某大橋墩身混凝土工程施工中的溫度控制

任廣華

河南路橋發(fā)展建設(shè)總公司

    對于大體積混凝土，日本建筑學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)(JASSS)規(guī)定：結(jié)構(gòu)斷面最小厚度80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25℃的混凝土稱大體積混凝土。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：最小斷面尺寸lm以上結(jié)構(gòu)，其尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的混凝土結(jié)構(gòu)。我國的大體積混凝土以往多用于水工結(jié)構(gòu)，一般多采用水化熱低的專用水泥、大壩水泥。混凝土等級低，而建筑工程大體積混凝土具有塊體較薄，體積較小，混凝土設(shè)計強(qiáng)度高，水泥用量多，水化熱大，結(jié)構(gòu)斷面內(nèi)配筋較多，且整體要求高等特征。因此，如何控制混凝土的內(nèi)外溫差，防止溫度變形而引起的裂縫是建筑工程大體積混凝土施工中的一個關(guān)鍵問題。筆者在所承建的某大橋墩身混凝土施工中采取了系列溫度控制措施，較好的解決了高標(biāo)號大體積混凝土工程施工中內(nèi)外溫差問題，防止溫度裂縫變形中所引起的裂縫問題。

1、工程概況

    該大橋墩身長為12.5m、寬為4.5m、高為5m、混凝土體積為506.25m³，混凝土設(shè)計強(qiáng)度為C40，機(jī)械拌制混凝土，連續(xù)澆筑，施工天氣為冬春交替季節(jié)，室外平均氣溫為11℃。所用材料：#525礦渣水泥，用量為395kg/m³；砂用量為622kg/m³；碎石用量為1263m³；水用量l70kg/m³．電廠Ⅱ級粉煤灰。用量為40kg/m³；高效復(fù)合肥減水劑，用量2.765kg/m³。由于此大橋墩身為大體積結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度高，且室內(nèi)外溫差較大，因此，控制在施工養(yǎng)生過程中混凝土的內(nèi)外涅差，成為關(guān)鍵問題。

2、溫控措施

    針對該工程混凝土設(shè)計標(biāo)號高，混凝土體積大、室外氣溫較低等特點，在整個施工養(yǎng)生過程中控制混凝土的內(nèi)外溫差方面，主要采取了如下措施：

    (1)采取了在墩身四周安裝鋼筋網(wǎng)片。

    (2)合理選擇混凝土配合比，本工程在混凝土配合比設(shè)計中，采用了水化熱低和安定性好的黃河牌525#礦渣硅酸鹽水泥，同時摻人了適量磨細(xì)的粉煤灰和緩凝減水劑，用粉煤灰代替部分水泥，減少了水泥用量，達(dá)到了降低水化熱的目的，又增加了混凝土的和易性。緩凝減水劑可以減少水的用量，延長水泥的初凝時間，滿足了混凝土高標(biāo)號且連續(xù)澆筑的要求，又可降低水化熱，推遲水化熱的峰值期。

    (3)控制砂石的含泥量，砂的含泥量<2％，石子含泥量<1％，選擇最佳骨料級配，增加混凝土的密實度，減少收縮徐變。

    (4)混凝土分層澆筑，減少分層厚度，加快混凝土散熱速度。

    (5)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)布置適量的溫控管道，通過不斷地循環(huán)冷水，從而吸收了混凝土中的水化熱量。冷卻水管使用前進(jìn)行試水，冷卻水應(yīng)在混凝土澆筑到冷卻水管標(biāo)高后立即進(jìn)行，但冷卻水與混凝土的溫差不宜太大，應(yīng)合理選用。冷卻管道水應(yīng)持續(xù)到混凝土澆筑完成后7天以 上，一般冷卻水管應(yīng)在每層混凝土中布設(shè)，深度均位于層厚的l/2處，水平問距為0.9m～1.Om。

    (6)針對室外氣溫較低，用草袋保溫覆蓋養(yǎng)生，并在側(cè)面采用了碘鎢燈照射保溫。

    (7)做好測量工作，針對該工程特點在五個區(qū)分別布置了5個溫度傳感器，測溫點設(shè)在混凝土底部、中部、混凝土表面溫度及室溫均采用常規(guī)溫度計測量，每2h～4h記錄一次，經(jīng)過14天的日夜監(jiān)測取得有關(guān)數(shù)據(jù)2243多個。

    從所測的數(shù)據(jù)以及溫度變化曲線可見，該混凝土基礎(chǔ)內(nèi)部最高溫度一般出現(xiàn)在1～3天內(nèi)，且隨厚度的增加，最高溫度持續(xù)的時間相對越長，7天左右混凝土內(nèi)部最高溫度與表面溫度基本接近，l4d前后混凝土內(nèi)外溫差基本平衡，自始自終測區(qū)內(nèi)外溫差均未超過25％。

    通過對比，混凝土施工過程中內(nèi)部最高溫度、表面溫度的理論值和實測值十分接近，且滿足混凝土的內(nèi)部溫度與表面溫度以及表面溫度與環(huán)境溫度之差均不超過25℃的要求，由此可推測墩身內(nèi)部不會出現(xiàn)溫度裂縫。

3、結(jié)論

    只有認(rèn)識了大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的原因，才能采取正確有效的預(yù)防措施，防止由溫度變化而產(chǎn)生內(nèi)部裂縫，使大體積結(jié)構(gòu)物均勻受力，消除工程隱患，杜絕內(nèi)裂縫產(chǎn)生而出現(xiàn)質(zhì)量事故的發(fā)生。通過本工程的實踐，探討大體積高標(biāo)號混凝土施工過程的溫控措施，并經(jīng)理論計算和現(xiàn)場實際測試證明是切實可行的，可供類似大體積高標(biāo)號混凝土工程溫控時參考。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)