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摘要:塔克拉瑪干沙漠中部夏季溫度高達(dá)50℃,冬季最低溫度-27℃,加上沙塵暴天氣影響,給油氣田地面工程建設(shè)混凝土施工帶來巨大挑戰(zhàn)。針對塔克拉瑪干沙漠中部特殊氣候條件,結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及工程實際,提出了適合極端氣候條件下沙漠地區(qū)混凝土工程施工工藝。該工藝有效的消除了夏季高溫條件下混凝土易發(fā)生塑性裂縫,冬季低溫條件下混凝土易發(fā)生凍傷的質(zhì)量問題,縮短了工程工期,對類似工程施工具有參考價值。
關(guān)鍵詞:沙漠地區(qū);混凝土;施工工藝
1概述
GB50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范[1]中規(guī)定:當(dāng)連續(xù)5d室外平均氣溫低于5℃時,應(yīng)按冬季施工考慮,采取相應(yīng)措施。當(dāng)平均日氣溫達(dá)到30℃時,應(yīng)按夏季施工考慮,采取高溫施工措施。根據(jù)塔克拉瑪干沙漠中部(簡稱塔中)地區(qū)氣候特點可知,塔中的7月份,8月份以及11月份~2月份施工可分別按高溫和冬期施工考慮,同時結(jié)合塔中地區(qū)施工特點,提出適用于沙漠地區(qū)混凝土施工的夏季和冬季施工工藝。
2沙漠地區(qū)混凝土夏季施工工藝
塔中地區(qū)為典型大陸性氣候,風(fēng)沙強烈,溫度變化大,全年降水少。夏季溫度高,最高溫度可達(dá)50℃以上,地表溫度達(dá)70℃。這種夏季施工在氣溫高、濕度低、蒸發(fā)量大、沙塵暴活動頻繁的惡劣條件下進行,混凝土澆筑之后極易發(fā)生凝結(jié)速度加快、開裂、表觀質(zhì)量差等現(xiàn)象。因此應(yīng)從混凝土配合比設(shè)計及施工角度,采取措施保證[2]混凝土工程的質(zhì)量。
2.1混凝土配合比
GB50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范[1]7.2.1條,7.3.1條,10.3.2條規(guī)定。塔中沙漠地區(qū)夏季極端高溫,因此應(yīng)通過減少水泥用量的方式降低水化熱,從而有效控制混凝土升溫。為了降低水化熱,配合比設(shè)計中可考慮粉煤灰、礦渣粉等礦物摻合料替代。
2.2混凝土初始溫度控制
對實際澆筑混凝土的出機溫度控制在30℃以下,并控制混凝土入模溫度在35℃以下。為了降低混凝土初始溫度,應(yīng)控制攪拌用水泥、水、砂、石等原材料入機溫度。
2.3混凝土澆筑注意事項
為保證混凝土施工質(zhì)量,混凝土澆筑時應(yīng)注意以下幾個方面的問題:1)澆筑混凝土前,應(yīng)清除模板內(nèi)或墊層上的雜物,氣溫較高時,應(yīng)對地面、模板等灑水降溫。2)混凝土運輸、澆筑時應(yīng)具有連續(xù)性。混凝土運輸?shù)饺肽5目倳r間不宜超過現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范表8.3.4-1的時間限值,不應(yīng)超過表8.3.4-2的限值。因此要提前做好施工機具的準(zhǔn)備工作。3)混凝土澆筑時應(yīng)盡可能保證均勻性,當(dāng)不能一次性連續(xù)澆筑時,可根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[1]8.3.10條的要求采取構(gòu)造措施。4)為減少混凝土快速失水產(chǎn)生塑性裂縫,因此應(yīng)采用“兩次”抹面的施工工藝,及分別在混凝土初凝后、終凝前對其表面抹面處理。5)為保證混凝土澆筑質(zhì)量,確保施工過程安全受控,應(yīng)避免在強沙塵暴、大風(fēng)、高溫天氣澆筑混凝土。當(dāng)確實不可避免時,應(yīng)搭設(shè)擋風(fēng)遮陽棚,防止風(fēng)積沙污染混凝土,防止混凝土失水過快產(chǎn)生裂縫。
2.4混凝土養(yǎng)護措施
1)及時有效的養(yǎng)護措施對控制混凝土早期塑性裂縫、干縮裂縫、塑性收縮裂縫至關(guān)重要,加之沙漠地區(qū)夏季高溫,混凝土失水速度更快,因此應(yīng)采取措施及時對混凝土進行養(yǎng)護。2)對于結(jié)構(gòu)性樓板宜采用覆蓋薄膜、麻袋、棉氈,灑水養(yǎng)護的措施;對于混凝土路面,為保證路面外觀質(zhì)量,宜采用覆蓋草簾、灑水養(yǎng)護的措施,養(yǎng)護時間控制不少于7d。3)在混凝土強度達(dá)1.2N/mm2前,應(yīng)加強現(xiàn)場管理,采取限制措施,嚴(yán)禁在混凝土上部通行或施工作業(yè)。
3沙漠地區(qū)混凝土冬季施工工藝
