀕波斯灣，西臨紅海，同約旦、伊拉克、科威特、阿聯(lián)酋、阿曼、也門、卡塔爾、巴林等國接壤。海岸線長2437公里。地勢西高東低。西部高原屬地中海式氣候，其他地區(qū)屬亞熱帶沙漠氣候。夏季炎熱干燥，最高氣溫可達50℃以上；年平均降雨不超過200毫米。正常氣候溫差超過20℃；紅海沿岸常年濕度較??；春季為沙塵暴多發(fā)季節(jié)，但常年有沙塵暴爆發(fā)的可能；陽光直射度高，所有地下的混凝土設(shè)施必須采取對海水的防護措施。

具體到混凝土澆筑的項目，在混凝土澆筑的8月份的環(huán)境溫度為全年最高的46℃，在混凝土的澆筑空間范圍，由于大量鋼筋的熱輻射，混凝土的環(huán)境溫度達到65℃，夜間環(huán)境溫度將降到30℃；空氣濕度基本為零；季風(fēng)基本為3到4級，對混凝土的水分揮發(fā)影響較大；光線的直射加速了混凝土的初凝和水分的蒸發(fā)；必須充分考慮到沙塵暴對混凝土澆筑的影響。

1.2 中東地區(qū)混凝土澆筑的現(xiàn)場客觀條件

穆斯林地區(qū)商家的作息時間對現(xiàn)場混凝土的供應(yīng)產(chǎn)生影響。由于攪拌站的員工大多數(shù)為穆斯林，每天5次的祈禱時間將會暫?；炷恋臄嚢枧c運輸，從而對混凝土的現(xiàn)場澆筑帶來影響；

中東地區(qū)混凝土澆筑的水泥來源單一，全部為普通波特蘭硅酸鹽水泥；細骨料很細，且須經(jīng)過水洗；為阻止地下水的氯離子對鋼筋的侵蝕，地下混凝土結(jié)構(gòu)均需添加Calcium Nitrite(CN)外加劑，特殊重要的結(jié)構(gòu)在增加添加劑的同時還需將鋼筋改為環(huán)氧涂層的鋼筋；

混凝土資源較為緊張，經(jīng)常處于供不應(yīng)求的局面，針對大體積混凝土的供應(yīng)，攪拌站須提前停車檢修，確保設(shè)備的狀態(tài)；必須貯存足夠多的冰塊制作冰水以供混凝土攪拌之用；施工現(xiàn)場沒有水源，電源，施工用水需用水車運至現(xiàn)場儲罐，現(xiàn)場施工用電全部為發(fā)電機；混凝土的運距較遠，約為18Km。

1.3 中東地區(qū)混凝土澆筑的技術(shù)條件

美國標準和歐洲標準是中東地區(qū)通行的項目執(zhí)行規(guī)范，在混凝土實施行業(yè)，ASTM，ACI是通用的規(guī)范，在滿足項目特殊規(guī)范的同時，所有混凝土行業(yè)的施工行為都要受到這兩個規(guī)范的普遍約束。

SABIC 公司是世界著名的石化公司，所有項目的實施還有公司自身的規(guī)范體系SES（SABIC Engineering Standard），這些規(guī)范對項目實施的所有細節(jié)都進行了的嚴格限制，現(xiàn)場的所有實施行為都有檢查，鑒定其是否符合要求的依據(jù)。

中東地區(qū)的大多數(shù)建筑材料都是按照美標或英標的標準進行生產(chǎn)和加工，國內(nèi)的一些計算的參數(shù)或經(jīng)驗不具備參考性。SABIC指定的供貨商也大多是歐美日韓的國家和地區(qū)。

具體到混凝土行業(yè)，所有的攪拌站都必須得到ACI（美國混凝土協(xié)會）的認證，才能具備資格對社會提供商品混凝土；現(xiàn)場的混凝土須有獨立第三方對混凝土的溫度，坍落度，容重，空氣含量進行測試；大型混凝土澆筑之前，土木工程師將對所有涉及混凝土的材料，設(shè)備，程序，方案進行審計；所有的土工試驗室都必須按照ASTM之規(guī)范要求對混凝土實施檢驗。

2、對客觀條件的科學(xué)比較和技術(shù)分析

通過對中東地區(qū)的大體積混凝土澆筑的環(huán)境條件，現(xiàn)場客觀的條件和嚴格的技術(shù)條件這類特殊條件進行綜合性分析得知，這樣的澆筑條件和我國在夏季實施大體積混凝土澆筑存在著較大的不同和難點：

