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【摘 要】作者结合多年的工作经验，主要分析了使用高温水泥对水泥混凝土路施工的影响，并总结出解决的办法，供类似工作人员一同探讨。
【关键词】公路施工；混凝土路面；解决方法
引言
该公路由于工程规模大，加上附近一些在建工程的施工，对水泥的需求量十分庞大，该公路路面工程水泥日需求量就超过1500t。因工期的需要，许多刚出厂的水泥往往没有足够的时间进行冷却便运往工地，运到施工现场时的温度很高，实测表明，水泥入罐平均温度高达95℃以上，最高的接近110℃。实际施工中发现,高温水泥对水泥混凝土的施工和易性、坍落度、弯拉强度、凝结时间等的影响都很大，主要表现为拌和用水量增加较多，水灰比增加0.05～0.07，与设计水灰比偏差较大。同时由于水泥用量较大，出机混凝土发热量高，坍落度损失快，初凝时间提前。
1、高温水泥对施工影响的分析
1.1室内试验分析
1.1.1高温水泥对稠度用水量、凝结时间、抗折强度的影响表1列出了20℃～110℃的不同水泥温度对稠度用水量、初终凝时间、抗折强度的影响关系。试验结果表明：
(1)水泥温度对稠度的影响很大，随着温度的升高，稠度用水量将逐渐增加。80℃～100℃水泥的稠度用水量将比常温下的20℃大致增加8%～10%。也就是说，使用高温水泥时，若要保持相同的工作性，则需增加10%的用水量。
(2)当水泥温度小于50℃，或高于80℃时，稠度用水量变化较缓和;当水泥温度处于 50℃～80℃之间时,稠度变化幅度较大；水泥温度为70℃时，稠度正好处于变化的拐点上(见图1)。
(3)随着温度的升高，水泥初、终凝时间均逐渐提前。当水泥温度在30℃～70℃之间，凝结时间变化不大(50℃时的初凝试验点可能有偏差 )；当温度超过80℃时，凝结时间急剧变小。从图2中也可以看出,70℃时的凝结时间也处于变化的拐点上。当温度超过80℃时，凝结时间急剧变小，摊铺难度迅速增大。
(4)图3显示了水泥温度对抗折强度的影响，如图可见，高温水泥的28d抗折强度略有降低，这说明高温水泥对胶砂抗折强度和混凝土弯拉强度有较明显的影响，也说明高温水泥对后期的强度储备是有影响的；3d强度反而有所提高，这主要是因为高温水泥增加反应水化热，促使早期强度发展较快。
1.1.2水泥温度对混凝土工作性和强度的影响表2是原材料温度对混凝土工作性和弯拉强度影响的试验研究。试验结果表明，水泥温度显著影响混凝土的坍落度和弯拉强度：
(1)在相同条件下,当水泥温度从40℃提高到80℃时,虽然混凝土出机温度仅提高4℃,但坍落度已从20mm降至10mm,损失显著,对施工极为不利。
(2)28d弯拉强度相应降低6.0%～7.2%。高温水泥带来的直接结果不仅是坍落度变小、坍落度损失增大造成滑模摊铺施工困难，而且在设计弯拉强度不变的条件下，为确保路面的弯拉强度，每m混凝土要多用15～20kg水泥。
(3)若能保持水泥、骨料和拌合水处于常温状态,则混凝土出机温度仅为32℃,且坍落度能达到40mm,完全满足摊铺要求，同时弯拉强度将有所提高。
1.2高温水泥混凝土试铺施工情况
(1)试铺使用的水泥于8月19日进场，进场时检测水泥温度，表面温度高达100℃(内部温度将更高)。该批水泥到8月29日进行试铺施工时，已存放了10d,温度仍有85℃,温度降低缓慢,且在此期间还下过几场大雨，气温较低，而存于罐仓内的水泥温度未见显著下降，平均每天仅降温1℃多。混凝土用水的水温为27℃,砂石料温度为33℃。
(2)使用未经降温进行的水泥试铺：混凝土搅拌时实测混凝土出机温度达到45℃。当晚8点多摊铺时,在灯光照射下可见混凝土有冒烟现象，实测混凝土面板中间部位的水化热温度最高达到90℃。过高的水化热在夜间降温时，很容易在板体潜伏细微的温度裂缝；坍落度损失很快，实测出机坍落度为10mm左右，0.5h后坍落度变为0mm，即完全失去了工作性。
(3)为作对比，使用通过采取有效措施将温度降低至65℃～70℃的水泥进行试铺:实测混凝土出机温度为35℃,出机坍落度为30mm左右，0.5h后坍落度变为25mm,能满足摊铺施工的工作性要求，摊铺施工顺利。
