大體積混凝土澆筑溫度控制與施工方法探討

摘要：大體積砼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代工程建筑中常用的一種建筑結(jié)構(gòu)，混凝土在進(jìn)行澆筑過程中如果不能有效地控制溫度，施工方法也存在不合理之處，極易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，這對建筑安全而言是極為不利的。文章根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對大體積混凝土澆筑溫度控制與施工方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；澆筑溫度；溫度控制；施工方法；建筑工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU37 文章編號：1009-2374（2017）02-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.051

大體積混凝土與通常所使用的混凝土相比，具有結(jié)構(gòu)尺寸大這一最大的特點(diǎn)，這就使得混凝土支模以后要對其中澆筑大量的混凝土，但是由于混凝土導(dǎo)熱能力不好，大體積混凝土不能快速地將內(nèi)部溫度傳導(dǎo)出去，極易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的故障，給建筑留下安全隱患。近年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，大型建筑也在逐漸增加，使得大體積混凝土有著愈發(fā)普遍的應(yīng)用，諸如橋梁、承臺以及墩柱等。由于大體積混凝土施工過程中的環(huán)境較為復(fù)雜且整體性要求相對更高，這便對混凝土施工方法與澆筑溫度上提出了更高的要求，對此研究澆筑溫度控制與施工方法措施具有較好的現(xiàn)實(shí)作用。

1 大體積混凝土溫度控制

1.1 降低混凝土澆筑溫度

混凝土在通過運(yùn)輸、澆筑、平倉、卸料以及振攪等步驟之后，在混凝土表層的5～10cm范圍內(nèi)的混凝土溫度便是砼澆筑溫度。從大體積砼澆筑來說，低溫對控制砼內(nèi)外溫差以及溫度應(yīng)力非常有利，而且能夠有效地防止混凝土發(fā)生裂縫情況。在對大體積混凝土進(jìn)行施工時，澆筑溫度將會直接影響著混凝土溫度，根據(jù)相關(guān)資料顯示，澆筑溫度每升高10℃，那么混凝土內(nèi)的溫度便會上升35℃。由于升高混凝土內(nèi)部溫度最為重要的因素是水泥的水化熱，所以在進(jìn)行實(shí)際施工過程中可以通過減少水泥用量、添加適量外加料以及優(yōu)化混凝土配比等方式對水泥水化熱加以降低，從而達(dá)到降低混凝土建筑時的溫度。

1.2 采取人工冷卻降溫

較為有效且直接的降溫方式便是進(jìn)行人工冷卻，通常有預(yù)冷與事后冷卻兩種方法。其中預(yù)冷便是在澆筑之前實(shí)現(xiàn)冷卻，主要是對原材料實(shí)現(xiàn)一定的處理使其溫度降低，諸如水溫、外加料等，并且對環(huán)境溫度加以注意，盡可能選擇溫度較低時進(jìn)行澆筑。事后冷卻主要是在混凝土澆筑完成之后再對其進(jìn)行降溫，目前使用最多的方式便是水管冷卻，水管冷卻是在大體積混凝土中預(yù)埋一定數(shù)量的冷卻水管，在完成澆筑后向其中通入大量的冷水，使混凝土內(nèi)部熱量降低，雖然其工序較為麻煩，但是降溫效果非常顯著，通過對水溫與水量的控制還可以對溫度應(yīng)力實(shí)現(xiàn)一定的控制。

1.3 強(qiáng)化溫度監(jiān)測

對大體積混凝土進(jìn)行相應(yīng)的溫度控制是非常重要的，但是對溫度進(jìn)行監(jiān)控也是必不可少的，溫度監(jiān)控可以對混凝土溫度信息快速的反饋，對之后的溫度控制提供數(shù)據(jù)支撐，為溫度調(diào)控提供有效的資料，當(dāng)前時期最為重要的監(jiān)測方式為在混凝土中預(yù)埋溫度傳感器，對混凝土中的特定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)溫度檢測。溫度監(jiān)控與水管冷卻方式配合使用有著非常好的效果，通過對溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，及時對水管流量、冷卻水溫以及冷卻時間進(jìn)行改變，從而對混凝土溫度下降速度實(shí)現(xiàn)控制，這樣不僅能夠?qū)⒒炷羶?nèi)部溫度降低，而且也不會使混凝土出現(xiàn)因溫度降低過快出現(xiàn)裂縫。

2 施工方法措施控制

2.1 合理控制施工進(jìn)度

施工進(jìn)度也會對混凝土溫度造成不同程度的影響。尤其是采用分層方式進(jìn)行施工，采取分層方式開展施工的過程中，需要注意施工過程中的兩次澆筑的時間間隔，如果時間間隔過長會導(dǎo)致先期澆筑混凝土約束后期澆筑混凝土，進(jìn)一步便會在上層混凝土與下層混凝土進(jìn)行結(jié)合過程中出現(xiàn)垂直裂縫，而且這類裂縫也是非常不容易發(fā)現(xiàn)的。與之相反，施工間隔過短的話會使下層混凝土無法有效地將熱量散失完全，下層混凝土具有的剩余溫度將會使上層混凝土溫度不斷的增加，一旦超過標(biāo)準(zhǔn)溫度便會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