2.1 溫差和濕度

極限氣溫和晝夜較大的溫差和國內(nèi)項目迥然不同；空氣的濕度明顯區(qū)別于國內(nèi)的實際情況；夏季的季風(fēng)給人以灼熱感，對混凝土澆筑現(xiàn)場的影響可想而知。ACI規(guī)定最佳的混凝土應(yīng)在10℃～15℃范圍內(nèi)，對于有增加溫度裂縫危險的大體積混凝土則更低，混凝土的極限溫度不應(yīng)超過30℃～33℃，而SES規(guī)范規(guī)定的混凝土入模溫度不能超過30℃，這已經(jīng)是ACI的極限溫度。

2.2 勞動力來源

當?shù)刈鳂I(yè)人員基本為印度，巴基斯坦籍，勞動效率差，勞動積極性不高，但對規(guī)范的要求嚴格執(zhí)行；區(qū)別于中國作業(yè)人員的干活快但要求低，對規(guī)范的約束意識和國外員工差距較大。歐美的工程師通過一個簡單實例來說明中外勞動力資源的質(zhì)量意識的差別：對于土木工程常見的每200mm一層的分層夯填，在沒有工程師監(jiān)督的情況下，外籍員工連續(xù)干30天都會保持每200mm一層，中國員工可能不到第三天就會500mm一層。所以，在全員質(zhì)量意識和意志的培養(yǎng)上，我們還有很長的路要走。

2.3 材料機具要求

中東地區(qū)的混凝土供應(yīng)仍處于供不應(yīng)求的局面，市場沒有低水化熱的礦渣水泥可以使用；由于人在高溫狀態(tài)下的效率遠不如機械，使中東地區(qū)施工現(xiàn)場對機械的倚重度較高，有些作業(yè)即使可以使用人工但必須使用機械，這也和國外的勞動力價格偏高但設(shè)備價格偏低有關(guān)系。所以在大體積混凝土澆筑之前，對材料和機械等條件的控制就顯得尤為重要。

2.4 標準規(guī)范差異

適用標準的差異對所有走出海外的建筑企業(yè)是一種最大的挑戰(zhàn)。和國內(nèi)規(guī)范體系相比，中東地區(qū)執(zhí)行的是全英文版的歐美規(guī)范，有些程序和方法和國內(nèi)執(zhí)行的規(guī)范體系大相徑庭，對大體積混凝土澆筑而言，不得采取增加內(nèi)部設(shè)施改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)的辦法來降低最高升溫，要對入?；炷恋目諝夂窟M行控制等等；對ACI，ASTM的精確掌握，這是目前中資公司的軟肋，目前還處于被動應(yīng)用此類規(guī)范的階段。為什么我們在國內(nèi)的建設(shè)行業(yè)允許外資的EPC企業(yè)進入，但不允許他們帶著規(guī)范進入，而必須采用中國的規(guī)范？這是我深思良久的問題。這樣的結(jié)果造成國內(nèi)的建設(shè)企業(yè)只有到國外才能接觸到國際規(guī)范。而與之相反的是，其他工業(yè)部門如鐵路，汽車通過企業(yè)引進，技術(shù)引進，規(guī)范引進并消化吸收，已經(jīng)很快趕上并超過當今世界技術(shù)！中國的建設(shè)規(guī)范必須有機會和可能和世界通用規(guī)范融合，優(yōu)化，才能代表當今世界的中國建設(shè)規(guī)范，這是每一個土木工程師的責任！

2.5 施工過程的控制要求

執(zhí)行標準的嚴肅性差異是中資企業(yè)在國外項目面臨的普遍問題。對規(guī)范的尊重和幾乎機械的執(zhí)行讓很多的中國工程師和作業(yè)人員不適應(yīng)。在國外的混凝土現(xiàn)場澆筑中，即使最終的強度滿足要求，但過程控制沒有按照規(guī)范執(zhí)行，該件混凝土結(jié)構(gòu)一樣會判定為廢品。對大體積混凝土澆筑而言，廢品將對項目形成滅頂之災(zāi)，業(yè)主對工期的索賠將嚴重于混凝土本身的重置價值。這種對過程控制的重視將要求每一個員工改變慣性思維，尊重“德國人的機械”，摒棄“中國人的靈活”，做好眼前的每一步。

2.6 資料檔案的建立

對資料檔案的重要標準的差異明顯不同于目前國內(nèi)項目的實際狀況，即使國內(nèi)規(guī)范也對現(xiàn)場資料提出要求。國外要求混凝土澆筑過程的所有見證資料必須和現(xiàn)場實際發(fā)生的情況完全吻合，實事求是對這個要求的精確解釋。國內(nèi)項目要求資料齊整，每日簽署的資料要求裝訂后像一本書；國外項目的資料要求真實，收集的資料來自現(xiàn)場簽署而不是辦公室整理，用打孔器裝訂就符合要求。