(4)试铺施工情况与室内试验结果基本是一致的。上述试验结果和试铺施工情况清楚地表明，在保证强度的条件下，为了最大可能满足工作性要求，混凝土搅拌时的水泥温度应降至70℃以下。
2、解决方法
(1)在散装水泥供应紧张导致水泥出厂温度超过70℃时，应尽量考虑使用袋装水泥。袋装水泥在包装、运输、装卸过程中会散掉许多热量，水泥温度将有所降低。
(2)改进水泥装卸工艺。水泥在出磨后先采用吨包装，静置一段时间后再将吨包装水泥吊起卸入水泥罐车中。实践表明，此方法的降温效果明显，经过改进，运到施工现场的水泥温度普遍都降低到 70℃以下。
(3)搅拌楼储水池应搭棚遮挡太阳直晒,在高温天气时段，此法能保证搅拌用水的水温基本保持在30℃以下。实践证明，30℃以下的水温能有效降低混凝土的出机温度。
(4)高温天气施工，应对骨料进行覆盖。集料经暴晒后，表面温度也很高，实测温度为 40℃左右，其对工作性的影响不能忽视。也需要注意的是，不能采用骨料噴淋的方法进行降温，因经过喷淋后的料堆含水量差异较大，导致混凝土拌合用水量无法精确控制，配合比易失控，混凝土强度离散性增大。
(5)由于混凝土中粗、细集料所占比例为 80%左右，经覆盖的集料的温度也基本为30℃左右(冷天温度会更低)，因此，混凝土搅拌时，先将集料与水泥干拌，利用骨料吸热降温后，再缓慢加水拌合。干拌时间以不少于40s为宜。
(6)严格控制水灰比，适当加大高效减水剂用量，保持混凝土的工作性。外加剂掺量以0. 7%～0.8%为宜。
(7)此外，水泥温度大于70℃而采用在水中加冰屑来降低混凝土出机温度的方法，由于混凝土坍落度损失仍相对较快 (搅拌混凝土时水泥温度83℃,冰块完全融解后水温17℃，实测混凝土出机温度为33℃,坍落度为30mm,1h后坍落度小于20mm),施工机械稍有故障,就不能顺利地完成路面滑模摊铺作业及后续工作，不利施工，既增加了施工难度，也增加了施工成本。因此,在该公路24标中没有采用该方法。
3、结语
工程完工后交通工程质量监督站的交工验收检测结果表明，说明所采用的解决方法对消除高温水泥对水泥混凝土路面施工的影响是行之有效的，保证了路面工程的质量。
参考文献
[1] 《公路水泥混凝土路面施工技术规范 》JTGF30—2003.
【关键词】公路施工；混凝土路面；解决方法
引言
该公路由于工程规模大，加上附近一些在建工程的施工，对水泥的需求量十分庞大，该公路路面工程水泥日需求量就超过1500t。因工期的需要，许多刚出厂的水泥往往没有足够的时间进行冷却便运往工地，运到施工现场时的温度很高，实测表明，水泥入罐平均温度高达95℃以上，最高的接近110℃。实际施工中发现,高温水泥对水泥混凝土的施工和易性、坍落度、弯拉强度、凝结时间等的影响都很大，主要表现为拌和用水量增加较多，水灰比增加0.05～0.07，与设计水灰比偏差较大。同时由于水泥用量较大，出机混凝土发热量高，坍落度损失快，初凝时间提前。
1、高温水泥对施工影响的分析
1.1室内试验分析
1.1.1高温水泥对稠度用水量、凝结时间、抗折强度的影响表1列出了20℃～110℃的不同水泥温度对稠度用水量、初终凝时间、抗折强度的影响关系。试验结果表明：
(1)水泥温度对稠度的影响很大，随着温度的升高，稠度用水量将逐渐增加。80℃～100℃水泥的稠度用水量将比常温下的20℃大致增加8%～10%。也就是说，使用高温水泥时，若要保持相同的工作性，则需增加10%的用水量。
(2)当水泥温度小于50℃，或高于80℃时，稠度用水量变化较缓和;当水泥温度处于 50℃～80℃之间时,稠度变化幅度较大；水泥温度为70℃时，稠度正好处于变化的拐点上(见图1)。
(3)随着温度的升高，水泥初、终凝时间均逐渐提前。当水泥温度在30℃～70℃之间，凝结时间变化不大(50℃时的初凝试验点可能有偏差 )；当温度超过80℃时，凝结时间急剧变小。从图2中也可以看出,70℃时的凝结时间也处于变化的拐点上。当温度超过80℃时，凝结时间急剧变小，摊铺难度迅速增大。
(4)图3显示了水泥温度对抗折强度的影响，如图可见，高温水泥的28d抗折强度略有降低，这说明高温水泥对胶砂抗折强度和混凝土弯拉强度有较明显的影响，也说明高温水泥对后期的强度储备是有影响的；3d强度反而有所提高，这主要是因为高温水泥增加反应水化热，促使早期强度发展较快。
