橋梁工程大體積混凝土溫度控制研究

譚培強

（湖南長沙　410000）

橋梁工程大體積混凝土溫度控制研究

譚培強

（湖南長沙410000）

隨著社會經濟體制的不斷發展，橋梁建設在推動國家、地方經濟發展方面起到重要的促進作用，全國各地橋梁建設數量與日增加。此外，橋梁建設質量的高低直接影響到日后的安全運行，故而加強橋梁建設施工質量具有重要的實際意義。因此，本文針對橋梁大體積混凝土的施工溫度與裂縫控制做了研究，并提出建議。

橋梁工程；大體積；混凝土；溫度控制

引言

近年來，大體積高性能混凝土基礎在橋梁工程中的應用越來越廣泛。在大體積混凝土的施工過程中，經常會遇到的問題為混凝土的開裂，因此為確保混凝土的施工質量，需要根據工程的具體情況制定科學合理的溫度控制措施。在大體積混凝土的施工過程中，應嚴格根據施工工藝和質量控制要求進行施工。在施工過程中，建筑施工單位一定要對工程項目進行嚴格的質量把關，做好施工原材料的選擇、拌合混合料配合比的確定、混凝土內部以及表面溫度的測量、降溫和養護等方面質量工作，只有這樣才能將橋梁大體積混凝土的內外溫差控制在設計及規范允許范圍之內，防止由其引起的裂縫發生。

1　施工原材料的選擇

1.1水泥

選擇高強低水化熱水泥，不僅能夠降低大體積混凝土的水化熱，還能減少水泥的使用量。例如：粉煤灰水泥、具有高強度的325號或425號的水泥。

1.2砂石骨料

考慮施工的具體情況，應選擇系數指數在2.80～3.0之間的中粗形砂，砂中的含泥量不能超過制定標準，嚴格控制在1%以內，更不能出現雜草等有機物的土質，值得重視的是，雖然選擇細度指數在2.80～3.0之間的砂，但是絕不能使用細砂。在骨料選擇時，應選擇具有較大粒徑、石子級配優質的粗骨料，但由于大體積混凝土大多數為商品混凝土。因此，最佳選擇應該是5～ 25cm連續級配的火成巖碎石，因為這一石骨料含泥量在控制范圍內。

2　優選混凝土施工配合比

2.1減少水泥用量

要想使水化熱減小，混凝土內部溫度降低，如果條件允許，最佳選擇是高強度的水泥，引進“三摻”技術，在大體積混凝土中摻加一定量的JM-3級高效復合外加劑、2級粉煤灰等具有活性的材料，這些材料主要是促進混凝土內的混合物進行拌合，降低“離析”、游離水等現象的發生，水與灰的配比一般控制在0.45～ 0.50。

2.2控制混凝土坍落度

與商品混凝土的生產廠家保持密切的聯系，結合運輸路線的具體情況，有效的制定相應的保護措施，防止坍落度損失的發生。此外，在工程施工過程中，應該定期對現場混凝土坍落度進行抽樣檢查，杜絕向混凝土中隨意加水的現象發生，將混凝土坍落度的概率有效的控制在規定范圍內。

3　控制混凝土的入模溫度

混凝土產生的早期溫度與混凝土的入模溫度高低是有必然聯系的，假如混凝土入模的溫度偏高時，與混凝土表面的溫度相差較大，這會加劇溫度裂縫的產生；假如混凝土入模的溫度偏低時，混凝土內早期溫度正在增長，這將影響混凝土的強度，從而對混凝土結構的使用產生不利影響。通常情況下，在高溫季節時，主要采取摻入冷水的方法降低混凝土入模溫度；在低溫季節時，主要采取灌輸熱水的方法，將混凝土的入模溫度控制在量佳溫度值15～20℃之間，從而減少混凝土水化熱。控制混凝土溫度的常見的措施有以下幾種：

3.1混凝土表面覆蓋措施控溫技術

首先，為了避免混凝土表面因失水導致干縮而產生裂縫，可以分別使用一層塑料布以及一層棉氈將混凝土的表面覆蓋好，而且在表面覆蓋棉氈還能夠對混凝土起到保溫的作用，特別是寒冷降溫天氣時，更要按照實際的施工情況進行材料的選擇，并注意適時的搭設混凝土保溫養護層，且同時要注意溫度要有一個緩沖層，一般要在混凝土澆筑完畢3d內設置完成，通常情況下高度設置為1.5～2m之間，如圖1所示。表面覆蓋控溫技術還能夠避免混凝土出現降溫過快以及內外溫差較大的情況。

