大體積混凝土蓄水養護方法的應用

□文/張 軍

基于大體積混凝土水化熱溫度峰值在中心，在常用的養護方式中，內部降溫是最有效的方法。目前工程實踐中多以在混凝土表面覆蓋隔熱材料（如薄膜加防火草簾）為主，該方法一般只要按照施工方案嚴格執行，效果較好，但由于人為因素較多且計算時的假定往往同實際溫度變化存在差異，導致進場保溫材料準備不足或者有漏鋪、少鋪現象，致使混凝土產生裂縫。為此，在大體積混凝土施工中，逐漸嘗試用液態物質覆蓋混凝土表面的保溫養護方式，既滿足了養護需求，又可減少二次污染。

工程概況

天津燕趙大廈項目坐落在濱海新區中央商務區內，建筑總體造型呈菱形布局，占地0.6 hm2，總建筑面積5.2萬m2，地下2層為附建式人防工程，平時用于車庫及設備用房，地上25層為高檔公寓及5A級寫字樓，建筑高度99.75 m。該工程基礎底板呈較規則菱形，面積70.5 m×72.4 m，厚約為1.8 m，局部厚達2.5 m，混凝土總量約為12 250 m3，采用泵送商品混凝土C40S8，混凝土養護采用蓄水方式，測溫委托第三方進行。

蓄水深度估算

工程實踐中，保溫養護是根據熱交換原理，即依據每立方米混凝土在確定時間內，內部中心溫度達到表面溫度時釋放的熱量，等于此期間內混凝土散失到外界大氣中的熱量，確定保溫層厚度。在混凝土養護中，利用水的導熱系數較低，在其表面存蓄一定厚度的水，以達到一定的隔熱保溫性，減少混凝土內表與外界空氣的熱交換。實際計算中簡化了因底板厚度不同對計算結果的影響，按厚度最大值并根據GB 50496-2009《大體積混凝土施工規范》附錄中的公式計算混凝土在不同齡期時的里表溫度值，見表1。

表1 混凝土不同齡期里表溫度

將計算值代式（1）。

式中：hw——蓄水深度，m；

x——蓄水養護時間，h；

M——混凝土結構表面系數，m-1；

TMAX——混凝土計算最高溫度，℃；

T2——混凝土計算表面溫度，℃；

Kb——傳熱系數修正值；

λw——水的導熱系數，取0.58 W/（mg·K）；

TJ——混凝土澆筑溫度，℃；

mc——混凝土中膠合料用量，kg/m3；

Q——水泥28 d水化熱，kJ/kg。

計算得到蓄水厚度應在21～25 cm之間，即可保證混凝土里表溫差≯25℃并滿足規范要求。實踐中按最高計算結果蓄水并可根據實際測溫情況調整蓄水深度，以始終滿足GB 50496-2009的要求。

測溫點的布置和實測數據分析

項目測溫點按GB 50496-2009要求，平面布設11個位置，各位置垂直向又各布設5點，共計布設55點，見圖1和圖2。

圖1 測溫點垂直布置

圖2 測溫點平面布置

監控混凝土澆筑后的溫度變化情況。測溫過程中所得溫度值與計算結果基本吻合，溫度變化時間同假定基本一致。見表2。

表2 混凝土實測溫度

內部測溫自混凝土澆筑后12 h進行，連續測溫14 d。混凝土入模溫度28.4℃，平均環境溫度28.5℃，最高30℃，最低25℃；測溫點自澆筑后36 h后開始處于溫升階段，至澆筑完成后89 h達到最大值，各點最大平均值72.6℃，最大值73.3℃；至混凝土澆筑完成后330 h，各測溫點測得的混凝土里表溫度差絕大部分均位于25℃內，測得溫度最大平均值51.6℃，最大值53.8℃。

整個測溫期間混凝土里表溫差基本控制在25℃內，溫降速率平緩，指標符合規范要求。養護中期因養護水流失蒸發，導致水位降低，加快表面溫度的流失速度，造成里表溫差有所加大，最大值出現在澆筑后98 h時，達到26℃后及時采取措施增加蓄水深度，及時控制溫差，此后不斷調整蓄水深度，保證了里表溫差始終在控制范圍內。

總結

（1）實踐中可隨時根據實際情況調整蓄水深度，控制混凝土里表溫差，從而避免以材料準備不足或因人為因素導致的不利條件出現，進而無法有效控制混凝土里表溫差。

（2）蓄水時應事先在擬蓄水深度的基礎上提高5～10 cm，做好擋水墻，以免因滲漏導致蓄水深度不足，加快水體流動，加大熱交換；同時在蓄水后最好能及時在表層覆蓋薄膜，以免因風使水體波動。

（3）采用蓄水養護有效地解決了因人為因素及實際與估計不足之間的差異，導致的混凝土表面覆蓋不完全及覆蓋材料不足的可能。

（4）養護水作為可循環資源，可減少采用其他養護材料可能造成的環境污染和資源浪費并可節約一定資金成本。