熊良貴

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

1 大體積混凝土溫控防裂分析

1.1 溫控防裂原理

在大體積混凝土施工過(guò)程中，容易產(chǎn)生溫度裂縫，所以需要采取溫控防裂措施，保證工程施工質(zhì)量。分析溫度裂縫產(chǎn)生原因可以發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土施工具有用料多的特點(diǎn)，施工初期將釋放大量水化熱。而混凝土體積大且厚實(shí)，將給熱量散發(fā)帶來(lái)困難，造成混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大。在整體一次澆筑成型的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土內(nèi)部溫度場(chǎng)將呈曲線分布，表層溫度與外界環(huán)境相接近，內(nèi)部受水泥水化熱作用的影響，溫度持續(xù)升高。在外界溫度急劇變化的情況下，內(nèi)外溫差持續(xù)加大，將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)干縮、徐變等現(xiàn)象，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在澆筑早期，受模板和老舊混凝土面的約束，混凝土表層將產(chǎn)生拉應(yīng)力。

1.2 溫控防裂措施

結(jié)合溫控防裂原理，實(shí)際在工程建設(shè)中，可以從混凝土入倉(cāng)、澆筑、振搗等工序著手采取系列溫控防裂措施，使結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力得到減少，達(dá)到預(yù)防裂縫產(chǎn)生的目標(biāo)。

在養(yǎng)護(hù)階段，需要做好表層隔熱，通過(guò)覆蓋草袋等措施防治表面失水過(guò)多。在模板拆除后，需要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，使表層混凝土保持濕潤(rùn)，以免因內(nèi)外溫差過(guò)大出現(xiàn)裂縫。

2 大體積混凝土溫控防裂措施在道橋工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

某工程采用C40混凝土進(jìn)行橋梁施工，橋梁為U形臺(tái)身，使用的混凝土數(shù)量達(dá)881 m3，屬于大體積混凝土。施工期間采用分離式承臺(tái)進(jìn)行輔助，在基坑開挖后進(jìn)行混凝土分層澆筑，每次澆筑高為3.5 m。考慮到施工期間工程所處地區(qū)早晚溫差較大，因此需要預(yù)防溫度裂縫的產(chǎn)生。

2.2 溫控防裂措施應(yīng)用

(1)配比設(shè)計(jì)

在混凝土配比設(shè)計(jì)上，采用了雙摻技術(shù)，加入超30%的粉煤灰和添加劑降低混凝土絕熱溫升效果，使水泥的水化熱程度得到減緩。在設(shè)計(jì)的配比中，水泥為275 kg，粉煤灰為82 kg，礦粉渣為63 kg，天然中粗砂為0.53 m3，碎石為0.83 m3，水為0.19 m3，外加劑為3.81 kg。粉煤灰的燒失量不超過(guò)8%，需水量比低于100%。同時(shí)，采用粒徑大的骨料對(duì)傳統(tǒng)粒徑小的骨料進(jìn)行替代，最大粒徑達(dá)40 mm，以便使砂率得到減少，為混凝土施工質(zhì)量提供保障。

(2)冷卻管布置

在混凝土澆筑前，通過(guò)科學(xué)測(cè)算水泥水化熱值可以發(fā)現(xiàn)，臺(tái)身大體積混凝土內(nèi)外溫差容易超限，所以需要采取措施降低內(nèi)部水化熱升降速度。具體來(lái)講，需要在臺(tái)身位置完成冷卻管的布置，管的外徑達(dá)50 mm，管壁厚2 mm。實(shí)際在冷卻管安裝時(shí)，需要采用焊接方式進(jìn)行彎頭位置處理，保證管道焊接牢靠。在臺(tái)身位置，共完成三層冷卻管布置，各層完成獨(dú)立進(jìn)水口和出水口的設(shè)置，采用閥門進(jìn)行水流量控制。使用鋼筋對(duì)冷卻管進(jìn)行架設(shè)，并利用鐵絲進(jìn)行鋼筋架綁扎，能夠使冷卻管牢固安裝，避免在混凝土澆筑期間發(fā)生位置變化。完成管道安裝后，需要開展泌水試驗(yàn)，確認(rèn)冷卻管無(wú)漏水或滲水問(wèn)題，保證管道無(wú)堵塞情況。

