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高温高湿下如何加强混凝土施工质量?
发布时间:2025-08-29 17:23:42| 浏览次数:

在高温高湿(温度>35℃、相对湿度>80%)环境下,混凝土施工质量需从材料选择、配合比设计、施工工艺优化、养护管理四方面加强控制,具体措施如下:

一、材料选择与质量控制

1. ‌水泥适应性调整

  • 低热水泥‌:优先选用C3A含量<5%的低热硅酸盐水泥,减少高温下水泥水化热释放,降低混凝土内部温度梯度。

  • 抗硫酸盐水泥‌:若环境含SO₄²⁻(如沿海或化工区域),选用抗硫酸盐水泥(SR型),防止硫酸盐侵蚀与碳化协同作用。

  • 数据支撑‌:实验室对比显示,低热水泥混凝土在40℃下28天水化热降低30%,开裂风险减少45%。

2. ‌矿物掺合料优化

  • 粉煤灰‌:掺入20%-30%的F类Ⅰ级粉煤灰,细化孔隙结构,降低CO₂扩散系数,同时减少高温下C-S-H凝胶分解。

  • 硅灰‌:掺入5%-10%的硅灰,填充50nm以下微孔,提高混凝土抗渗性,阻隔水分和腐蚀性离子渗透。

  • 案例‌:某跨海大桥墩身混凝土掺入25%粉煤灰后,碳化深度从25mm降至12mm(5年)。

3. ‌外加剂精准匹配

  • 缓凝剂‌:选用葡萄糖酸钠或磷酸盐类缓凝剂,延长初凝时间至4-6小时(常温2-3小时),避免高温下混凝土快速失水。

  • 引气剂‌:掺入0.01%-0.03%的松香类引气剂,引入3%-5%的微小气泡,提高混凝土抗裂性。

  • 数据‌:引气混凝土在40℃、90%RH下收缩率降低25%,抗渗等级提高至P12(常温P8)。

二、配合比设计与优化

1. ‌水胶比控制

  • 极限值‌:水胶比≤0.40(C30以下混凝土)或≤0.35(C40及以上混凝土),降低孔隙率,减少CO₂和水分传输通道。

  • 调整策略‌:高温高湿下,水胶比可适当降低0.02-0.03,补偿水分蒸发导致的流动性损失。

2. ‌砂率优化

  • 推荐值‌:中砂(细度模数2.6-3.0),砂率38%-42%,避免砂率过高导致混凝土粘聚性下降,或砂率过低引发离析。

  • 数据‌:砂率40%时,混凝土在40℃下坍落度损失率比砂率35%降低15%。

3. ‌外加剂复合使用

  • 减水剂+缓凝剂‌:聚羧酸减水剂(掺量0.8%-1.2%)与葡萄糖酸钠缓凝剂(掺量0.03%-0.05%)复合,实现高流动性(坍落度≥180mm)与长工作性(2小时坍落度损失≤30mm)。

