水利工程大體積混凝土施工溫度監(jiān)測(cè)及施工質(zhì)量控制措施

楊得萍

（江門市水電有限公司）

隨著水利工程中大體積混凝土的廣泛運(yùn)用，其施工過程中裂紋問題逐漸凸顯并引起人們的廣泛關(guān)注，做好施過過程混凝土溫度監(jiān)測(cè)，對(duì)保障工程質(zhì)量具有重大意義。因此，必須要認(rèn)識(shí)到水利工程中大體積混凝土溫度和質(zhì)量監(jiān)控的重要性，做好大體積混凝土的澆筑養(yǎng)護(hù)工作，降低施工過程中的質(zhì)量問題，才能有效保證水利工程中大體積混凝土預(yù)期功能的長效發(fā)揮。

1 水利工程中大體積混凝土的質(zhì)量通病

水利工程大體積混凝土的結(jié)構(gòu)整體性要求比較高，整體澆筑不能留施工縫，這樣才可以大大降低工程實(shí)踐中大體積混凝土施工冷縫問題。目前水利工程大體積混凝土的主要質(zhì)量問題有：①泌水現(xiàn)象，這一問題會(huì)降低混凝土強(qiáng)度，出現(xiàn)脫皮、起砂等不良現(xiàn)象，這是因?yàn)樯?、下澆筑層施工的間隔時(shí)間長，使得分層之間產(chǎn)生了泌水層；②混凝土表面水泥漿過厚，這是因?yàn)榇篌w積混凝土量非常大，其輸送是運(yùn)用泵進(jìn)行的；③早期溫度裂縫，混凝土澆筑后會(huì)造成早期內(nèi)外溫度差過大的問題，所以此時(shí)大體積混凝土?xí)霈F(xiàn)溫度裂縫，即表面裂縫和貫穿性裂縫。其中表面裂縫是因?yàn)槠潴w積大，澆筑后加大了水泥的水化熱量，使得內(nèi)部的水化熱聚集散發(fā)困難，明顯增加了混凝土內(nèi)部的溫度。但是因?yàn)槠浔砻嫔彷^快，所以內(nèi)外形成了較大溫差，使得其表面產(chǎn)生了拉應(yīng)力，混凝土的早期抗拉強(qiáng)度低，這樣的拉應(yīng)力就出現(xiàn)了裂縫。通常這一溫差在表面處較大，在接近表面的范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)裂縫，但是表面層以下結(jié)構(gòu)沒有受到影響。而貫穿性裂縫與其結(jié)構(gòu)溫差有關(guān)，在約束地基上澆筑大體積混凝土?xí)r，拉應(yīng)力超過了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，而沒有做好特殊措施來取消約束，對(duì)于約束接觸處產(chǎn)生的裂縫就會(huì)對(duì)整個(gè)表面都產(chǎn)生裂縫。

2 水利工程大體積混凝土施工溫度監(jiān)測(cè)

2.1 冷卻管比選

在水利工程大體積混凝土施工中，普通鋼管不夠經(jīng)濟(jì)，重量輕，操作方便，所以普通鋼管可以用專用聲測(cè)管代替。而且專用聲測(cè)管的壁厚小，可以更好的傳遞熱量，快速的進(jìn)行循環(huán)降溫。聲測(cè)管運(yùn)用了液壓接頭，通過直通接頭或彎頭來將兩根聲測(cè)管對(duì)接壓緊[1]。但是聲測(cè)管也有很多缺點(diǎn)，比如直通接頭和彎頭需要很多，不容易發(fā)生變形，在一段距離后加固需要運(yùn)用定位鋼筋，加強(qiáng)澆筑振搗混凝土過程的保護(hù)。布置冷卻水管時(shí)可以運(yùn)用四進(jìn)四出的設(shè)置，通過各層的獨(dú)立循環(huán)，循環(huán)冷卻水管要每隔1m布置一層在離承臺(tái)底0.5m沿承臺(tái)高度方向，其中冷卻水管的間距為2.4m左右，上下層間可以相互錯(cuò)開1.2m。對(duì)于澆筑到每一層的冷卻水管高度的混凝土，要進(jìn)行通水循環(huán)，保證芯部混凝土與表層混凝土之間、表層混凝土與環(huán)境之間的溫差在小于15℃。安裝完畢冷卻水管后，為了避免混凝土澆筑過程中發(fā)生漏漿堵管和通水過程漏水的現(xiàn)象，通常都要事先進(jìn)行試通水。布置測(cè)溫元件時(shí)，要沿中心線布置其測(cè)溫線，測(cè)試區(qū)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置范圍為承臺(tái)平面圖對(duì)稱軸線的半軸線范圍，并按平面進(jìn)行分層布置。而布置承臺(tái)測(cè)溫線時(shí)，要保證在承臺(tái)軸線上設(shè)置測(cè)溫線探頭，保證可以監(jiān)測(cè)到埋深的各層混凝土溫度。同時(shí)不能將測(cè)溫線的探頭與承臺(tái)鋼筋接觸，這樣金屬探頭才不容易被破壞，后續(xù)測(cè)溫的效果也不會(huì)受到影響。通常不會(huì)在承臺(tái)里面懸空設(shè)置測(cè)溫線探頭，一般會(huì)在承臺(tái)鋼筋上用扎絲進(jìn)行固定，但是扎絲不能綁扎苔緊，這樣在澆筑混凝土?xí)r探頭才不會(huì)被沖斷或沖壞。

