浅谈大体积混凝土施工的温控措施

浅谈大体积混凝土施工的温控措施

作者：刘勇

来源：《城市建设理论研究》2013年第03期

摘要：作为桥梁结构体系中相当重要的组成部分之一，大体积混凝土施工一直以来都是整个工程施工过程中最为重要的关键环节，而为防止砼开裂所采取的温控措施则是大体积砼施工的重中之重。因此，为了确保大体积混凝土工作的施工质量，有必要针对桥梁施工中大体积混凝土的温控措施进行研究。本文介绍了马鞍山长江公路大桥中塔承台大体积砼施工中所采取的温控措施，以供参考。 关键词：大体积砼温控措施

中图分类号：TV544+.91文献标识码： A 文章编号： 引言：

马鞍山长江公路大桥左汊主桥中塔承台为带切角的矩形，平面尺寸80.2m×43.0m，承台厚7 m。承台混凝土强度等级为C40，抗渗等级为S10；承台方量为23147 m3。左汊主桥中塔承台为大体积混凝土结构。由于水泥水化过程中产生的水化热，使浇筑后初期混凝土内部温度急剧上升，引起混凝土膨胀变形，而此时混凝土的弹性模量很小，因此，升温引起受基础约束的膨胀变形产生的压应力很小。随着温度逐渐降低混凝土产生收缩变形，但此时混凝土弹性模量较大，降温引起的变形受基础约束会产生相当大的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝，对混凝土结构产生不同程度的危害。此外，在混凝土内部温度较高时，外部环境温度较低或气温骤降期间，内表温差过大在混凝土表面也会产生较大的拉应力而出现表面裂缝。为保证混凝土施工质量，避免产生温度裂缝，确保大桥的使用寿命和运行安全，对左汊主桥中塔承台大体积混凝土进行了温度场及应力场仿真计算，根据计算结果制定了承台不出现有害温度裂缝的温控标准，并制定了相应的温控措施。 一、温控控制标准 1、混凝土温度控制原则

1）尽量降低混凝土温升、延缓最高温度出现时间； 2）降低降温速率；

3）降低混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面和气温之间温差。

2、温控标准

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温度控制的方法需根据气温（季节）、混凝土内部温度、结构尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件确定。根据本工程的实际情况，制定如下温控标准： 1）混凝土最大水化热温升≤45.9℃； 2）最大内表温差≤25℃；

3） 冬季混凝土表面温度与气温之差≥20℃，混凝土表面养护水温度与混凝土表面温度之差≤15℃；

4）允许混凝土最大降温速率≤2.0℃／d 。 二、温控措施

1、混凝土原材料优选选择及质量控制

合理选择混凝土原材料。择级配良好的砂、石料、性能优良的缓凝高效减水剂，选用低水化热的矿渣水泥掺加高品质的粉煤灰，是大体积混凝土温控施工的有效措施。 2、优化混凝土配合比，降低水化热温升

优化混凝土配合比，配合比设计应在规范允许范围内尽量掺加粉煤灰等矿物掺合料，以减少水泥用量，大掺量矿物掺合料与高性能外加剂双掺，能有效降低混凝土的水化热放缓放热速率，提高工作性，这些对大体积混凝土桥梁承台混凝土工程是很有必要的。承台混凝土的工作性、力学性能和抗渗性表现较好，C1含量和碱含量都较低，满足设计要求和温控要求，干燥收缩率较小，抗裂性好，水化热较小，承台混凝土绝热温升控制在46℃以内。混凝土具有良好的粘聚性，不离析、不泌水，初始坍落度控制在18-20cm，初凝时间不小于38h。

降低混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要。相同混凝土，入模温度高的温升值要比入模温度低的大许多。混凝土的入模温度应视气温而调整。在混凝土浇筑之前，通过测量水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度，可以估算浇筑温度。若浇筑温度不在控制要求内，则应采取相应措施。

3、对混凝土施工的一般要求

为确保大体积混凝土施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂能力，必须加强对混凝土每一环节的施工控制，现场人员从混凝土的拌合、运输、浇筑、振捣到养护保温整个过程实行有效监控。混凝土施工严格按照《水工混凝土施工技术规范》进行。 4、埋设冷却水管及其要求

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1）水管位置

根据混凝土内部温度分布特征，在承台混凝土内布设8层冷却水管，冷却水管为φ32mm的薄壁钢管，其水平间距为1m，冷却水管距混凝土侧面应大于0.8m，每根冷却水管长度不宜超过200m，冷却水管进水口应集中布置，以利于统一管理。承台冷却水管布置示意图附后。 2）冷却水管使用及其控制

（1）冷却水管使用前应进行压水试验，防止管道漏水、阻水；

（2）混凝土浇筑到各层冷却水管标高后即开始通水，各层混凝土峰值过后停止通水，通水流量应大于20L/min；

（3）为防止上层混凝土浇筑后下层混凝土温度的回升，采取二次通水冷却，通水时间根据测温结果确定；

（4）控制进出水温度，合理取水，冬季不应低于10℃，可与冷却水出水混合提高温度。 （5）待通水冷却全部结束后，采用同标号水泥浆或砂浆封堵冷却水管。 5、保温、养护

混凝土养护包括湿度和温度两个方面。

结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护，因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。

湿养护时间应视混凝土材料的不同组成和具体环境条件而定。养护对混凝土强度正常增长及减少收缩裂缝具有重要意义，因此现场监控要特别重视承台混凝土的保温、养护。承台混凝土终凝后用中膜覆盖承台顶面，然后用土工布或麻袋覆盖承台顶面，与此同时还应采取洒水养护，承台顶面尽量采取蓄水养护。养护对混凝土强度正常增长及减少收缩裂缝具有重要意义，因此施工中必须重视混凝土的养护工作，防止混凝土出现裂缝。也可在承台浇筑完后在承台顶面回填砂土，以减小混凝土内表温差。推迟拆模时间。承台混凝土根据监控需要保温、保湿时间不低于30天。

三、结语马鞍山桥中塔承台分两次浇筑，每次3.5米，砼11500方，由于措施得当，砼均未出现裂纹。由此可以看出，对于桥梁结构中大体积混凝土的施工而言，必须首先对原材料的质量进行控制，还应通过科学的施工技术来对混凝土的浇筑温度进行有效的控制，除此之外，还应注意进一步加强大体积混凝土的养护工作，这样方可确保大体积混凝土的施工质量。参考文献[1] 周建亮，刘志国.超大体积混凝土施工技术例析——以青岛市开发区国际贸易中心为例[J].青岛理工大学学报，2010，（01）.

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［2］张瑞文.高层建筑基础筏板大体积砼施工裂缝控制[J].科技资讯,2010, (28). ［3］毕佳,严松源.大体积混凝土施工中温度裂缝的控制[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2000, (05). ［4］张磊,鲁企造.浅谈大体积混凝土浇筑的主要措施[J].科技资讯,2007, (20).