(3)施工控制

在混凝土拌制期間，需要將水泥入罐溫度控制在60 ℃以下，確保水泥有足夠時(shí)間降溫。在澆筑施工方面，采用“水平分層、逐層到頂”的技術(shù)，將短向當(dāng)成是澆筑面，加強(qiáng)各層厚度控制，保證水泥水化熱時(shí)間被有效延長(zhǎng)，同時(shí)提高混凝土降溫速度，實(shí)現(xiàn)收縮和裂縫的控制。在混凝土初凝前，需要完成上一層混凝土澆筑，保證布料的均衡性。在澆筑過(guò)程中，由于混凝土溫度會(huì)隨著時(shí)間增加而升高，因此還應(yīng)盡量加快速度。在各層澆筑之間，需要采用二次振搗工藝，振搗時(shí)間在2～3 h范圍內(nèi)，將振搗棒插入到下層5～15 cm位置，保證混凝土內(nèi)外密實(shí)。澆筑過(guò)程中，需要加強(qiáng)入模溫度控制，應(yīng)在13～30 ℃之間，夏季施工需要加入適量冰水，使拌合溫度得到降低。施工現(xiàn)場(chǎng)需要完成彩條布棚的搭設(shè)，防止混凝土受到陽(yáng)光直曬。由于工程大體積混凝土中完成了鋼筋的密集布設(shè)，所以需要泵送混凝土，利用振搗棒進(jìn)行振搗施工。在澆筑完成后，需要實(shí)現(xiàn)表面提漿處理，避免鋼筋下部出現(xiàn)大量水分，以免上部混凝土產(chǎn)生細(xì)小裂縫。在初凝和終凝之間，需要完成二次抹面，避免混凝土表面收縮。

(4)溫度監(jiān)測(cè)

在混凝土溫度監(jiān)測(cè)上，可以完成溫控元件的布設(shè)，在橋梁臺(tái)身位置進(jìn)行大氣溫度的測(cè)量。針對(duì)混凝土內(nèi)部位置，需要完成53 Ω銅熱電偶設(shè)置，利用數(shù)字顯示儀進(jìn)行溫度準(zhǔn)確測(cè)量。在混凝土入模后，可以利用溫度計(jì)對(duì)表面溫度進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)區(qū)溫控元件布置上，結(jié)合工程實(shí)際情況可以劃分為三個(gè)區(qū)域，在各區(qū)的上、下部位距離混凝土表面50 mm位置進(jìn)行測(cè)溫，在φ10的鋼筋上、中、下部進(jìn)行測(cè)溫元件綁扎。從測(cè)溫儀中引出接頭，分別進(jìn)行各測(cè)區(qū)的搭接，能夠?qū)崿F(xiàn)各測(cè)區(qū)溫度的全面監(jiān)測(cè)。根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果，在內(nèi)部溫升過(guò)快的情況下可以在冷卻管中通入冷水，從而使混凝土內(nèi)外溫差有所減小，避免溫度裂縫的產(chǎn)生。

(5)養(yǎng)護(hù)管理

在混凝土拆模前，考慮到大體積混凝土拆模時(shí)間較長(zhǎng)，為避免結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過(guò)大，還要將溫差控制在25 ℃以內(nèi)。根據(jù)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)值，如果溫差過(guò)大還應(yīng)利用土工布對(duì)混凝土表面進(jìn)行覆蓋，并在外層覆蓋塑料布，對(duì)混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)生，保證混凝土表面始終濕潤(rùn)。在混凝土初凝后，可以利用冷卻管中排出的溫水對(duì)表面進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度應(yīng)達(dá)到10 cm左右。經(jīng)過(guò)至少21 d的養(yǎng)護(hù)后，應(yīng)確認(rèn)混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到要求。未能達(dá)到要求，不能進(jìn)行拆模處理，同時(shí)避免進(jìn)行上層結(jié)構(gòu)模板和支撐設(shè)施的安裝，以免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

3 結(jié) 論

綜上所述，在道橋工程施工建設(shè)的過(guò)程中進(jìn)行大體積混凝土施工，還要預(yù)防溫度裂縫的產(chǎn)生，以便使工程質(zhì)量得到保證。在實(shí)踐工作中，還應(yīng)從配比設(shè)計(jì)、施工控制等各方面采取措施，通過(guò)布置冷卻管和溫控元件加強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差控制，從而有效消除結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力，最終達(dá)成溫控防裂的目標(biāo)。