2.7 施工采取的措施

國際上包括中國國內(nèi)對大體積混凝土的澆筑的管理重點一般是：降低絕對的水化熱溫升，加強養(yǎng)護，加強連貫密實；但在中東地區(qū)澆筑大體積混凝土，土木工程師的關(guān)注重點除此以外，還必須特別關(guān)注：在不增加混凝土內(nèi)部設(shè)施的情況下降低絕對溫升，高溫狀態(tài)下要采取的保溫措施，高溫熱風(fēng)狀態(tài)下的養(yǎng)護，混凝土的穩(wěn)定供應(yīng)方案，通過這些特殊的技術(shù)條件的改善來使最終大體積的混凝土的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范的要求。

通過以上我們對在中東地區(qū)澆筑大體積混凝土的各類條件的總結(jié)，結(jié)合我們對各種客觀條件的科學(xué)比較和客觀分析，我們必須有目的并有針對性地從科學(xué)，實用的角度去調(diào)整，完善相應(yīng)的施工組織和執(zhí)行方案，重點解決在中東地區(qū)澆筑大型混凝土所面臨的上述具體問題，從實際的行動中去逐步縮小并最終消除我們在國外項目執(zhí)行中的各種差異，通過以下具體的詳細措施和策略的落實，使我們在中東地區(qū)的大型混凝土的澆筑獲得成功。

3、針對客觀條件和特點現(xiàn)場澆筑大型混凝土采取的策略和措施

3.1 配合比

針對該項目，商品混凝土公司要求第三方的實驗室出具經(jīng)認證的混凝土配比報告，并報業(yè)主批準。在滿足混凝土強度的要求下盡量減少水泥的用量，減少水灰比，從而降低水泥的水化速率和水化熱，適當延長混凝土的初凝時間；盡量采取粒徑大的細集料和粒徑適中且級配規(guī)則的粗集料。

混凝土配合比設(shè)計時需充分考慮到下列實際的大體積混凝土固化的過程及后果。

1）因高溫而適量增加的拌和水，結(jié)合較高的混凝土入模溫度，將可能導(dǎo)致混凝土28d強度以及后續(xù)強度的降低；

2）可能的因溫差形成的微小裂縫會影響混凝土的實體強度；

3）因澆筑時間過長形成的斷面溫差和晝夜溫差結(jié)合，使固化收縮裂縫和溫度裂縫同時作用于混凝土的局部表面，導(dǎo)致對某些部位的混凝土強度產(chǎn)生影響；

4）結(jié)合混凝土的運距而考慮以冰片代替拌和水的用量，從而將混凝土的入模溫度降到最低；

5）高度重視對拌和水和制冰機水源的質(zhì)量控制。美國標準規(guī)定用擬用的拌和水制作的試塊的7d和28d強度不得低于用飲用水制作的試塊的7d和28d強度的90%，這是在中東地區(qū)須引起高度重視的；

6）對大體積混凝土而言，級配的均勻比級配的連續(xù)顯得更為重要，對粗集料直接分級配合更有利于此類混凝土。

為什么不能針對混凝土的強度級別確定配合比，而必須針對每一個項目確定配合比？筆者認為：不同的項目根據(jù)項目的資金來源或組織形式可能執(zhí)行不同的規(guī)范；不同的項目其混凝土的適用部位的外部條件和使用條件不同；針對這樣的情況，針對項目確定混凝土的配合比更具科學(xué)性和可靠性。如同樣的C40的混凝土，是否添加抗?jié)B劑會造成最終配合比的差別等等。

對土木工程師而言，不能簡單把配合比的管理看做是攪拌站或?qū)嶒炇业墓芾韮?nèi)容，相反地而是要把配合比作為混凝土的核心管理內(nèi)容加以關(guān)注：在保證混凝土的適用功能的前提下，怎么樣減少水泥用量，造就環(huán)境友好項目；怎樣優(yōu)化對粗集料的需求，減少對自然資源的需求；怎么樣減少混凝土的容重，從而優(yōu)化混凝土的結(jié)構(gòu)；怎么樣通過添加劑的選擇，減輕混凝土的作業(yè)強度等等，這些都是配合比需要關(guān)注的內(nèi)容。

3.2 外加劑

ASTM C125對外加劑予以以下定義：“除用作混凝土或砂漿組成：水，集料及水泥以外的其他材料，并在拌和前或拌和中直接加入配料者?！眹鈱炷恋耐饧觿┑氖褂玫搅藰O致，確實使混凝土賦予了各種原先不具備的靈性，使混凝土的適用性得到了廣泛的加強。

針對高溫澆筑的大體積混凝土，外加劑的使用必須掌握如下幾點：

1）明確混凝土的外加劑的種類：緩凝劑（同時具有減水作用），阻銹劑；

2）詳細了解外加劑的使用對混凝土性能的主要影響，包括有利的和有害的影響；了解外加劑的物理性質(zhì)和使用程序及要求，特別是對安全的防范事項；

3）對化學(xué)外加劑的精確配料進行控制，以避免帶來巨大損失；

4）對高溫大體積混凝土而言，緩凝劑是不可或缺的。實驗證明，在混凝土加水拌和延遲10分鐘后加入緩凝劑，其緩凝效果最好，因為在加入緩凝劑之前，一些水化物已經(jīng)形成，從溶液中僅消耗較少的緩凝劑。在拌和延遲120分鐘后加緩凝劑將沒有任何作用。故在攪拌站必須認真控制緩凝劑加入的時間；