1.1.2水泥温度对混凝土工作性和强度的影响表2是原材料温度对混凝土工作性和弯拉强度影响的试验研究。试验结果表明，水泥温度显著影响混凝土的坍落度和弯拉强度：
(1)在相同条件下,当水泥温度从40℃提高到80℃时,虽然混凝土出机温度仅提高4℃,但坍落度已从20mm降至10mm,损失显著,对施工极为不利。
(2)28d弯拉强度相应降低6.0%～7.2%。高温水泥带来的直接结果不仅是坍落度变小、坍落度损失增大造成滑模摊铺施工困难，而且在设计弯拉强度不变的条件下，为确保路面的弯拉强度，每m混凝土要多用15～20kg水泥。
(3)若能保持水泥、骨料和拌合水处于常温状态,则混凝土出机温度仅为32℃,且坍落度能达到40mm,完全满足摊铺要求，同时弯拉强度将有所提高。
1.2高温水泥混凝土试铺施工情况
(1)试铺使用的水泥于8月19日进场，进场时检测水泥温度，表面温度高达100℃(内部温度将更高)。该批水泥到8月29日进行试铺施工时，已存放了10d,温度仍有85℃,温度降低缓慢,且在此期间还下过几场大雨，气温较低，而存于罐仓内的水泥温度未见显著下降，平均每天仅降温1℃多。混凝土用水的水温为27℃,砂石料温度为33℃。
(2)使用未经降温进行的水泥试铺：混凝土搅拌时实测混凝土出机温度达到45℃。当晚8点多摊铺时,在灯光照射下可见混凝土有冒烟现象，实测混凝土面板中间部位的水化热温度最高达到90℃。过高的水化热在夜间降温时，很容易在板体潜伏细微的温度裂缝；坍落度损失很快，实测出机坍落度为10mm左右，0.5h后坍落度变为0mm，即完全失去了工作性。
(3)为作对比，使用通过采取有效措施将温度降低至65℃～70℃的水泥进行试铺:实测混凝土出机温度为35℃,出机坍落度为30mm左右，0.5h后坍落度变为25mm,能满足摊铺施工的工作性要求，摊铺施工顺利。
(4)试铺施工情况与室内试验结果基本是一致的。上述试验结果和试铺施工情况清楚地表明，在保证强度的条件下，为了最大可能满足工作性要求，混凝土搅拌时的水泥温度应降至70℃以下。
2、解决方法
(1)在散装水泥供应紧张导致水泥出厂温度超过70℃时，应尽量考虑使用袋装水泥。袋装水泥在包装、运输、装卸过程中会散掉许多热量，水泥温度将有所降低。
(2)改进水泥装卸工艺。水泥在出磨后先采用吨包装，静置一段时间后再将吨包装水泥吊起卸入水泥罐车中。实践表明，此方法的降温效果明显，经过改进，运到施工现场的水泥温度普遍都降低到 70℃以下。
(3)搅拌楼储水池应搭棚遮挡太阳直晒,在高温天气时段，此法能保证搅拌用水的水温基本保持在30℃以下。实践证明，30℃以下的水温能有效降低混凝土的出机温度。
(4)高温天气施工，应对骨料进行覆盖。集料经暴晒后，表面温度也很高，实测温度为 40℃左右，其对工作性的影响不能忽视。也需要注意的是，不能采用骨料噴淋的方法进行降温，因经过喷淋后的料堆含水量差异较大，导致混凝土拌合用水量无法精确控制，配合比易失控，混凝土强度离散性增大。
(5)由于混凝土中粗、细集料所占比例为 80%左右，经覆盖的集料的温度也基本为30℃左右(冷天温度会更低)，因此，混凝土搅拌时，先将集料与水泥干拌，利用骨料吸热降温后，再缓慢加水拌合。干拌时间以不少于40s为宜。
(6)严格控制水灰比，适当加大高效减水剂用量，保持混凝土的工作性。外加剂掺量以0. 7%～0.8%为宜。
(7)此外，水泥温度大于70℃而采用在水中加冰屑来降低混凝土出机温度的方法，由于混凝土坍落度损失仍相对较快 (搅拌混凝土时水泥温度83℃,冰块完全融解后水温17℃，实测混凝土出机温度为33℃,坍落度为30mm,1h后坍落度小于20mm),施工机械稍有故障,就不能顺利地完成路面滑模摊铺作业及后续工作，不利施工，既增加了施工难度，也增加了施工成本。因此,在该公路24标中没有采用该方法。
3、结语
工程完工后交通工程质量监督站的交工验收检测结果表明，说明所采用的解决方法对消除高温水泥对水泥混凝土路面施工的影响是行之有效的，保证了路面工程的质量。
参考文献
[1] 《公路水泥混凝土路面施工技术规范 》JTGF30—2003.