圖1　混凝土澆注完畢后緩沖層的設置

3.2溫控監測

在對大體積的混凝土進行養護時，要同時監測混凝土澆筑塊內部、外部兩部分的溫差，以及降溫的速度，而在大體積混凝土施工過程中，在施工現場進行實際測量在整個施工環節占有很重要的地位，而后對測量的結果實時的進行掌控，并掌握內外溫差、最高溫升及降溫速度等這些與溫控施工控制數據有關的數據，并根據獲得的數據及時的調整保溫養護措施，使其能夠與溫控的指標要求相符合。澆筑混凝土澆筑之前，首先要將循環水系統運行起來，方便對冷卻水系統的密封性進行檢查，確保其不會漏水，如果發現有漏水，要在漏水的部位做好標識，并立即停運補焊。通常情況下，冷卻水系統中雙向設置4個水泵（分大小功率兩種，需要視情況采用不同功率的水泵），開始進行混凝土澆筑時，依次開啟循環系統，以此使得循環水跟混凝土升溫同步進行，啟動初期1d內可趁混凝土正處于塑性狀態采用最大通水量，最大限度的將混凝土的熱量帶走，當啟動1d后，由于部分混凝土開始凝固，且測溫已經開始，可根據測溫情況決定水流量，如混凝土內部溫度與入水溫度之差小于20℃，可加大入水量；如入水溫度與混凝土內部溫差在20～25℃，則需減小入水量，最終使混凝土內部最高溫度與循環水進水溫差控制在20℃左右；如發現溫差小于15℃，則采取在水箱中加入冷水并將部分水箱內熱水抽走的方法以加大溫差，以增強冷卻效果，降低混凝土內部溫度峰值。①要確保入水溫度與內部混凝土溫度之間的差值不能夠超過25℃；②要確保混凝土降溫的速度不能超出標準1.5℃，一旦超過，要立即調整水的溫度，并控制好水的流速；③澆筑經過24h后，進水口的溫度與出水口的溫度不能夠超出15℃，以4h為一個循環周期，對進出水的方向進行及時的調整，常用的方法為冷卻管系統供水系統為雙向系統，即可進水也可排水；④各層之間混凝土的的冷卻循環水上下之間對應的冷卻水進出方向應保持反向。采用調整水箱溫度與循環水流速保證上述溫差準確，并保證冷卻效率。另外，必須確保利用冷卻水使混凝土溫降速率保持在1.5℃，有效地防止混凝土溫度裂縫的出現，可通過控制冷卻水的流速與循環冷卻水的進出口溫度差來達到控制混凝土降溫速率的效果。

3.3混凝土施工期溫度、應變監測設置

3.3.1測量儀器的選擇

綜合考慮儀器的適用性、精確度以及試驗成本，對工程進行研究時應變計、溫度計的測量儀器選擇XF-510型振弦式應變計（自帶測溫功能），該儀器對混凝土拉應力的測量范圍為0～ 1000με，拉應力測量精度可達到±lμε，該儀器的穩定測量范圍為-30～80℃，溫度測量精度達到±0.5℃。混凝土的裂縫監測儀器選擇ZBL-F101裂縫寬度觀測儀及皮尺進行裂縫量測。

3.3.2溫度、應變監測點的布置

試驗測量時要針對橋梁面板混凝土區域，考慮到拉應力的分布以及較大拉應力集中區域，監測中應變計的安裝也呈梯度布置，靠近邊角位置布置稍密，靠近底板側面單方向布置，其余測點分橫縱兩個方向布置。豎向分三層布置，上下層以及側面位置應變計可直接綁扎在結構鋼筋上，中間層因現場安裝條件的限制，未能和上下層位置完全對應，其中上下層各24個監測點中層20個監測點。具體布置見圖2。

3.3.3橋梁混凝土施工期裂縫監測

ZBL-F101裂縫寬度觀測儀采用現代電子成像技術，將被測結構裂縫原貌成像于主機顯示屏幕上，通過屏幕上高精準激光刻度尺，讀出真實可靠的裂縫寬度數據。本次監測主要借助ZBL-F101裂縫寬度觀測儀以及皮尺測量記錄混凝土主要裂縫的位置、最大寬度、長度、走向等。

圖2　溫度、應變監測點

4　結語

總之，橋梁混凝土施工期裂縫大小規模與溫度應力呈反向相關，即在橋梁混凝土施工期，溫度應力越大，混凝土拉應力越大，壓應力越小，混凝土越容易出現裂縫。同時，裂縫容易出現在極值較大的區域，因此，在橋梁混凝土施工時，應嚴格控制其溫度，加強散熱，以有效控制溫度。

[1]蔣偉.橋梁工程大體積混凝土溫度控制研究[J].公路交通科技：應用技術版，2011（8）：223～226.

[2]李德剛.橋梁工程中大體積混凝土施工技術及溫控措施探析[J].技術與市場，2014，21（12）：78～79.

[3]尹世江.橋梁大體積混凝土溫度控制與防裂[J].商品與質量·建筑與發展，2013：59.

U445.57

A

1673-0038（2015）38-0305-02

2015-8-20

譚培強（1975-），男，工程師，本科，主要從事公路工程方面的工作。