5）Calcium Nitrite(CN)外加劑的使用對高溫大體積的混凝土的使用沒有直接的幫助，但是由于它的使用，鋼筋可以使用普通鋼筋，從而為現(xiàn)場混凝土的澆筑帶來便利，因為對環(huán)氧涂層鋼筋而言，所有的混凝土施工的工藝和工具（如振搗棒必須增加塑料套）都要改變。

在不影響其強度的前提下，通過添加劑的選擇，能否在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生吸熱反應(yīng)而中和水化反應(yīng)的放熱量，這是仍需努力研究的課題和難題；畢竟目前的通過對自然散熱的控制仍是一個復(fù)雜的過程。

3.3 對水分散失，水分蒸發(fā)的控制

大體積混凝土的澆筑現(xiàn)場是一個高溫，開放的自然空間，按照混凝土自身的配比要求控制合適的水分不僅是使施工順利的要求，更是混凝土本體質(zhì)量的要求。

1）在混凝土的墊層強度滿足要求準備安裝鋼筋和側(cè)面模板之前，在墊層上先行鋪裝一層0.25mm的塑料薄膜，從而減少了近3000m2的水分散失的面積，也使砼的保水養(yǎng)護功能得到明顯改善，薄膜不易過厚的目的還要考慮到混凝土澆筑后不能因薄膜而影響其自然的水化熱的散發(fā)；

2）由于整體底板的混凝土澆筑頂面處于自然地面以下，在整個澆筑區(qū)域的自然地面上，安裝閉合的高度為1.2-1.5米的擋風(fēng)墻，從而減少由于熱風(fēng)帶走的澆筑區(qū)域的混凝土的水分，同時減少因為風(fēng)而帶進的部分沙塵；

3）對砼澆筑的全區(qū)域在澆筑之前用反光膜覆蓋，從而減少鋼筋，模板的熱輻射量，只有即將澆筑的區(qū)域才打開反光膜；實驗證明，安裝完成的鋼筋在使用反光膜覆蓋前后，溫度可以明顯降低14-16℃，沒有覆蓋反光膜的部位澆筑的砼，包裹鋼筋的砂漿會在30秒內(nèi)泛白；

4）對即將澆筑混凝土區(qū)域的鋼筋和模板噴灑霧狀的冷凝水汽，在局部降溫的同時，改善混凝土澆筑區(qū)域的濕度，減少并部分補償陽光直射下的水分蒸發(fā)量；此措施不得以在以上部位灑水代替，因為業(yè)主認為增加的水量可能會改變了設(shè)計的水灰比，從而影響混凝土的強度和性能；

5）混凝土澆筑初凝后，在第一時間對完成壓面的局部混凝土進行覆蓋保水措施，確保經(jīng)塑料薄膜覆蓋后，薄膜內(nèi)不積水，但形成霧狀水汽；為避免陽關(guān)直射，混凝土完成澆筑的區(qū)域仍然采用反光膜架空覆蓋；對大體積混凝土而言，其內(nèi)在的質(zhì)量遠比其表面平整光滑來的重要，這是要在第一時間覆蓋的原因，即使混凝土表面不是很平整，將來可以通過修飾解決。

6）對底板表面預(yù)留鋼筋較多的部位，按照ACI 305R-99 4.4.3 之要求，采用curing compound實施養(yǎng)護劑的噴灑，從而在這些不能采取有效覆蓋的薄弱部位形成可靠的養(yǎng)護膜，鎖住混凝土的水化蒸發(fā)水分；

3.4 對攪拌站工藝及混凝土運輸?shù)目刂?/p>

對高溫大體積混凝土澆筑而言，控制入模前的混凝土符合設(shè)計及規(guī)范的質(zhì)量要求，是整個大體積混凝土成功澆筑的關(guān)鍵。也符合從源頭實施質(zhì)量控制的思想。

1）對粗細集料的堆放地點和入罐前的運輸路徑實施遮蓋措施，杜絕陽光的直射；在粗集料的堆放地對粗集料噴灑冷凝水，最大限度地降低集料的入罐前的溫度；實驗證明，降低粗集料大約1℃，則可使最后混凝土的出罐溫度降低0.5℃；