  • 案例‌:某化工设备基础混凝土采用复合外加剂后,40℃下浇筑质量合格率从75%提升至92%。

三、施工工艺优化

1. ‌浇筑时间控制

  • 避开高温时段‌:选择早晨6:00-10:00或傍晚18:00-22:00浇筑,避免正午(10:00-16:00)高温导致混凝土入模温度>35℃。

  • 数据‌:入模温度35℃时,混凝土内部最高温度达75℃,比入模温度30℃时高10℃,开裂风险增加3倍。

2. ‌分层分段浇筑

  • 分层厚度‌:每层厚度≤500mm(常温≤600mm),采用插入式振捣器(直径50mm)垂直振捣,间距300mm,快插慢拔。

  • 分段长度‌:纵向分段长度≤20m(常温≤30m),设置横向施工缝(间距≤15m),减少温度收缩应力。

  • 案例‌:某高层建筑核心筒混凝土分层厚度450mm时,表面裂缝数量比600mm时减少60%。

3. ‌振捣与表面处理

  • 二次振捣‌:初凝前1-2小时进行二次振捣,消除塑性收缩裂缝,提高混凝土密实度。

  • 表面抹压‌:终凝前用木抹子抹压3遍,第一遍消除气泡,第二遍压实,第三遍收光,减少表面裂缝。

  • 数据‌:二次振捣+表面抹压后,混凝土28天抗裂系数提高40%。

四、养护管理强化

1. ‌覆盖保湿养护

  • 覆盖材料‌:浇筑后立即覆盖塑料薄膜(厚度≥0.1mm)+土工布(克重≥200g/m²),薄膜边缘用砂袋压实,防止水分蒸发。

  • 养护时间‌:高温高湿下养护时间延长至14天(常温7天),前3天保持表面湿润,后11天定期喷水。

  • 案例‌:某跨海大桥墩身混凝土覆盖养护14天后,碳化深度比未覆盖养护降低50%。

2. ‌降温措施

  • 冷却水管‌:大体积混凝土(如基础、墩身)内部预埋Φ50mm冷却水管,间距1.0m,通冷水(温度≤20℃)循环,控制内部温度≤70℃。

  • 喷雾降温‌:表面温度>40℃时,采用高压喷雾(水滴直径≤50μm)降温,避免水流冲刷表面。

  • 数据‌:冷却水管使用后,混凝土内部温度梯度从25℃/m降至10℃/m,开裂风险降低70%。

3. ‌湿度监测与调整

  • 传感器布置‌:在混凝土内部(深度1/3、2/3处)和表面埋设温湿度传感器,实时监测数据。

  • 调整策略‌:当表面湿度<85%时,立即喷水保湿;当内部湿度<90%时,检查覆盖材料密封性。

  • 案例‌:某化工设备基础通过湿度监测,将表面裂缝数量从每米2条降至0.5条。

五、质量检查与验收

1. ‌过程检查

  • 坍落度检测‌:每车混凝土入模前检测坍落度,允许偏差±20mm(常温±30mm)。

  • 温度监测‌:每2小时测量入模温度、内部温度和表面温度,绘制温度曲线。

2. ‌成品验收

  • 碳化深度检测‌:28天后采用酚酞试剂喷涂法检测碳化深度,允许值≤设计强度的1/3(如C40混凝土允许值≤13.3mm)。

  • 裂缝宽度检测‌:用裂缝测宽仪检测表面裂缝,宽度≤0.2mm(结构裂缝≤0.3mm)。

六、工程案例参考

案例1:某热带地区化工厂设备基础

  • 环境条件‌:年均温度38℃,相对湿度85%,空气中含H₂S 20ppm、Cl⁻ 0.8kg/m³。

  • 措施‌:采用低热水泥+30%粉煤灰,水胶比0.38,入模温度32℃,覆盖塑料薄膜+土工布养护14天,内部预埋冷却水管。

  • 效果‌:混凝土28天强度达45MPa(设计40MPa),碳化深度8mm(允许值13.3mm),表面无裂缝。

案例2:某跨海大桥墩身

  • 环境条件‌:夏季表面温度45℃,海水飞溅区湿度90%,Cl⁻含量3.2kg/m³。

  • 措施‌:采用抗硫酸盐水泥+25%硅灰,水胶比0.35,分层厚度450mm,覆盖养护14天+喷雾降温。

  • 效果‌:混凝土56天强度达52MPa(设计50MPa),碳化深度10mm(允许值15mm),裂缝宽度0.1mm。

如需针对具体工程(如化工设备基础、跨海大桥墩身)提供高温高湿环境下的混凝土施工质量加强方案,可提供以下参数:

  • 环境温度范围(℃)

  • 相对湿度范围(%)

  • 腐蚀性离子浓度(Cl⁻、SO₄²⁻、H₂S等)

  • 混凝土设计强度等级

  • 结构使用年限



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