路來瑩

山東電力建設(shè)第一工程公司 250110

摘要：近年來，大體積混凝土內(nèi)外溫差引起的工程質(zhì)量問題得到廣泛的關(guān)注。本文系統(tǒng)地介紹了大體混凝土的溫差控制方法。重點介紹了膠凝材料的確定和溫度監(jiān)控測點布置，可為工程人員理解規(guī)范提供幫助。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；粉煤灰；溫差控制

引言

最小尺寸不小于 1m 或可能因水化熱導(dǎo)致有害裂縫出現(xiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)稱為大體積混凝土結(jié)構(gòu)[1]。隨著建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的形式越來越復(fù)雜，大體積混凝土在高層建筑、深基坑工程、橋墩工程中也越來越多。由于水泥的水化作用產(chǎn)生巨大熱量且不易散發(fā)，導(dǎo)致早期大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差大，進而引起裂縫，影響結(jié)構(gòu)的使用性能，甚至安全性能。因此，為確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，宜將大體積混凝土內(nèi)外溫差控制在 25℃以內(nèi)[1]，但這也是大體積混凝土施工的難點和關(guān)鍵之處。

1 大體積混凝土裂縫分析

1.1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成機理由于水泥水化過程中產(chǎn)生大量的水化熱，大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度不斷升高，核心混凝土和外表面混凝土形成巨大溫差，當大體積混凝土結(jié)構(gòu)受到外界約束作用時，如基礎(chǔ)或支座的約束，內(nèi)外溫差就導(dǎo)致了大體積混凝土結(jié)構(gòu)形成一定的溫度應(yīng)力。大體體積混凝土結(jié)構(gòu)在早期混凝土抗拉強度較低，如果內(nèi)外溫差較大，則由于溫度應(yīng)力引起混凝土裂縫的概率也較大；隨著齡期的增長，水泥水化過程逐漸完成，大體積混凝土處于降溫階段，相比升溫階段在降溫階段大體混凝土彈模和強度的增加也會使變形約束更大，在相同的溫度應(yīng)力下，形成裂縫的可能性也隨之增大。根據(jù)裂縫的深度，大體積混凝土結(jié)構(gòu)由于溫差形成的裂縫可分為：表面裂縫、貫穿性裂縫、深層裂縫。表面裂縫一般發(fā)生在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的表面，其深度一般不超過 3mm，危害性小。貫穿性裂縫穿透混凝土截面、切斷了大體積混凝土結(jié)構(gòu)，會影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)的整體性及穩(wěn)定性，產(chǎn)生的危害性大。深層裂縫的深度則介于表面裂縫和貫穿裂縫兩者之間，部分地切斷了大體積混凝土結(jié)構(gòu)的斷面，也可能產(chǎn)生一定危害。

1.2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫差產(chǎn)生的原因

（1）水泥水化熱。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，水泥水化所產(chǎn)生的大量熱量不易散出，而是在結(jié)構(gòu)內(nèi)部聚積，大體積混凝土的截面越大，內(nèi)外溫差也越大。此外，水泥用量和水泥品種對水化熱也有較大的影響，如硅酸鹽水泥放熱大，而礦渣水泥放熱量相對較?。凰鄵搅慷啵瑒t水化過程放出的熱量大。大體混凝土核心的最高溫度往往會達到 70℃左右，而且一般發(fā)生在混凝土澆筑后的 3～5d。

（2）外界氣溫變化。在大體積混凝土的凝結(jié)硬化階段，外界氣溫的變化會加劇大體積混凝土的內(nèi)外溫差，特別是日夜氣溫驟降，這對大體積混凝土結(jié)構(gòu)是極為不利的。因此施工階段，外界溫度變化巨大的階段，要加強對混凝表面的保溫措施，防止降溫過快。

2 大體積混凝土的溫差控制措施

2.1 混凝土入模溫度控制

根據(jù) 《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）[1]中5.6.2 條的規(guī)定，當混凝土澆筑時，如果天氣炎熱，應(yīng)采取措施控制混凝土的入模溫度，一般將混凝土的入模溫度控制在30℃以內(nèi)。在施工中通常是通過降低混凝土原材料的溫度來降低混凝土的入模溫度，如對砂石進行遮蓋、曬水等。因此，在施工過程中可采用如下措施：（1）降低骨料的溫度，如骨料覆蓋遮陽，堆高骨料、底層取料，對粗骨料噴水等措施。（2）避免模板與新澆混凝土受到太陽光的直射，采取噴霧或灑水等措施將模板與鋼筋的溫度控制在 40℃以下；合理安排工期，將大體積混凝土安排在夜間澆筑。（3）采用加冰等措施，降低混凝土的攪拌用水。（4）對泵送管進行防護，如采用麻袋遮陽、灑水等，降低泵送過程中混凝土的溫度。