2）對水泥料倉采取覆蓋保溫措施，確保水泥粉體的入罐前溫度不超過30℃；

3）增加冰塊的貯存量，即使制冰機停車，攪拌站仍要滿足剩余冰片能用于正?；炷恋臐仓?；通過降低拌和水的溫度從而使混凝土的出罐溫度得到明顯的降低。

4）嚴格計量外加劑的添加量，對因暫停工作祈禱期間提前設(shè)定好外加劑的調(diào)整量，確保送達現(xiàn)場的混凝土在溫度，坍落度，空氣含量等諸多指標符合ACI，ASTM和SABIC相關(guān)規(guī)范的要求；

5）控制混凝土的出場溫度不得超過27℃，并逐單記錄；

6）任何時候嚴禁混凝土攪拌車滿罐期間停車休息，否則該車混凝土即判為廢品；考核的辦法是根據(jù)跟車單上車輛出場的詳細時間，控制車輛運距的合理時間；

7）對攪拌車實施保溫措施，降低因陽光直射而引起的溫度升高；

8）攪拌站實驗室按照每36m3取樣一次的頻率對混凝土實施取樣報告，逐車對出場混凝土的溫度和坍落度實施記錄；

9）在攪拌站工作前，請第三方土木工程師對攪拌站進行質(zhì)量審計和專項審計是比較可靠的檢驗攪拌站能力的方法。

10）不要簡單認為攪拌站對混凝土的質(zhì)量將承擔責任，而要將對攪拌站的控制作為對項目控制的一個必要過程，最終受到影響的還是承包商本身。這種以自己我控制為主的理念需要得到加強。

3.5 現(xiàn)場溫度控制，溫度降低的養(yǎng)護措施

高溫環(huán)境下大體積混凝土的澆筑的難點和重點就是對澆筑后混凝土溫度及相關(guān)溫差的控制，這也決定著能否向業(yè)主交付一項合格的混凝土產(chǎn)品。精心策劃，組織和準備相關(guān)的溫度控制的措施，是每一個土木工程師的責任。

在大體積混凝土的養(yǎng)護方面，溫度的控制已經(jīng)到了和養(yǎng)護水分的控制一樣的地位。在整體澆筑后盡快地在整個底板內(nèi)達到穩(wěn)定而均勻的溫度顯得尤為重要。

1）掌握溫度裂縫產(chǎn)生的機理。大體積混凝土在硬化期間發(fā)出大量的水化熱量，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，混凝土內(nèi)部的膨脹要高于外部，此時在混凝土的表面將受到很大的拉應(yīng)力，但混凝土早期的抗拉強度非常低，因是造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。從混凝土的結(jié)構(gòu)原理而言，溫度裂縫的產(chǎn)生是不可避免的，重要的是如何通過科學(xué)的手段將其控制在規(guī)范值之內(nèi)，這就是在現(xiàn)場必須實行溫控的原因。

2）現(xiàn)場采取特殊保溫措施的必要性驗算

（1）7天后混凝土的升溫及極限升溫分別是：

（2）7天后的混凝土收縮量為:

（3)7天后的混凝土的彈性模量為：

（4）7天后的混凝土的溫度差異為：

（5）7天后當混凝土溫度降低時的收縮應(yīng)力為：

（6）根據(jù)規(guī)范規(guī)定，只有當混凝土的收縮應(yīng)力小于張拉應(yīng)力時才符合要求。

即必須σ= E7α△T/（1-υ）×S7 ×R ＜fct,

由此必須減小△T, 根據(jù)△T=To+2/ 3(T7+Ty(7)-Th,

因此必須增大Th。

（8）這個結(jié)論告訴我們，混凝土的內(nèi)部溫度和表面溫度必須維持在40℃以內(nèi)，否則溫度裂縫將會出現(xiàn)。根據(jù)這個結(jié)論，保溫措施必須實施。

T7—7天后的混凝土溫升

mc—每1m3混凝土的水泥用量

C—大體積混凝土的溫升 (J/kg *k)

ρ—混凝土的密度

m—水泥的型號

T（t）—混凝土澆筑t時間后的溫升

Q—水泥的溫升

t —混凝土澆筑后的計算天數(shù)

M1、…、Mn—非標準條件下的修正系數(shù)

Ty(t)—不同齡期的混凝土溫度變化的收縮量差值

εy(t)—不同齡期的混凝土其相關(guān)的不規(guī)則收縮量

α—混凝土的線性膨脹系數(shù) (1.0 × 10-5)

E7—7天后的混凝土彈性模量

σ—混凝土的溫度應(yīng)力

△T—混凝土的最大溫差

T0—混凝土的入模溫度

Th—須控制的穩(wěn)定溫差Th

S7—平板澆筑系數(shù)

R—混凝土的限定系數(shù)