因此，在澆筑新層混凝土前，必須要確保下層混凝土已經(jīng)將溫度散失到滿足能夠覆蓋新一層混凝土?xí)r所需達(dá)到的溫度。總而言之，無論采用何種方式進(jìn)行施工時，施工過程中一定要對每一層或塊的施工時間間隔進(jìn)行合理的控制，時間間隔不能超過前一層混凝土初凝所需的時間，澆筑下一層混凝土最好保證在上層混凝土尚未凝固之前實(shí)現(xiàn)澆筑。當(dāng)前時期，實(shí)際采用的分層澆筑方法有全面分層、分段分層以及斜面分層三種。第一，全面分層，主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)尺寸較小情況下，使混凝土按照同等厚度實(shí)現(xiàn)澆筑，如果澆筑模型長邊較短時，此時盡可能從其短邊開始，順著長邊向前澆筑，如果長邊較長時，盡可能從模型中部順著長邊向兩側(cè)澆筑；第二，分段澆筑，主要應(yīng)用在厚度較小而長邊較長的情況，此時將混凝土長邊進(jìn)行相應(yīng)的劃分，當(dāng)下層澆筑完成一段之后，在返回澆筑一段上層，反復(fù)澆筑上下層，直到將整個混凝土工程澆筑完成；第三，斜面分層，主要應(yīng)用在長度較大而厚度相比于分段分層更小的模型，澆筑過程是從混凝土下端開始逐漸向上推移澆筑。

2.2 采取最佳方法澆筑

分層澆筑法具有能夠避免水熱聚集、減少溫度應(yīng)力以及降低蓄熱量等優(yōu)勢。通過對大量國內(nèi)外建筑實(shí)踐能夠看出，大體積混凝土采取分層澆筑法能夠顯著地減少裂縫的發(fā)生。但是這一方法也存在一定的缺陷，分層澆筑會使?jié)仓訑?shù)量增多，每層澆筑塊間均會存在不同程度的影響，從而使各個澆筑層間所存在的溫度應(yīng)力有所增加。

所以在采取分層澆筑法時必須要對其優(yōu)點(diǎn)與缺陷加以充分的考慮，通過對澆筑層厚度進(jìn)行合理的控制，實(shí)現(xiàn)對各層間存在的溫度應(yīng)力加以減小。除上述分層澆筑法以外，還有一種薄層澆筑法，該方法具有散熱效果好，而且能夠使最高溫升與內(nèi)外溫差最短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)下降，但是也存在裂縫數(shù)量增加以及裂縫處理工作增加等缺陷。所以在實(shí)踐施工過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，對上述兩種方法的優(yōu)勢與不足加以充分的考慮，最終選取和工程實(shí)際最符合的澆筑方法。

2.3 完善混凝土表面養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土出現(xiàn)裂縫常常是由于天氣溫度突變以及冬季溫度過低造成混凝土收縮導(dǎo)致的，所以要對混凝土表面進(jìn)行有效的表面養(yǎng)護(hù)。混凝土帶模養(yǎng)護(hù)過程中，要通過帶模包裹和噴淋灑水等措施實(shí)現(xiàn)保濕與養(yǎng)護(hù)，注意確保模板接縫位置不會因失水干燥。在拆模之后還應(yīng)繼續(xù)對其進(jìn)行保濕直到規(guī)定時間。去除拆模之后要在混凝土潮濕時對其利用麻布或草簾等將裸露混凝土進(jìn)行覆蓋，再利用塑料布等將麻布或草簾等包裹進(jìn)行保濕。在包覆期間應(yīng)該保證包覆材料完好，并且搭接良好，塑料布表面具有凝結(jié)水珠。對于夏季溫度較高時，必須要保證對混凝土的降溫，避免出現(xiàn)高溫倒灌現(xiàn)象。通常情況下，對混凝土養(yǎng)護(hù)時間為澆筑完成后的12～18小時內(nèi)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，時間要超過28小時。

2.4 合理進(jìn)行混凝土拆模

為了保證能夠順利進(jìn)行混凝土拆模，要在混凝土澆筑24～28小時后將模板進(jìn)行輕微的松動。如果混凝土尚在保養(yǎng)期間便要進(jìn)行拆模，此時要保證混凝土滿足如下兩個條件：第一，為混凝土強(qiáng)度在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%以上；第二，拆模后混凝土溫度降低不能超過9℃。當(dāng)滿足上述兩個條件時便可對混凝土實(shí)現(xiàn)拆模作業(yè)。混凝土澆筑完成之后，內(nèi)外散熱速率如果不一致將會存在內(nèi)外溫差，致使混凝土間出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。所有拆模完成之后，尤其在冬季溫度較低時，要對混凝土進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)，避免出現(xiàn)裂縫。

3 結(jié)語

綜上所述，大體積混凝土作為建筑工程中的重要組成，在對其進(jìn)行施工過程中，必須要對澆筑溫度加以有效的控制，并對施工方法進(jìn)行合理的制定，這樣才能保證大體積混凝土澆筑的質(zhì)量，保障建筑使用的安全性。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷的提升，大型建筑建設(shè)將會越來越多，提高建筑質(zhì)量對于企業(yè)發(fā)展有著非常重要的作用。隨著企業(yè)聲譽(yù)逐漸的提高，將會參與到國際建筑建設(shè)，使我國國際影響力逐漸的提高，對建筑企業(yè)發(fā)展有著非常重要的作用。

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作者簡介：孫大偉（1982-），男，吉林長春人，中國葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司工程師，研究方向：混凝土溫控。

（責(zé)任編輯：小 燕）