2.2 大體積混凝土澆筑厚度

大體積混凝土的澆筑厚度的確定必須依據(jù)振搗器作用深度以及新拌混凝土的工作性能，整體連續(xù)澆筑時澆筑厚度宜為 300～500mm[1]。采用整體分層連續(xù)或推移式連續(xù)澆筑時，應(yīng)合理安排間歇時間，在下層混凝土初凝前上層混凝土應(yīng)澆注完成。當層間間隔時間超過混凝土的初凝時間，上下層交界面應(yīng)按施工縫處理，可采用插短鋼筋的方式來增加上下層之間的整體性。但在施工管理上，應(yīng)盡量做到澆筑厚度小、間歇短、層間混凝土約束小。在混凝土澆筑過程中，混凝土應(yīng)按事先確定的澆筑厚度、澆筑順序和澆筑方向進行澆筑。

2.3 混凝土水化熱引散措施

根據(jù)規(guī)范的要求，大體積混凝土澆筑后，內(nèi)部核心混凝土的溫度升高值宜控制在 50℃以內(nèi)，大體混凝土的結(jié)構(gòu)的里表溫差宜控制在 25℃以內(nèi)；大體積混凝土結(jié)構(gòu)的降溫速率宜控制 2℃/d 以內(nèi)；大體積混凝結(jié)構(gòu)的表面與大氣溫差宜控制在 20℃以內(nèi)[1]。因此，在具體的施工過程中可采用如下措施：（1）采用通水冷卻的方法，一般是在大體積混凝土內(nèi)部預(yù)埋鋼管，在混凝土水化過程通水將水化熱排出。（2）控制降溫階段的降溫速率，一般可在在大體積混凝土外表上覆蓋麻袋等。（3）如果遇到天氣變化，如大風(fēng)、降溫天氣等，可推遲拆模時間，利用模板作為保溫措施，減小降溫速率。

2.4 混凝土養(yǎng)護措施

由于大體積混凝土的水化熱大，內(nèi)外溫差大，為了控制其降溫速率，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護與普通混凝土的常規(guī)養(yǎng)護有所區(qū)別，應(yīng)采取保溫保濕的養(yǎng)護方式。在施工過程可按下列方法進行：①應(yīng)派專人進行養(yǎng)護保溫，同時做好各時間段的測溫記錄；②至少保溫保濕養(yǎng)護 14d 以上，并保證保溫保濕措施的完好，如塑料薄膜、養(yǎng)護劑涂層等的完整性；③保溫保濕覆蓋層的拆除不應(yīng)一次性拆除，應(yīng)采取分層逐步拆除的方式，當測試得到大體積混凝土結(jié)構(gòu)的表面溫度與外界環(huán)境溫度的溫差不超過 20℃時，保溫保濕覆蓋層方可全部拆除。在實際工程中，大體積混凝土的保溫保濕養(yǎng)護應(yīng)根據(jù)混凝土材料組成、環(huán)境溫度的不同而采取相應(yīng)的措施。尤其是當大體積混凝土的水膠比低且又摻有大量礦物摻和料時，充分的保溫保濕養(yǎng)護可以有效地降低混凝土的早期自收縮。除保溫保濕養(yǎng)護外，還應(yīng)根據(jù)不同的季節(jié)采取不同的保溫保濕養(yǎng)護或散熱措施，如暴露于空氣中的新澆筑的大體積混凝土的表面應(yīng)及時采取保水養(yǎng)護措施，如各短暫暴露的分層面可采取濕麻袋進行保濕養(yǎng)護，而對于永久暴露面則應(yīng)采用覆蓋塑料薄膜或土工布的方式進行保濕，如果采用人工直接灑水，則容易造成大體積混凝土表面的干濕循環(huán)而出現(xiàn)干縮裂縫。

3 結(jié)論

本文針對大體積混凝土的特點，提出相應(yīng)的溫差控制措施，并在海南省三亞·瑞都水郡項目的基礎(chǔ)施工中得到了較好的運用，監(jiān)測過程中大體積混凝土的最高溫升、里外溫差、降溫速率等均符合規(guī)范的要求。

參考文獻：

[1]GB50496-2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2009

[2]蘇駿，田樂松. 大體積混凝土溫控技術(shù)及熱工計算. 安徽理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，30（2）：5-7.

[3]梁建鋒，徐生根. 某跨錢塘江特大橋索塔承臺大體積混凝土施工溫控技術(shù). 交通科技，2011（10）：83-86.

[4]江昔平，王社良，段述信，等. 大體積混凝土優(yōu)化時應(yīng)注意的一些關(guān)鍵問題. 混凝土，2009（1）：103-107.