υ—混凝土的泊松比

3）在1.4米深度，0.6米深度分別埋設(shè)電子測溫儀4套，自測溫儀傳感器埋入混凝土2小時后開始測溫，每2小時記錄一次。本項目在平均60小時后達到最高的絕熱升溫，溫度最高紀錄為96℃；在白天時候，混凝土的表面溫度達到72℃，此時無需采取保溫措施，但須采取正常的養(yǎng)護措施；在夜間時，必須使混凝土的表面溫度維持在56℃以上，但夜間環(huán)境溫度只有28℃，所以必須采取保溫的措施。在塑料薄膜封閉的混凝土表面，首先確認混凝土表面全部呈霧狀，富含水分，然后在塑料薄膜外蓋2層潮的蔴片，在蔴片上蓋聚氨酯的保溫膜。期間溫度的檢測正常進行，確保達到規(guī)定的溫度控制效果；

按照ACI規(guī)程，混凝土的內(nèi)部溫度上升不應(yīng)超過年平均環(huán)境溫度11℃，據(jù)資料環(huán)境溫度平均為38℃，即該大體積的混凝土澆筑后內(nèi)部溫度上升超過4 9℃.據(jù)此判斷，此次混凝土澆筑后的溫度上升處于正常范圍。

4）四周模板外側(cè)同樣實施相同的保溫措施，以加強保溫效果；

5）根據(jù)實際的溫度記錄來掌握打開保溫和重新實施保溫的時間；確保控制的溫差滿足要求；尤其需要重視夜間對溫差的控制；總體控制的思路是白天散熱，夜間保溫。

6）現(xiàn)場養(yǎng)護用水的溫度必須是和環(huán)境溫度一樣的水，嚴禁用冷卻水實施養(yǎng)護；同樣在利用水養(yǎng)護時應(yīng)嚴禁有養(yǎng)護面出現(xiàn)干燥的情況，因為干濕交替后同樣會在混凝土的表面產(chǎn)生應(yīng)力；

7）嚴格控制混凝土的入模溫度不得超過30℃；

8）現(xiàn)場泵送系統(tǒng)的固定管道全部采用保溫措施；對頂部的活動管道部分，全部將管道外部改為白色油漆，以增加對陽光的反射；

9）本項目在混凝土澆筑8天后，其內(nèi)部最高溫度降到52～55℃，因內(nèi)外溫差已經(jīng)在25℃以內(nèi)，其時已經(jīng)可以去除保溫措施，但實施正常的養(yǎng)護措施；

10）按照規(guī)范養(yǎng)護14d后，所有的養(yǎng)護措施解除。

11）本項目按照規(guī)范留設(shè)的試塊經(jīng)試驗全部合格；為實際檢驗此次大體積混凝土的澆筑措施，在14天后分別在上頂面，側(cè)面中部，側(cè)面下部鉆芯取樣，按照ASTM C172,C31& C39的試驗標準，最終判定整體混凝土合格。

3.6 砼澆筑之前的合理組織

大型的混凝土澆筑是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，需要在資料，方案，批件等軟件和勞動力，設(shè)備，材料等硬件方面做詳盡的規(guī)劃。ACI 305R-99 4.2 特別要求在高溫環(huán)境澆筑混凝土之前必須施行詳盡的規(guī)劃準備。

1）合理確定混凝土開始澆筑的時間。根據(jù)混凝土的總量，折合計算攪拌站的供貨能力，按照90m3/h實際核算澆筑時間，約為44小時。這樣確定混凝土的開始澆筑時間為下午的4點開始，到第3天的中午前結(jié)束，這樣可以很好地避開了2個高溫的中午時段，為混凝土的澆筑時間找到一個最佳的窗口期；與此同時必須得到較準確的天氣預(yù)報，對大風(fēng)，沙塵天氣尤其需要注意。

2）在確定混凝土澆筑的時間后，需要提前48小時發(fā)書面通知給業(yè)主，并得到同意的答復(fù)后，大體積混凝土的澆筑正式進入準備階段；否則如果附近有其他承包商需要在夜間進行射線作業(yè)，混凝土的澆筑必須停止而業(yè)主不會承擔任何的損失；

