橋梁大體積混凝土施工中的溫控方案與技術(shù)

張伯宏

中交第三航務(wù)工程局有限公司南京分公司

1 大體積混凝土施工時裂縫產(chǎn)生的主要原因

在澆筑時，水泥會產(chǎn)生水化熱，而且混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有較強(qiáng)的封閉性，所以內(nèi)部的熱量不能及時的散發(fā)出去，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度上升迅速，最終導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)較為明顯的膨脹或者收縮現(xiàn)象。在初期澆筑的時候，因為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和散熱水平有限，所以不能有效的約束混凝土內(nèi)部的溫度，隨著施工的繼續(xù)，混凝土的強(qiáng)度也會增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的約束也越來越大，導(dǎo)致混凝土的拉伸應(yīng)力變大，一旦超過極限抗拉強(qiáng)度就會因溫度變化產(chǎn)生裂縫。除此之外，外界溫度的變化也會使混凝土的冷卻速度發(fā)生變化，影響混凝土的強(qiáng)度。

2 對溫控方案進(jìn)行設(shè)計

2.1 原材料的準(zhǔn)備過程

（1）水泥。在大體積混凝土施工中使用的水泥一般為礦渣硅酸鹽水泥，因為其可以使水化熱得到有效的緩解，與此同時，在混凝土凝結(jié)的過程中，使用礦渣硅酸鹽水泥還可以使水化熱現(xiàn)象得到有效控制；（2）骨料。大體積混凝土施工時針片狀含量應(yīng)控制在10%以內(nèi)，對應(yīng)含泥量也應(yīng)該控制在1%的范圍內(nèi)；中砂材料也應(yīng)該選擇質(zhì)量較高的材料，且應(yīng)該將細(xì)度模量控制在2.3～3.0之內(nèi)，其對應(yīng)的含泥量也應(yīng)該小于2%；（3）外加劑。外加劑應(yīng)該選擇性能較高的減水劑，在拌合混凝土的時候應(yīng)該使用合理的配比，從而使混凝土初凝的時間得到延長，也可以使水泥水化熱的時間得到延長；（4）配合比。本項目的施工時間為夏季，所以在施工之前應(yīng)該進(jìn)行試配，找到最合適的配合比。

由于種種原因的影響，會使原材料在稱量的過程中出現(xiàn)不同程度的誤差，因此為了使混凝土的質(zhì)量得到控制，拌合樓應(yīng)該控制各材料的誤差。

2.2 對混凝土進(jìn)行拌制

在混凝土拌制之前，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照配合比對原材料進(jìn)行稱取，并將稱量誤差控制在合理的范圍之內(nèi)，施工時應(yīng)該選擇質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)行施工，同時還應(yīng)該嚴(yán)格控制拌合時間。主要做法如下：

（1）拌和的施工工藝?；炷恋陌韬鲜┕すに囍饕妶D1。

圖1 混凝土拌合工藝

（2）混凝土拌合的時候需要注意的事項。在拌合之前應(yīng)該進(jìn)行熱工計算，隨后經(jīng)過試拌對骨料以及水的極限溫度值進(jìn)行測定，在實際的拌合過程中，應(yīng)該使用冷卻水控制溫度，同時還應(yīng)該控制水泥的溫度，水泥溫度低于40℃的時候才能投入到攪拌機(jī)中，使拌和質(zhì)量得到控制。

2.3 對混凝土澆筑技術(shù)進(jìn)行控制

為了使混凝土的運(yùn)輸效率得到提高，施工人員應(yīng)該使用地泵進(jìn)行運(yùn)輸，同時配合滑槽結(jié)構(gòu)提升運(yùn)輸效率。

混凝土在入模之前，試驗人員應(yīng)該檢測坍落度、溫度等相應(yīng)的指標(biāo)，在對其進(jìn)行澆筑的時候，應(yīng)該控制混凝土的自由傾落度不超過2m，一旦大于2m，施工人員就應(yīng)該使用漏斗以及滑槽輔助運(yùn)輸。

為了使大體積混凝土開裂現(xiàn)象得到緩解，在進(jìn)行澆筑之前，施工人員應(yīng)該使用降溫防裂措施對其進(jìn)行處理。處理方法主要有設(shè)置循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和搭設(shè)遮陽棚。圖2為本工程四、五層主橋拱座冷卻管的設(shè)計布置圖。

圖2 主橋四、五層拱座冷卻水管布置圖（單位：mm）

在施工的時候使用的方法為分層連續(xù)澆筑法，每層的厚度不應(yīng)該超過30cm，為了確定每層的澆筑間隔時間，施工人員應(yīng)該以初凝時間為依據(jù)，確保澆筑的質(zhì)量。澆筑的施工應(yīng)該使用水平分層法，澆筑完成后施工人員為了提高密實度還應(yīng)該對其進(jìn)行振搗處理。在澆筑完成后，施工人員應(yīng)該保障循環(huán)冷卻管完全覆蓋該澆筑層，再進(jìn)行通水試驗。在施工的時候，施工人員應(yīng)該對冷卻管進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并實時監(jiān)控管中的水溫，確保管道的內(nèi)外溫差小于25℃，確保施工的質(zhì)量。

