大體積混凝土澆筑溫度控制與施工方法探討

摘要：大體積砼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代工程建筑中常用的一種建筑結(jié)構(gòu)，混凝土在進(jìn)行澆筑過程中如果不能有效地控制溫度，施工方法也存在不合理之處，極易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，這對(duì)建筑安全而言是極為不利的。文章根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大體積混凝土澆筑溫度控制與施工方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；澆筑溫度；溫度控制；施工方法；建筑工程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU37 文章編號(hào)：1009-2374（2017）02-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.051

大體積混凝土與通常所使用的混凝土相比，具有結(jié)構(gòu)尺寸大這一最大的特點(diǎn)，這就使得混凝土支模以后要對(duì)其中澆筑大量的混凝土，但是由于混凝土導(dǎo)熱能力不好，大體積混凝土不能快速地將內(nèi)部溫度傳導(dǎo)出去，極易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的故障，給建筑留下安全隱患。近年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，大型建筑也在逐漸增加，使得大體積混凝土有著愈發(fā)普遍的應(yīng)用，諸如橋梁、承臺(tái)以及墩柱等。由于大體積混凝土施工過程中的環(huán)境較為復(fù)雜且整體性要求相對(duì)更高，這便對(duì)混凝土施工方法與澆筑溫度上提出了更高的要求，對(duì)此研究澆筑溫度控制與施工方法措施具有較好的現(xiàn)實(shí)作用。

1 大體積混凝土溫度控制

1.1 降低混凝土澆筑溫度

混凝土在通過運(yùn)輸、澆筑、平倉、卸料以及振攪等步驟之后，在混凝土表層的5～10cm范圍內(nèi)的混凝土溫度便是砼澆筑溫度。從大體積砼澆筑來說，低溫對(duì)控制砼內(nèi)外溫差以及溫度應(yīng)力非常有利，而且能夠有效地防止混凝土發(fā)生裂縫情況。在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行施工時(shí)，澆筑溫度將會(huì)直接影響著混凝土溫度，根據(jù)相關(guān)資料顯示，澆筑溫度每升高10℃，那么混凝土內(nèi)的溫度便會(huì)上升35℃。由于升高混凝土內(nèi)部溫度最為重要的因素是水泥的水化熱，所以在進(jìn)行實(shí)際施工過程中可以通過減少水泥用量、添加適量外加料以及優(yōu)化混凝土配比等方式對(duì)水泥水化熱加以降低，從而達(dá)到降低混凝土建筑時(shí)的溫度。

1.2 采取人工冷卻降溫

較為有效且直接的降溫方式便是進(jìn)行人工冷卻，通常有預(yù)冷與事后冷卻兩種方法。其中預(yù)冷便是在澆筑之前實(shí)現(xiàn)冷卻，主要是對(duì)原材料實(shí)現(xiàn)一定的處理使其溫度降低，諸如水溫、外加料等，并且對(duì)環(huán)境溫度加以注意，盡可能選擇溫度較低時(shí)進(jìn)行澆筑。事后冷卻主要是在混凝土澆筑完成之后再對(duì)其進(jìn)行降溫，目前使用最多的方式便是水管冷卻，水管冷卻是在大體積混凝土中預(yù)埋一定數(shù)量的冷卻水管，在完成澆筑后向其中通入大量的冷水，使混凝土內(nèi)部熱量降低，雖然其工序較為麻煩，但是降溫效果非常顯著，通過對(duì)水溫與水量的控制還可以對(duì)溫度應(yīng)力實(shí)現(xiàn)一定的控制。

1.3 強(qiáng)化溫度監(jiān)測

對(duì)大體積混凝土進(jìn)行相應(yīng)的溫度控制是非常重要的，但是對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控也是必不可少的，溫度監(jiān)控可以對(duì)混凝土溫度信息快速的反饋，對(duì)之后的溫度控制提供數(shù)據(jù)支撐，為溫度調(diào)控提供有效的資料，當(dāng)前時(shí)期最為重要的監(jiān)測方式為在混凝土中預(yù)埋溫度傳感器，對(duì)混凝土中的特定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)溫度檢測。溫度監(jiān)控與水管冷卻方式配合使用有著非常好的效果，通過對(duì)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，及時(shí)對(duì)水管流量、冷卻水溫以及冷卻時(shí)間進(jìn)行改變，從而對(duì)混凝土溫度下降速度實(shí)現(xiàn)控制，這樣不僅能夠?qū)⒒炷羶?nèi)部溫度降低，而且也不會(huì)使混凝土出現(xiàn)因溫度降低過快出現(xiàn)裂縫。