塔中地區(qū)冬季寒冷,最低氣溫可達(dá)-27℃,混凝土冬期施工時的早期凍害問題是施工時首要考慮的,針對塔中氣候特征和油田地面建設(shè)混凝土工程施工特點,參考相關(guān)規(guī)范[1,3],研究成果[4]及工程經(jīng)驗,提出如下施工工藝。
3.1混凝土配合比要求
1)根據(jù)GB50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范[1]中10.2.1條,混凝土冬季施工時,宜優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥(P.O);2)強度等級C15及以上的混凝土最小水泥用量不宜低于280kg/m3,水膠比不應(yīng)大于0.55,可摻加適量超細(xì)礦物摻合料(硅灰等);3)冬期施工混凝土的原材料,應(yīng)將冰、雪凍塊清除;應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50119—2013混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[5]的規(guī)定選用混凝土用外加劑;4)當(dāng)選用非加熱養(yǎng)護方法時,混凝土中宜摻入引氣劑,混凝土含氣量宜控制為3%~5%;5)混凝土配合比,根據(jù)現(xiàn)場實際及原材料情況等經(jīng)試驗檢驗后確定,并宜選擇較小的水膠比和坍落度。
3.2原材料加熱
根據(jù)GB50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范[1]中10.2.7條對混凝土出機溫度、澆筑入模溫度的要求,需對混凝土原材料進行加熱,應(yīng)優(yōu)先選用對攪拌用水進行加熱的方法。當(dāng)上述方法不能滿足10.2.7條要求時,可對拌合物中的骨料進行加熱。水、骨料加熱的最高溫度應(yīng)符合該規(guī)范表10.2.5的規(guī)定。1)攪拌用水加熱宜優(yōu)先采用蒸汽加熱、電加熱等方法。2)不得直接對水泥進行加熱,袋裝水泥宜存放至暖棚內(nèi)。3)骨料加熱應(yīng)在開盤之前進行,加熱應(yīng)均勻。預(yù)拌混凝上用砂,應(yīng)提前備足料,運至有加熱設(shè)施的保溫封閉儲料棚內(nèi)。
3.3混凝土攪拌
根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50666—2011混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范[1],混凝土攪拌的最短時間應(yīng)符合該規(guī)范表7.4.4的規(guī)定。實際施工時應(yīng)特別注意本條中注的附件條件。
3.4混凝土運輸與澆筑
1)混凝土在運輸過程中應(yīng)采取保溫措施,以滿足入模溫度不低于5℃的要求,當(dāng)不符合要求時,應(yīng)采取措施進行調(diào)整。2)為減小熱量損失,應(yīng)對運輸車、輸送泵車及管道采取保溫措施,澆筑前應(yīng)采用同配比砂漿對上述設(shè)備進行預(yù)熱,防止堵管。3)采用加熱法養(yǎng)護混凝土?xí)r,養(yǎng)護前的混凝土溫度不得低于2℃。
3.5混凝土養(yǎng)護
混凝土初凝后,應(yīng)盡快進行覆蓋,先是塑料膜,然后是麻袋加以覆蓋保溫,以免混凝土受凍。在風(fēng)口部位加強覆蓋以防風(fēng)吹造成失水產(chǎn)生裂縫,在負(fù)溫情況下不得澆水養(yǎng)護,待混凝土達(dá)到抗凍臨界強度以上方可拆除混凝土的保溫措施。混凝土養(yǎng)護過程中按時做好溫度監(jiān)測工作。
4工程應(yīng)用
本文提出的極端天氣條件下沙漠地區(qū)混凝土施工工藝已在塔中多個工程項目上得以應(yīng)用。該工藝有效的解決了沙漠地區(qū)夏季極端高溫天氣條件下混凝土裂縫、冬季混凝土凍傷的質(zhì)量問題,取得了較好的工程應(yīng)用效果。
參考文獻:
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[2]侯琨.淺談夏季混凝土施工質(zhì)量控制[J].山西建筑,2008,34(2):226-227.
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[4]郝臣君.寒冷地區(qū)冬季混凝土施工質(zhì)量控制研究[D].西安:西安科技大學(xué),2012.
[5]GB50119—2013,混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].
作者:鐘仕林 吳志彬 歐海湖 何學(xué)淵 江維 單位:四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司