■何 俊 ■重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶市 400020

根據(jù)鐵道部科技基［2005］101號(hào)文發(fā)布的《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》和《鐵路混凝土耐久性設(shè)計(jì)暫規(guī)》要求，客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)使用年限100年，而夏季施工當(dāng)中，如何保證高性能混凝土的施工質(zhì)量，本文針對(duì)高性能混凝土的特點(diǎn)和夏季施工中容易產(chǎn)生的不良后果進(jìn)行分析，并做出相應(yīng)的施工措施。

1 高性能混凝土的概念

我國(guó)把高性能混凝土定義為:高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，是以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途的要求，對(duì)特殊性能有重點(diǎn)的加以保證。

2 夏季高性能混凝土施工中存在的問題分析及處理措施

2.1 水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和變形

水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量。當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫差過大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形。當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。當(dāng)混凝土越厚，水泥的用量越大，內(nèi)部溫度就越高，因而引起裂縫的可能性也愈大。下面從幾個(gè)方面講夏季高性能混凝土的溫度控制。

(1)混凝土的出機(jī)溫度。夏季施工混凝土拌合時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采用對(duì)水降溫措施保證混凝土出機(jī)溫度，同時(shí)應(yīng)該對(duì)砂石材料必須采取遮陽(yáng)棚，避免太陽(yáng)的照射，防止砂石材料的溫度過高，水泥要有充分的降溫時(shí)間，另外，水的比熱較大，采用低溫的水，混凝土的出機(jī)溫度容易控制在30℃以下，當(dāng)混凝土溫度超過30℃是應(yīng)該采用加冰等方式降低水溫，保證混凝土的出機(jī)溫度。

(2)混凝土的入模溫度。運(yùn)輸過程及澆注過程對(duì)混凝土的物理升溫影響并不大，主要控制的還是混凝土的出機(jī)溫度，但也要注意運(yùn)輸和澆注時(shí)間不宜過長(zhǎng)，時(shí)間過長(zhǎng)混凝土的水化熱會(huì)直接影響混凝土的溫度。

(3)混凝土水化熱?；炷恋乃c溫度及時(shí)間有很大關(guān)系，溫度越高混凝土的水化越快，水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，使混凝土內(nèi)部的溫度升高，在1－3d放出的熱量占總熱量的一半。夏季施工中混凝土內(nèi)部的最高溫度多數(shù)發(fā)生在澆筑后的2－3d?；炷羶?nèi)部的溫度與混凝土的厚度及水泥的用量有關(guān)，混凝土越厚，入模溫度越高，水泥的用量越大，內(nèi)部溫度就越高。所以摻用大量的粉煤灰來降低水泥用量，并采用緩凝型減水劑及降低入模溫度使水泥水化變緩，可以有效的控制混凝土溫度峰值。

(4)混凝土的降溫?；炷猎谙募臼┕ぶ杏捎谛静繙囟冗^高，容易產(chǎn)生混凝土芯部、表層、環(huán)境的溫差過大，內(nèi)部與表面溫差過大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形。溫度應(yīng)力與溫差成正比。當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。可采用在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管來降低混凝土芯部溫度來降低混凝土在水化過程中的溫度峰值。

冷卻水管的采用是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)置內(nèi)循環(huán)水管，一般采用水平及垂直1m左右的網(wǎng)狀設(shè)置。循環(huán)水的流量要根據(jù)埋設(shè)的測(cè)溫元件監(jiān)測(cè)到混凝土的溫度來定，保持混凝土的芯部溫度不超過65℃，芯部、表層、環(huán)境溫度不超過20℃。

2.2 內(nèi)外約束條件的影響

大體積混凝土因溫度變化而產(chǎn)生變形也要受到不同程度的約束，限制其變形，因而產(chǎn)生了約束應(yīng)力。當(dāng)混凝土表面溫度下降時(shí)，混凝土內(nèi)部由于水泥的水化熱形成中心溫度高，熱膨脹大，因而在中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，若拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉值和鋼筋的約束