2 施工方法措施控制

2.1 合理控制施工進(jìn)度

施工進(jìn)度也會(huì)對(duì)混凝土溫度造成不同程度的影響。尤其是采用分層方式進(jìn)行施工，采取分層方式開展施工的過程中，需要注意施工過程中的兩次澆筑的時(shí)間間隔，如果時(shí)間間隔過長會(huì)導(dǎo)致先期澆筑混凝土約束后期澆筑混凝土，進(jìn)一步便會(huì)在上層混凝土與下層混凝土進(jìn)行結(jié)合過程中出現(xiàn)垂直裂縫，而且這類裂縫也是非常不容易發(fā)現(xiàn)的。與之相反，施工間隔過短的話會(huì)使下層混凝土無法有效地將熱量散失完全，下層混凝土具有的剩余溫度將會(huì)使上層混凝土溫度不斷的增加，一旦超過標(biāo)準(zhǔn)溫度便會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

因此，在澆筑新層混凝土前，必須要確保下層混凝土已經(jīng)將溫度散失到滿足能夠覆蓋新一層混凝土?xí)r所需達(dá)到的溫度?？偠灾瑹o論采用何種方式進(jìn)行施工時(shí)，施工過程中一定要對(duì)每一層或塊的施工時(shí)間間隔進(jìn)行合理的控制，時(shí)間間隔不能超過前一層混凝土初凝所需的時(shí)間，澆筑下一層混凝土最好保證在上層混凝土尚未凝固之前實(shí)現(xiàn)澆筑。當(dāng)前時(shí)期，實(shí)際采用的分層澆筑方法有全面分層、分段分層以及斜面分層三種。第一，全面分層，主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)尺寸較小情況下，使混凝土按照同等厚度實(shí)現(xiàn)澆筑，如果澆筑模型長邊較短時(shí)，此時(shí)盡可能從其短邊開始，順著長邊向前澆筑，如果長邊較長時(shí)，盡可能從模型中部順著長邊向兩側(cè)澆筑；第二，分段澆筑，主要應(yīng)用在厚度較小而長邊較長的情況，此時(shí)將混凝土長邊進(jìn)行相應(yīng)的劃分，當(dāng)下層澆筑完成一段之后，在返回澆筑一段上層，反復(fù)澆筑上下層，直到將整個(gè)混凝土工程澆筑完成；第三，斜面分層，主要應(yīng)用在長度較大而厚度相比于分段分層更小的模型，澆筑過程是從混凝土下端開始逐漸向上推移澆筑。

2.2 采取最佳方法澆筑

分層澆筑法具有能夠避免水熱聚集、減少溫度應(yīng)力以及降低蓄熱量等優(yōu)勢。通過對(duì)大量國內(nèi)外建筑實(shí)踐能夠看出，大體積混凝土采取分層澆筑法能夠顯著地減少裂縫的發(fā)生。但是這一方法也存在一定的缺陷，分層澆筑會(huì)使?jié)仓訑?shù)量增多，每層澆筑塊間均會(huì)存在不同程度的影響，從而使各個(gè)澆筑層間所存在的溫度應(yīng)力有所增加。

所以在采取分層澆筑法時(shí)必須要對(duì)其優(yōu)點(diǎn)與缺陷加以充分的考慮，通過對(duì)澆筑層厚度進(jìn)行合理的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)各層間存在的溫度應(yīng)力加以減小。除上述分層澆筑法以外，還有一種薄層澆筑法，該方法具有散熱效果好，而且能夠使最高溫升與內(nèi)外溫差最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)下降，但是也存在裂縫數(shù)量增加以及裂縫處理工作增加等缺陷。所以在實(shí)踐施工過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)上述兩種方法的優(yōu)勢與不足加以充分的考慮，最終選取和工程實(shí)際最符合的澆筑方法。