3）對管理和勞動力資源按照2個班次實行先定位再定人的具體安排。現(xiàn)場分運輸協(xié)調(diào)組，實驗組，設(shè)施支持組，混凝土攤鋪組，混凝土振搗組，壓面組，養(yǎng)護組，測溫組，后勤組。運輸協(xié)調(diào)組負責從攪拌車進現(xiàn)場到離開現(xiàn)場的交通組織，負責現(xiàn)場泵車的站位和移位；實驗組負責按照規(guī)范對進場混凝土實施批次實驗，同時對進場混凝土的車次，混凝土總量進行統(tǒng)計，即時生成圖表數(shù)據(jù)，包括對不合格混凝土以及不合格的參數(shù)原因進行統(tǒng)計，以及時將信息返還到攪拌站進行必要的調(diào)整；設(shè)施支持組負責水源，電源的支持，腳手架的移動，設(shè)備的增補，照明設(shè)施的移動；混凝土攤鋪組負責2臺泵車的混凝土按照規(guī)定的方向和層疊實施攤鋪，當混凝土再次層疊的時間間隔過長時，還需要在界面噴灑界面劑；混凝土振搗組負責混凝土的密實振搗，并確保埋設(shè)的埋件，鋼筋，測溫儀不能因振搗而移位；壓面組負責在混凝土初凝后第一時間將面層整理好，去除表面殘存的泌水，并再次確認埋件，鋼筋等的位置沒有發(fā)生變化；養(yǎng)護組按照工程師指令，及時對混凝土表面進行塑料薄膜的鋪設(shè)，對不能用塑料薄膜封閉的突出物部位噴灑養(yǎng)護劑，最終使塑料薄膜封閉的混凝土表面內(nèi)部始終呈霧狀，并定時檢查；保溫組按照工程師的指令定時對混凝土的養(yǎng)護面實施保溫或解除保溫的作業(yè)；測溫組在14天內(nèi)24小時不間斷地對環(huán)境溫度，混凝土表面溫度，混凝土內(nèi)部不同深度的溫度實施紀錄，并及時將結(jié)果反饋給工程師；后勤組對員工的飲食，飲用水，臨時休息室，現(xiàn)場衛(wèi)生室，現(xiàn)場醫(yī)生實施調(diào)度管理；白班和夜班現(xiàn)場各設(shè)總調(diào)度一人，負責各組之間的溝通協(xié)調(diào)。

4）對全現(xiàn)場進行危險源識別和安全風(fēng)險分析。包括夜間施工的噪聲是否對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響，找出現(xiàn)場所有可能的危險源和作業(yè)過程中的安全風(fēng)險，并逐一確定去除危險或解除風(fēng)險的方法和措施，這些方法和措施需要在混凝土澆筑之前請安全工程師簽字確認；同樣，這些需要在現(xiàn)場實施的方法和措施也需要進場的每個人簽字，確認表明將認真執(zhí)行；

5）對攪拌站的各種設(shè)施和材料進行澆筑前的最終檢查，特別對冰塊的數(shù)量和外加劑的數(shù)量進行實際的確認，對備用的攪拌車和泵車進行確認；

6）對第三方的實驗室的設(shè)施能力進行確認，對此大型混凝土的澆筑，第三方實驗室必須一次性準備660只標準試模；

7）在對攪拌站的條件進行確認，現(xiàn)場的條件進行確認，現(xiàn)場的人員和材料安排全部到位，安全工程師對現(xiàn)場確認以后，必須召開一個由相關(guān)聯(lián)人員參加的預(yù)演會議，這也是ACI 305R-99 4.2的具體規(guī)定。

8）國外工程界高度重視項目實施的準備，并事無巨細，他們認為只要前提沒有問題，過程將肯定可控，結(jié)果將肯定可現(xiàn)，甚至在準備階段不要考慮其結(jié)果，合作初期國人可能認為合作方在刁難，但這確是一個科學(xué)的實事求是的態(tài)度；國內(nèi)的只重視臨門一腳，邊想邊干的項目組織思路，是造成諸多事故的主要原因，值得我們關(guān)注和重視。

3.7 大體積混凝土澆筑過程的控制

大體積混凝土澆筑需要關(guān)注以下幾點：

1）澆筑的方向和振搗的方法。澆筑之前，工程師需要向攤鋪組和振搗組詳細交底混凝土澆筑的方向和振搗的方法。整個澆筑平面需要合理安排，平行施工，準備計算澆筑速度，每一臺泵車在某個站點需要澆筑多少混凝土需要提前明確，以利用澆筑空隙時間移動泵車。澆筑時齊頭并進，連續(xù)澆筑，循序漸進，逐層到頂，使混凝土內(nèi)部的溫度盡量保持均勻。所澆筑的混凝土逐漸形成自然流淌的斜坡，進而提高泵送的效率?；炷恋臐仓瑯右鶕?jù)自然流淌形成的坡度，保證混凝土上下層澆筑的間隔時間不超過初凝時間，特殊部位和時間間隔雖不超初凝時間但間隔較長的部位需要噴灑界面劑，以加強混凝土的結(jié)合能力。振搗器的布置以3排為宜，第一排安排在泵管出口，調(diào)整混凝土的流淌方向；第二排振搗器保證流淌的混凝土和底層混凝土振搗密實；第三排振搗器安排在混凝土的流淌的坡腳，負責振搗流淌到坡腳的混凝土，同時保證坡腳基本平齊。振搗時注意快插慢拔?？觳宓哪康氖欠乐贡砻嬲駥嵍聦与x析；慢拔的目的是防止在振搗后的混凝土殘留大量氣孔。