作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.3 外界氣溫變化的影響

大體積混凝土在施工階段，常受外界氣溫變化的影響?；炷羶?nèi)部溫度是由水泥水化熱的絕熱溫度、澆筑溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加。一般而言，外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也愈高。當(dāng)氣溫下降，特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加外層混凝土與混凝土內(nèi)部的溫度梯度，因而會(huì)造成溫差和溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。除了使用冷卻水管降低混凝土芯部溫度以外，還應(yīng)避免用溫度過低的水直接澆淋混凝土養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面溫度驟然下降，形成混凝土表面和芯部溫差過大，使混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.4 混凝土的收縮變形

塑性收縮裂縫發(fā)生在混凝土硬化之前，混凝土仍處于塑性狀態(tài)。它的產(chǎn)生主要是上部混凝土的均勻沉降受到限制，如遇有鋼筋或大的混凝土骨料，或者平面面積較大的混凝土，其水平方向的減縮比垂直方向更難時(shí)，這樣就會(huì)形成不規(guī)則的深裂縫。這種裂縫通常是互相平行的，并且有相當(dāng)?shù)纳疃?。這種裂縫不僅發(fā)生在大體積混凝土之中，而且平面尺寸較大、厚度較薄的結(jié)構(gòu)構(gòu)件也會(huì)出現(xiàn)這種裂縫。防止出現(xiàn)這種裂縫的最好辦法是，連續(xù)澆筑與修整抹面，并立即養(yǎng)護(hù)，保護(hù)混凝土防止風(fēng)吹日曬。

2.5 混凝土的體積變形

混凝土終凝以后會(huì)發(fā)生體積變化，即可能收縮也可能膨脹。溫度較高，水泥用量較多，自身體積變形將趨于增大。所以在混凝土配合比的選配上要注意降低水泥用量，使用高效減水劑，降低混凝土的水膠比，添加適量的粉煤灰。這樣可以減少混凝土的收縮，避免收縮產(chǎn)生的裂縫。

2.6 干燥收縮

混凝土中的80%水分要蒸發(fā)，約20%的水分是水泥硬化所必需的。而最初失去的30%自由水分幾乎不引起收縮，隨著混凝土的繼續(xù)干燥而使20%的吸附水逸出，就會(huì)出現(xiàn)干燥收縮。由于表面的干縮受到中心部位混凝土的約束，因而在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。這里要特別注意施工完后要及時(shí)采用覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)，及時(shí)的補(bǔ)充混凝土的水分，防止混凝土的干縮。

2.7 混凝土勻質(zhì)性的影響

混凝土拌和或澆筑時(shí)，由于坍落度不同，或采用的外加劑不同，石子粒徑或品種不同，以及振搗的密實(shí)度不同，都會(huì)影響混凝土的勻質(zhì)性。由于勻質(zhì)性的不同，造成混凝土的彈性模量不均勻，因而在收縮變形過程中導(dǎo)致應(yīng)力集中，引起裂縫。

這里配合比的優(yōu)化及施工過程控制尤其重要:

(1)配合比的優(yōu)化選擇。配合比的設(shè)計(jì)要注意以下幾個(gè)性能:①混凝土的工作性能要好，無泌水、離析現(xiàn)象，同時(shí)要選擇合適的坍落度，一般承臺(tái)墩身等結(jié)構(gòu)物宜選擇140～180mm;②混凝土的和易性要好，粘聚性要好，不泌漿等，并要注意選擇混凝土合適的砂率這樣可以保證混凝土的均勻性;③凝結(jié)時(shí)間要合適，根據(jù)施工的需要混凝土的夏季施工不宜過短，一般選擇大于300min較合適，這樣可以避免施工中混凝土分層中，時(shí)間過長(zhǎng)造成上層混凝土初凝后，下層混凝土不易和上一層混凝土不融合的不均勻性。

(2)施工過程控制:嚴(yán)禁過搗或欠搗。過搗會(huì)造成混凝土離析分層;欠搗也能讓混凝土不密實(shí)和不均勻。一般以混凝土表面出現(xiàn)浮漿，不出現(xiàn)明顯氣泡為止。并在下一層的搗固中搗固棒要插入上一層混凝土，保證上下層混凝土的勻質(zhì)性。

3 結(jié)束語

高性能混凝土的夏季施工雖然問題較多，但只要仔細(xì)分析產(chǎn)生問題的原因，針對(duì)不同的問題，提出相應(yīng)的處理措施，高性能混凝土夏季施工易產(chǎn)生的裂縫是可以得到有效控制的。