李洪

摘要 混凝土施工溫度控制關(guān)系到公路橋梁大體積混凝土施工質(zhì)量，如控制不當，容易出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)開裂的病害，影響建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量?；诖宋恼乱阅匙卮髽蛄撼信_施工的工程實踐為依托總結(jié)了施工階段的溫度控制方案，具體包括：篩選具有良好特性原料，充分發(fā)揮粉煤灰的優(yōu)勢，對混凝土配合比進行優(yōu)化，進行分層澆筑;設(shè)置循環(huán)式水冷卻管道，做好混凝土養(yǎng)護;根據(jù)現(xiàn)場工況，合理增加養(yǎng)護時間，實施了施工前、中、后期的全過程溫度監(jiān)控。實踐發(fā)現(xiàn)，通過對現(xiàn)場環(huán)境進行溫度監(jiān)控，采用適當?shù)臏乜丶夹g(shù)，使各項溫控指標要求達標，對大體積混凝土裂縫防控具有重要的作用。

關(guān)鍵詞 橋梁工程;承臺大體積混凝土;溫控技術(shù)要點

中圖分類號 U445.57 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）13-0077-03

0 引言

大體積混凝土結(jié)構(gòu)是指最小直徑為1 m以上的混凝土，澆筑時水泥水化形成的熱量易積聚在大體積混凝土中難以散發(fā)，導(dǎo)致了內(nèi)部和外部溫差大，引起結(jié)構(gòu)裂縫[1]?；诖耍撐膶Υ篌w積混凝土的溫度調(diào)控方法進行深入分析和探討，具有重要的工程實踐意義。

1 工程概況

結(jié)合某大型橋梁承臺工程施工實踐，進行大體積混凝土施工溫度控制探究，橋梁以空心墩為主墩，采取灌注樁基礎(chǔ)，橋梁承臺由C30混凝土澆筑而成，為實心混凝土結(jié)構(gòu)，承臺之間相互連接，尺寸均為23.3 m×19.3 m×

5.1 m，土方量均為2 231 m3，總計6 693 m3，單個承臺混凝土方量為2 112 m3，總計6 334 m3，屬典型的大體積混凝土施工。

2 承臺大體積混凝土溫控方案

2.1 原材料選擇和混凝土配合比優(yōu)化

減少混凝土水化熱是降低混凝土內(nèi)外溫差的一種行之有效的措施，通過調(diào)節(jié)混凝土最佳配合比可達到目的：

（1）通過多組對比試驗確定合理的水泥型號、外加劑成分和摻加比例，堅持“強度合格”原則，盡量減少澆筑時水泥水化產(chǎn)生的熱量，經(jīng)試驗改進后的混凝土原材料、配合比如表1所示。

（2）與其他混凝土澆筑方式比較，泵送混凝土具有施工方便、效率高、勞動力少等優(yōu)點，但對和易性、粘結(jié)性的要求也較高，需初始坍落度>18 cm，初凝時間在18～22 h內(nèi)，該橋承臺的C30混凝土配合比如表2所示。

2.2 承臺大體積混凝土分層澆筑措施

合理的施工技術(shù)。保證了混凝土澆筑的質(zhì)量。在施工過程中，采取了全面分層和斜面分層的方法，既能解決混凝土的初期散熱問題，又能有效地減小混凝土的內(nèi)外溫差：

（1）全面分層法，一般是沿著建筑物的外側(cè)進行，在第一層混凝土澆筑完畢之后，再進行二次澆筑[2]。

（2）斜面分層法，多用于混凝土構(gòu)件厚度不超過其長度1/3的情況，在施工過程中，斜坡的坡度應(yīng)小于1/3，示意圖如圖1所示。

（3）該橋梁承臺底部厚3 m、頂部厚2 m，分別進行斜面分層澆筑、全面分層澆筑。

2.3 承臺冷卻管埋設(shè)及控制要求

大尺寸承臺結(jié)構(gòu)通常是一次澆筑，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置冷卻管，通過熱循環(huán)加速熱量散發(fā)，從而達到控制溫度的目的，配合混凝土組分優(yōu)化可以有效控制大體積混凝土施工溫度，減小大體積混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差：

（1）安裝在承臺上的冷卻管道選擇直徑為50*

2.5 mm的焊管，為了防止在混凝土中設(shè)置冷卻管道太長而導(dǎo)致堵塞，通過單獨設(shè)置單層冷卻管來達到水循環(huán)[3]。

（2）承臺上共布置了4層冷卻管，可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)水量的方式，對混凝土內(nèi)結(jié)構(gòu)的溫差進行有效控制[4]。

（3）大體積混凝土承臺內(nèi)部冷卻管布設(shè)見圖2。

2.4 承臺大體積混凝土的合理養(yǎng)護

做好大體積混凝土的養(yǎng)護是確保施工質(zhì)量、避免裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵。初期混凝土容易發(fā)生干縮開裂，這是因為在初期養(yǎng)護不充分的情況下，混凝土的水分蒸發(fā)速度與水泥顆粒水化反應(yīng)發(fā)生速度差異較大，導(dǎo)致水分過快丟失，水泥顆粒無法進行充分的水化反應(yīng)，影響水泥顆粒結(jié)晶效果，導(dǎo)致了混凝土的強度不夠，因內(nèi)外溫差變形產(chǎn)生干縮縫。所以，需要做好大體積混凝土的外表濕潤。

