大體積混凝土水化熱施工控制

摘要：本文以杭長高鐵某特大橋連續梁主墩承臺澆筑混凝土溫度控制為實例，針對承臺大體積混凝土水化熱控制過程存在中心溫度偏高，中心溫度與表面溫度之差偏大，中心溫度降溫效果不夠等情況進行分析。針對性提出了預埋降溫水管，混凝土配合比，混凝土表面保溫等存在的問題和大體積混凝土水化熱的特性現以著重在優化混凝土配合比、混凝土生產及運輸過程的降溫措施及保溫保濕養護方面的施工控制措施。"

關鍵詞：大體積混凝土、水化熱、溫度控制措施。

引言

隨著高速鐵路的發展，對橋梁結構的設計和施工都提出了更高的要求。長大跨度橋梁的承臺結構的顯著特點是結構尺寸大混凝土方量增加。大體積混凝土水化熱的問題也越來越引起人們的重視。大體積混凝土在強度上升的水化熱階段會產生大量的熱量，由于混凝土傳熱性能差，內部水化熱量不易散發，對承臺這種結構，會形成橫截面上溫度梯度和混凝土外層與周圍環境的溫差， 以及承臺混凝土自身升降溫前后較大的溫度梯度。如溫控不合理，將會產生早期溫度裂縫，還會因水化熱溫升過高導致混凝土后期強度的損失。所以提出幾種大體積混凝土水化熱控制的有效措施，并在施工中實際檢驗了這些措施的實用性和有效性。

一、水化熱控制方案

1、混凝土配合比優化

大體積混凝土由于施工方量大，使用的水泥用量會大大增加。在保證混凝土強度的同時采用“三摻”配比方案即加大摻入粉煤灰、礦粉用以減少水泥用量降低水灰比減少水化熱并配合使用緩凝減水性外加劑。

通過計算和混凝土水化熱的特性曲線，優化的混凝土配合比的大體積混凝土在3天齡期的內部溫度達到67.3℃，符合混凝土結構技術規程CECS104:99的混凝土內部最高溫度不宜大于75℃的規定。"

根據上述計算可知，如果能夠將混凝土入模溫控制40℃以下，3～7天內混凝土水化熱中心溫度最高達到67.3℃，那么混凝土澆筑過程中，可以通過控制混凝土內部中心點溫度與表面溫度差值、表面溫度與大氣溫度差值不大于25℃防止發生內外溫度差過大形成溫度應力產生裂縫，以滿足規范要求。

2、混凝土生產、運輸過程中的降溫措施，確保混凝土入模時的溫度在30℃以下，為此應嚴格控制混凝土的原料溫度。水泥的溫度控制在50℃以內，粗骨料溫度不超過30℃、細骨料溫度不超過32℃、粉煤灰和礦粉溫度不超過35℃、拌合用水應控制在6℃以下。對混凝土拌合站的骨料存放區搭設防曬棚并提前對骨料噴淋灑水，降低骨料的溫度進而降低入模溫度;混凝土拌制時適當使用緩凝減水劑延長混凝土的初凝時間，將初凝時間調整到10～14小時，延緩水化熱峰，從而降低混凝土的內部溫度;中午等高溫時段通過采用流動深層水、深井低溫地下水、冷卻水、冰水攪拌，控制混凝土入模溫度。

3、混凝土澆筑過程中的降溫措施

混凝土輸送管用濕土工布覆蓋，并不斷淋水澆濕土工布，以減少混凝土坍落度在輸送管內的損失和降低混凝土入模溫度;跨路主墩承臺其總混凝土量達到1500立方米，混凝土輸送應盡量減少輸送管的長度，采用斜面分層澆筑方式、臺階式推進的方式澆筑混凝土，在保證不出現冷縫的情況下減少每層混凝土澆筑的厚度，每層厚度不宜大于30CM以加快熱量散發并使溫度分部均勻，以便在澆注過程使水化熱充分散失，降低后期水化熱。

4、采取保溫保濕養護方法，有效控制溫差變化

混凝土終凝后對混凝土表面采取塑料薄膜覆蓋使混凝土表面水分不會散失及上蓋多層泡沫板和干土工布對混凝土表面保溫覆蓋，取代原來的濕土工布覆面保濕養護的方法。采用每4小時測溫一次，連續測溫7天的方法監控混凝土溫度。當混凝土中心溫度超過表面溫度25℃，繼續覆蓋兩層土工布并面罩一層塑料薄膜，確保混凝土中心溫度與表面溫度差值不超過25℃。根據混凝土理論和以往經驗，混凝土澆筑三天后開始降溫，但必須繼續采用上述措施，確保日降溫不致過快，應控制在日降溫不大于5℃。承臺側面，模板拆除前帶模淋水養護，模板拆除后，采用包裹一層塑料薄膜確保混凝土表面水分不會散失，再用多層泡沫板和干土工布對混凝土表面保溫覆蓋，外圍一層編織布固定土工布，確保承臺混凝土側邊保溫保濕。測溫點的間隔4米縱橫布置利用預埋電子測溫計測量混凝土內部中心點溫度、表面溫度混凝土表面下50mm、100mm、大氣溫度，準確掌握溫度差值，及時采取措施。同是結合氣象臺提供的未來3天內的天氣情況，避開高溫時段施工。

5、循環水管散熱措施

在承臺安裝鋼筋后期，安裝直徑50的鋼循環水管，以混凝土中心范圍水管間距不大于4米構成一個循環系統。承臺混凝土施工關鍵是控制混凝土內部中心溫度與表面溫度溫度差值不大25℃，而采取混凝土配合比優化、混凝土生產、運輸和澆筑過程中的降溫措施以及采取保溫保濕養護方法等措施是本工程施工控制的主要措施，能有效控制溫差變化;采用循環水管僅作為輔助混凝土內部進行水冷散熱作用，如采用前四項措施未能令混凝土中心溫度與表面溫度差值小于25℃，又或者混凝土中心溫度過高(如超過75℃)時使用。使用時，須將混凝土測溫增加到每1小時測溫一次，當溫度受到控制時，可減少水冷至停止，以免降溫過快。

二、結束語

上述措施對跨路主墩承臺實施后，經對澆筑完成后的混凝土進行每4小時測溫一次連續7天的溫度檢測。跨路主墩承臺混凝土的中心溫度沒有大于75℃的記錄，中心溫度與其表層溫度之差均不超過25攝氏度。經由上述承臺的控制水化熱措施的檢驗，可以對施工現場大體積混凝土澆筑引起的水化熱起到很好的控制保證了結構物的施工質量。