2）下料的方法?；炷恋谋霉艹隹诓坏脤χ摻?，否則會造成大量混凝土的離析；泵管的離澆筑面的最大高度不得超過1米，否則必須采用串桶或料斗等方法減少混凝土的離析；

3）泌水的處理。大體積混凝土在澆筑時，尤其在振搗后會造成骨料和水泥漿下沉，水分上升，從而在混凝土的表面形成泌水。泌水的去除將有利于混凝土的密實性和抗裂性能。澆筑工作面的泌水可以引導(dǎo)集中后去除；初凝后壓面后形成的泌水宜用干蔴片吸干泌水后實施養(yǎng)護，否則該部位的混凝土面層將會起砂。

4）振搗可靠的現(xiàn)場判斷方法。當振搗后的混凝土表面不再顯著下沉，表面不再出現(xiàn)氣泡，表面已經(jīng)泛出灰漿時，可以判定混凝土的振搗已經(jīng)完成。

5）為什么現(xiàn)場澆筑混凝土?xí)r需要盡量減少混凝土流淌的斜截面？筆者認為：斜截面越多，截面高低之間的混凝土坍落度的差別就越大，骨料離析的可能也會增加，從而會在這些部位成為結(jié)構(gòu)的強度薄弱部位。

3.8 通過培訓(xùn)提高全員素質(zhì)，縮小標準差異

國內(nèi)施工企業(yè)走出國門后，因?qū)藴室?guī)范的掌握不清而得到的教訓(xùn)比比皆是。這應(yīng)該是目前中資企業(yè)的寶貴財富。針對此次大體積混凝土的澆筑，在管理層和作業(yè)層兩個層次上進行教育培訓(xùn)，最終起到了比較好的效果。管理層需要知道所有的程序以及這些程序的規(guī)范依據(jù)，作業(yè)層需要知道怎么做，為什么需要這么做，什么結(jié)果才是合格的。通過具體的培訓(xùn)，交底，使全體國外員工增強對國際規(guī)范和標準的適應(yīng)性和執(zhí)行的自覺性和嚴肅性。

不僅如此，通過中東地區(qū)國際項目的組織，也使我們非常清晰的認識到國際工程和我國工程項目組織之間的差異的主要原因，那就是全員的質(zhì)量意識的自我約束和培養(yǎng)。這也是全員國民素質(zhì)提高的一個方面。無須諱言，在對國人質(zhì)量意識的塑造過程中，我們還有很長的路要走；把質(zhì)量的程序和規(guī)范作為我們的自覺的行動而非別人的要求，這是我們中國的工程界全體需要為之不懈努力，也一定會實現(xiàn)的目標。

結(jié)論

本文通過對高溫狀態(tài)下如何采取可靠并可控的措施使大體積混凝土的澆筑過程始終處于正常質(zhì)量控制狀態(tài)的描述，對環(huán)境溫度始終高于混凝土的澆筑溫度的特殊措施予以了歸納。從中可以看出，采取適當?shù)募夹g(shù)措施是保證高溫狀態(tài)大體積混凝土施工確保成功的關(guān)鍵所在，從配合比的優(yōu)化，原材料的精選，特殊材料設(shè)備的采用，到詳細方案的現(xiàn)場落實，這其中的每一個環(huán)節(jié)都是確?；炷翝仓|(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。通過此次的成功案例，為中資企業(yè)在中東地區(qū)實施大體積混凝土澆筑提供了有益的經(jīng)驗和借鑒，也為下次的混凝土施工的組織提供了寶貴的經(jīng)驗。

混凝土一詞來源于拉丁文“Concretus”，意思是“共同生長”；在技術(shù)和人類智慧高速發(fā)展的今天，讓我們共同努力，讓混凝土同樣充滿人類的智慧和靈性，為我國的現(xiàn)代文明和經(jīng)濟建設(shè)共同發(fā)展服務(wù)。

[1]ACI 305R-99: Hot Weather Concreting

[2]ACI 308.1-98 Standard Specification for Curing Concrete

[3]ASTM A615/A 615M Deformed and Plain Carbon Steel Bars for Concrete Reinforcement

[4]ASTM C172,C31& C39 Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens

[5]SES B50-F01-F02-Concrete General Notes

[6]SES B51-S01-Cast-in- place Reinforced Concrete [7]SES YPC-B51-S01-Addendum to SES B51-S01

[8]Sidney Mindess, J.Francis Yo《unCgo.ncrete》Prentice-Hall INC.New Jersey 07632, 1981

[9]朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制.北京：中國電力出版社.1999

致謝

東南大學(xué)土木工程學(xué)院崔未合在成文過程中曾給予指教和指導(dǎo)，謹表謝意！

參考文獻

[1]陳永運.按容許應(yīng)力法直接計算鋼筋面積的方法.都市快軌交通.2007,20卷第6期 58、59頁

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.029