（1）溫控是一項重要的護措施，通常采取內(nèi)外相結(jié)合的方法。在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，通常采用冷卻水循環(huán)的方法，以減少因水化反應(yīng)而產(chǎn)生的升溫，從而達到溫控目的，也叫降溫法[5];在混凝土的外部，采用塑料薄膜、麻袋、泡沫板等保溫材料，減少大體積混凝土構(gòu)件的表面與外界的熱交換，實現(xiàn)“降內(nèi)溫，保外溫”的目的，防止出現(xiàn)溫度裂縫。

（2）結(jié)合施工實踐，合理增加混凝土養(yǎng)護時間。該橋梁承臺大體積混凝土施工時間為冬季，外部環(huán)境溫度較低，水泥水化反應(yīng)較慢，因此，須增加養(yǎng)護時間，確保水化反應(yīng)充分發(fā)生，保證混凝土強度達標[6]。且水分流失迅速，須達到一定的溫濕度，以確?；炷翗?gòu)件表面濕潤。結(jié)合養(yǎng)護實際情況確定合理的養(yǎng)護時間，以不低于21天為宜。此外，在施工過程中，混凝土的強度必須大于2.5 MPa，才能滿足附加荷載要求，避免載荷影響結(jié)構(gòu)強度。

（3）拆模時間要合理。在拆除模板前，應(yīng)先測定混凝土的強度以及周圍環(huán)境與結(jié)構(gòu)物表面溫度，強度指標需大于10 MPa，溫度不大于20 ℃的情況下，方可進行模板拆卸[7]。在拆除模板時，應(yīng)注意對結(jié)構(gòu)物表面的完整性保護，在拆模期間和拆模后，注意對模板進行保溫處理，并進行灑水養(yǎng)護。

3 承臺混凝土溫度監(jiān)測

加強施工期間的溫度監(jiān)控，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置監(jiān)控點，實現(xiàn)對混凝土內(nèi)部溫度的實時監(jiān)控，過程如下：

3.1 監(jiān)測內(nèi)容及基本要求

溫度監(jiān)測主要包括環(huán)境溫度、混凝土溫度兩部分：

（1）環(huán)境溫度;主要包括施工現(xiàn)場大氣溫度、季節(jié)溫差等。

（2）混凝土溫度：對施工前、中、后的溫度進行監(jiān)測。包括澆筑前的溫度、入模溫度、澆筑溫度、澆筑后的溫度變化;澆筑完成后，以溫度參數(shù)為養(yǎng)護時間的確定依據(jù)，并及時調(diào)整養(yǎng)護措施[8]。

3.2 承臺混凝土溫度控制標準

根據(jù)目前大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)程中對大體積混凝土溫控指標的要求，根據(jù)實際情況，提出了以下幾種混凝土的溫度指標：

（1）嚴格控制原材料的入模溫度，通常為5～28 ℃。

（2）內(nèi)溫峰值≤75 ℃，其與入模溫度的差值需≤50 ℃。

（3）整個承臺結(jié)構(gòu)內(nèi)、外溫差不得超過25 ℃。

（4）冷卻期的冷卻速度，不能大于2 ℃/d。

（5）在冷卻期，進、出水口處的溫度差不能大于10 ℃。

（6）拆模階段確保橋梁承臺混凝土表面溫度及外界環(huán)境溫度差不超過20 ℃。

3.3 承臺溫度監(jiān)測點的設(shè)置

為了提高監(jiān)控效率，在1/4的結(jié)構(gòu)部位布置了溫度傳感器，采用縱向分層布置，各測點位置需分布均勻。同時須重點布置在整個承臺結(jié)構(gòu)的核心部位[9]。

4 溫度監(jiān)測結(jié)果與分析

根據(jù)各層測點監(jiān)測，相關(guān)溫控測試結(jié)果見表3。

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析如下：

（1）承臺混凝土的溫度變化表現(xiàn)出初期快速升高，通常在2～3天內(nèi)出現(xiàn)溫峰，然后迅速降低，結(jié)構(gòu)體各層斷面平均最高溫度為39.10～56.10 ℃。

（2）從測量點的分布角度可知，隨著距離中心越近，溫度升高的幅度越大，說明內(nèi)部的水化熱反應(yīng)越激烈。由于其產(chǎn)生的熱量較大，而且不容易揮發(fā)，所以其溫升非常明顯，因此加強對混凝土核心區(qū)域的溫度監(jiān)控非常必要[10]。

（3）混凝土各層最大內(nèi)表面溫差為18.4～24.10 ℃，符合溫控標準不大于25 ℃的指標要求。

（4）混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度最高達41.30～59.50 ℃，但并未超出75 ℃允許范圍，且最高溫度持續(xù)時間短。

5 結(jié)論

綜上所述，作為大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施，溫度控制措施主要包括采取合理的混凝土配合比、合理安排澆筑順序、采用保溫材料減少混凝土內(nèi)外溫差、設(shè)定合理的澆筑時間，同時運用自動化監(jiān)測技術(shù)，實時監(jiān)測，及時調(diào)整，從而保證施工質(zhì)量。該工程實踐論證了大體積承臺施工階段，溫度控制在合理范圍內(nèi)，沒有發(fā)生溫度裂縫現(xiàn)象，獲得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，所采用的溫控技術(shù)對類似工程建設(shè)有一定的借鑒意義。

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