2.3 完善混凝土表面養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土出現(xiàn)裂縫常常是由于天氣溫度突變以及冬季溫度過低造成混凝土收縮導(dǎo)致的，所以要對(duì)混凝土表面進(jìn)行有效的表面養(yǎng)護(hù)。混凝土帶模養(yǎng)護(hù)過程中，要通過帶模包裹和噴淋灑水等措施實(shí)現(xiàn)保濕與養(yǎng)護(hù)，注意確保模板接縫位置不會(huì)因失水干燥。在拆模之后還應(yīng)繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行保濕直到規(guī)定時(shí)間。去除拆模之后要在混凝土潮濕時(shí)對(duì)其利用麻布或草簾等將裸露混凝土進(jìn)行覆蓋，再利用塑料布等將麻布或草簾等包裹進(jìn)行保濕。在包覆期間應(yīng)該保證包覆材料完好，并且搭接良好，塑料布表面具有凝結(jié)水珠。對(duì)于夏季溫度較高時(shí)，必須要保證對(duì)混凝土的降溫，避免出現(xiàn)高溫倒灌現(xiàn)象。通常情況下，對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間為澆筑完成后的12～18小時(shí)內(nèi)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，時(shí)間要超過28小時(shí)。

2.4 合理進(jìn)行混凝土拆模

為了保證能夠順利進(jìn)行混凝土拆模，要在混凝土澆筑24～28小時(shí)后將模板進(jìn)行輕微的松動(dòng)。如果混凝土尚在保養(yǎng)期間便要進(jìn)行拆模，此時(shí)要保證混凝土滿足如下兩個(gè)條件：第一，為混凝土強(qiáng)度在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%以上；第二，拆模后混凝土溫度降低不能超過9℃。當(dāng)滿足上述兩個(gè)條件時(shí)便可對(duì)混凝土實(shí)現(xiàn)拆模作業(yè)?；炷翝仓瓿芍?，內(nèi)外散熱速率如果不一致將會(huì)存在內(nèi)外溫差，致使混凝土間出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。所有拆模完成之后，尤其在冬季溫度較低時(shí)，要對(duì)混凝土進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)，避免出現(xiàn)裂縫。

3 結(jié)語

綜上所述，大體積混凝土作為建筑工程中的重要組成，在對(duì)其進(jìn)行施工過程中，必須要對(duì)澆筑溫度加以有效的控制，并對(duì)施工方法進(jìn)行合理的制定，這樣才能保證大體積混凝土澆筑的質(zhì)量，保障建筑使用的安全性。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷的提升，大型建筑建設(shè)將會(huì)越來越多，提高建筑質(zhì)量對(duì)于企業(yè)發(fā)展有著非常重要的作用。隨著企業(yè)聲譽(yù)逐漸的提高，將會(huì)參與到國際建筑建設(shè)，使我國國際影響力逐漸的提高，對(duì)建筑企業(yè)發(fā)展有著非常重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃增龍.橋梁承臺(tái)大體積混凝土澆筑施工及溫度控制[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（3）.

[2] 包純風(fēng)，王方遠(yuǎn)，牛海波.淺析大體積混凝土施工過程中的溫度控制措施[J].西部交通科技，2014，（10）.

[3] 李昌會(huì).析大體積混凝土施工中的溫度控制——以某工程為例[J].福建建材，2015，（1）.

[4] 王宗林，孫勇，李國棟.寒冷地區(qū)冬季施工大體積混凝土溫度控制[J].中外公路，2015，（5）.

[5] 龍燕.探討大體積混凝土施工的溫度控制措施[J].廣東建材，2014，（7）.

[6] 金毅勐，竹懷水，黃達(dá)海.嚴(yán)寒地區(qū)大體積混凝土低溫施工措施綜述[J].水利水電科技進(jìn)展，2013，（4）.

[7] 丁惠莉，秦家強(qiáng)，趙濤.大體積混凝土施工時(shí)溫度應(yīng)力控制方法探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，8（16）.

作者簡介：孫大偉（1982-），男，吉林長春人，中國葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司工程師，研究方向：混凝土溫控。

（責(zé)任編輯：小 燕）