2.2 混凝土澆筑

整體分層連續(xù)澆筑施工或推移式連續(xù)澆筑施工主要應(yīng)用在大體積混凝土施工中，在澆筑混凝土前，根據(jù)混凝土配合比做好事先的試配，對(duì)混凝土的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行檢查。其通水循環(huán)要在混凝土澆筑到每一層冷卻管后開始，此時(shí)混凝土的溫峰有效消減，這就是內(nèi)散工藝。澆筑完畢混凝土后，在承臺(tái)表面要及時(shí)進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，保證蓄水深度為15～30cm，此時(shí)混凝土表面溫度散失會(huì)推遲，蓄水時(shí)要運(yùn)用冷卻管出水口進(jìn)行熱水排放，這樣才能減小承臺(tái)的內(nèi)外溫差，即外蓄工藝。養(yǎng)護(hù)大體積混凝土要保證其滿足溫度和濕度條件，通過保溫養(yǎng)護(hù)混凝土表面的熱擴(kuò)散會(huì)減少，其混凝土表面的溫度梯度也會(huì)減小，降低表面裂縫產(chǎn)生的可能性。而且其還可以延長散熱時(shí)間，充分發(fā)揮混凝土的潛力和材料的松弛特性，使得混凝土的平均總溫差的拉應(yīng)力比混凝土抗拉強(qiáng)度小，這樣貫穿裂縫也會(huì)大大減少。而保濕養(yǎng)護(hù)混凝土是為了提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度，因?yàn)槌睗駰l件下混凝土可以保證水泥水化作用的順利進(jìn)行。對(duì)于剛澆筑不久的混凝土，其還未完全凝固硬化，水化速度快，如果可以提供適宜的潮濕條件，混凝土表面就不容易出現(xiàn)脫水，干縮裂縫的可能性比較小。

2.3 溫度監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)

在監(jiān)測(cè)大體積混凝土的溫度時(shí)，要將測(cè)溫線與儀器配套起來使用，因?yàn)闇y(cè)溫線的規(guī)格不同，選擇測(cè)溫線長度要根據(jù)承臺(tái)的尺寸進(jìn)行。澆筑完成承臺(tái)混凝土后，要每天觀測(cè)其養(yǎng)護(hù)期的情況，通常在第一天要觀測(cè)兩次，其后可以兩小時(shí)觀測(cè)一次，對(duì)環(huán)境溫度和測(cè)溫時(shí)間進(jìn)行記錄，并在多次測(cè)量后對(duì)數(shù)值變化不大的數(shù)值進(jìn)行記錄。在測(cè)溫結(jié)束后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總，并根據(jù)溫度變化進(jìn)行曲線繪制[2]。

3 水利工程大體積混凝土施工質(zhì)量控制

3.1 制定合適的澆筑方案

大體積混凝土的澆筑方案主要有三種：全面分層、分段分層和斜面分層。在澆筑大體積比較厚的混凝土?xí)r，最好進(jìn)行分層澆筑，這樣才能保證結(jié)構(gòu)的整體性和施工的連續(xù)性，上層混凝土澆筑最好在下層的混凝土初凝前完成。通常大體積混凝土的澆筑方案要考慮多方面的因素，比如整體性要求、結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密和混凝土供應(yīng)等。

3.2 振搗混凝土

振搗混凝土要運(yùn)用振搗棒進(jìn)行振搗，通常二次振搗要在混凝土初凝前完成，對(duì)于混凝土泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙要進(jìn)行排除，這樣混凝土與鋼筋的握裹力才會(huì)大大提高。而且在沉落作用下混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫，出現(xiàn)內(nèi)部微裂的情況，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度，所以其抗裂性也有所提高[3]。

3.3 養(yǎng)護(hù)混凝土

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)方法有兩種，即使保溫法和保濕法。通常在澆筑完畢大體積混凝土后，在12h內(nèi)要做好覆蓋和澆水工作，這樣才能保證新澆筑混凝土的硬化條件，其早期也不會(huì)因?yàn)楦煽s產(chǎn)生裂縫。對(duì)于普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間比較長，在14d以上，而礦渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土在21d以上。

3.4 控制大體積混凝土裂縫

在大體積混凝土裂縫控制中，低水熱化的礦渣水泥拌制混凝土可以優(yōu)先使用，水灰比可以適當(dāng)降低，這樣不僅減少了水泥用量，也保證了混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的等級(jí)?；炷羶?nèi)外的溫差要做好控制，保證在無設(shè)計(jì)要求下混凝土的入模溫度不超過25℃。而且也要做好混凝土覆蓋保溫、保濕材料的管理，在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，運(yùn)用循環(huán)冷卻水對(duì)混凝土水化熱溫度進(jìn)行強(qiáng)制降低。

4 結(jié)語

隨著我國水利工程的大規(guī)模建設(shè)，工程的質(zhì)量和外觀要求越來越高，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成為當(dāng)前主要工程結(jié)構(gòu)。對(duì)于水利工程中大體積混凝土運(yùn)用出現(xiàn)的主要問題，必須要做好質(zhì)量管理，通過溫度監(jiān)測(cè)和施工養(yǎng)護(hù)等各個(gè)方面進(jìn)行控制，這樣才能有效提高水利工程大體積混凝土的施工質(zhì)量。