3 對大體積混凝土進(jìn)行溫控的主要技術(shù)

3.1 控制混凝土入模時溫度的主要措施

混凝土入模時溫度的影響因素主要有：第一，運(yùn)輸混凝土過程中產(chǎn)生的升溫現(xiàn)象；第二，混凝土生產(chǎn)時原材料的溫度。所以為了對混凝土入模溫度進(jìn)行控制，施工人員應(yīng)該對材料出機(jī)的溫度和材料運(yùn)輸中的升溫速度進(jìn)行控制，使其符合施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要做法有：（1）為了控制原材料的溫度可以采取原材料提前入場、罐體淋水以及料倉噴霧方式對其進(jìn)行處理；（2）施工的時候，施工人員應(yīng)該將頂棚覆蓋在骨料的上料區(qū)和存儲區(qū)，防止混凝土在高溫下進(jìn)行施工，為了存儲拌合用水，施工人員還應(yīng)該在水池上加蓋頂棚，除此之外，為了使混凝土的出機(jī)溫度得到控制，施工人員還應(yīng)該降低拌合物的溫度；（3）控制泵送以及混凝土運(yùn)輸過程中的升溫速度，在施工的時候，可以使用刷白混凝土罐體和罐車、拖泵遮陽以及泵送澆筑等措施對其進(jìn)行處理。

3.2 對原材料的溫度進(jìn)行控制

（1）為了防止陽光直曬應(yīng)該搭設(shè)料棚；（2）為了控制料棚內(nèi)部溫度的上升速度，應(yīng)該將噴水系統(tǒng)安裝在料棚頂部，對骨料進(jìn)行噴霧處理；（3）對棚內(nèi)的混凝土砂石料數(shù)量進(jìn)行控制，保證其堆存時間大于3天，使熱交換的質(zhì)量得到保障。

3.3 采取低溫水措施保障施工質(zhì)量

當(dāng)施工時段為夏天的時候，施工單位應(yīng)該避免在中午高溫環(huán)境下進(jìn)行施工，在拌合混凝土的時候應(yīng)該使用低溫水，為了使拌合物的溫度降低，施工人員還應(yīng)該在蓄水池上加蓋，防止其被陽光直曬而升溫，進(jìn)而降低拌合的溫度，保證施工的質(zhì)量。

3.4 對泵送和運(yùn)輸混凝土過程中的溫度進(jìn)行控制

在運(yùn)輸混凝土的過程中，應(yīng)該對攪拌車罐體的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，在確定攪拌車的數(shù)量時，應(yīng)該以澆筑的速度為基礎(chǔ)，減少施工的銜接時間。為了防止泵送過程中被陽光直曬，施工人員應(yīng)該對輸送泵管道進(jìn)行包裹，包裹的材料應(yīng)該選擇高吸水性的海綿。

3.5 溫度檢測的控制措施

在監(jiān)控大體積混凝土的溫度的時候，為了使結(jié)果更準(zhǔn)確，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格布置溫度檢測點(diǎn)，按照從底到中最后表面的順序進(jìn)行布置。在對平面的溫度測點(diǎn)進(jìn)行布置的時候，應(yīng)該保證各個測點(diǎn)之間的距離不大于5米，在對混凝土內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)測的時候，一般選用預(yù)留孔洞的方式，并將監(jiān)測點(diǎn)布置在每個測溫孔中。使用的測量工具一般為半導(dǎo)體液晶顯示溫度計，在對溫度進(jìn)行測量的時候，施工人員應(yīng)該時刻關(guān)注溫度的變化，當(dāng)混凝土的溫度開始升高且溫差大于23℃的時候，施工人員應(yīng)該采用相應(yīng)的措施，降低混凝土的溫度；如果混凝土的溫度在降低且溫差大于25℃的時候，施工人員應(yīng)該對其進(jìn)行保溫處理，減少溫度的變化。對混凝土溫度檢測技術(shù)進(jìn)行控制，可以更準(zhǔn)確地了解混凝土溫度的實時變化情況，幫助施工人員作出準(zhǔn)確的判斷。

3.6 澆筑混凝土過程中的注意事項

（1）在澆筑的時候，應(yīng)該將現(xiàn)場溫度控制在28℃以下，夏天的時候為了確保澆筑時的溫度，應(yīng)該選擇在傍晚或者凌晨進(jìn)行施工；（2）在施工之前，施工人員應(yīng)該清理模板，減少內(nèi)部雜物，還應(yīng)該對模板進(jìn)行噴水處理，使施工溫度得以降低；（3）在澆筑的時候，施工人員應(yīng)該對澆筑層的厚度進(jìn)行控制，使其散熱效果得到提高，從而減少裂縫的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

綜上所述，施工人員應(yīng)該對施工的各個環(huán)節(jié)都進(jìn)行溫度控制，并對溫度進(jìn)行實時的測量，為了使混凝土的溫度得到控制，施工人員還應(yīng)該采用冷卻水管、裹覆海綿以及搭設(shè)遮陽棚等方式對其進(jìn)行處理，使大體積混凝土的施工質(zhì)量得到保障。