建筑工程項目大體積混凝土溫控及養護措施

劉瑞敏

（山東鉅旺建筑工程有限公司，山東 濰坊 262500）

大體積混凝土施工技術作為工程建設的產物，不僅具有各種物理特性，而且具有施工量大、技術標準和質量要求高等特點，更重要的是它能保證結構物的強度、耐久性、穩定性等，因此，它不僅適用于高層建筑的基礎施工，也適用于水利水電、橋梁等工程，在施工質量管理中必須重視。針對大體積混凝土的施工特點和施工過程中各因素的影響，為了防止產生溫度裂縫，在施工各階段采取合理的溫控措施，通過溫度監測掌握結構各部位的溫度、溫差變化，完善養護方案，提升養護效果，切實保證大體積混凝土的施工質量。

1 工程案例

1.1 大體積混凝土施工概況

該工程為高層住宅建筑，建筑高度48m，地上18層、地下2層。結構形式為剪力墻，混凝土施工內容較多，基礎墊層、筏板基礎、圈梁、構造柱和墻柱、梁板的混凝土等級不同，但基礎筏板采用大體積混凝土施工。混凝土澆筑施工時為商用混凝土運送到現場，應根據大體積混凝土澆筑要求確定運送方案，配置振動器，安排振搗、管送環節的施工人員和現場管理人員采用二班制的形式保證澆筑一次性連續完成。此外，大體積混凝土很容易因溫差控制不當而產生裂縫，不符合本工程一次性驗收合格的高標準，因此，必須采取適當的溫控措施，確保混凝土內外溫差≤25℃，使地下室筏板基礎施工質量達到預期要求。

1.2 筏板大體積混凝土測溫

1.2.1 測溫的目的

本工程的地下室底板鋼筋混凝土屬于大體積混凝土施工工藝，施工時需連續澆搗。由于原材料的選擇和比例、天氣情況、振搗等原因，混凝土結構內外溫差會發生變化，而根據混凝土施工的有關規范要求，內外溫差不能超過25℃，否則會因溫差產生較大的應力而產生裂縫或降低混凝土結構強度和抗滲性。因此，應采取合理有效的措施控溫，以實際監測的溫度為指導，利用溫度傳感器等設備自動化、連續性地監測混凝土結構內部溫度，并結合氣候條件進行溫控和養護，使溫差始終處于要求的范圍。

1.2.2 測溫點布置

為了得到準確的溫度監測數據，需要根據混凝土結構在豎向合適位置布置幾個不同的測溫點（見圖1），一般在每個平面位置設置1組，每組3個測溫點，分別位于上、中、下的位置。而平面測溫點布置是根據基坑外形和應力集中部位來布置的，在中軸線的橫線和斜線方向均可作為各部位的代表，上、中、下布置是把基礎中各層次的混凝土內部溫度直接反映出來，以全面掌握混凝土結構各部分的實際溫度，從而完善控溫和養護措施，確保混凝土大體積最終質量。

圖1 大體積混凝土豎向測溫點布置

1.2.3 測溫

測溫元件按測溫點埋設后，連接數據傳輸裝置，組成一套正常運行的測溫系統后，應按測溫計劃安排專人定期檢測溫度，并作好測溫記錄（其中測溫頻次可參見表1）。一般混凝土溫度會在短時間內迅速升高，大約第三天達到峰值，然后逐漸回落到穩定狀態，在這期間可逐步減少測溫頻次，直至養護結束。

表1 測溫頻次

2 建筑工程項目大體積混凝土溫控及養護措施

2.1 大體積混凝土溫控措施

2.1.1 優選原材料

混凝土原材料種類較多，其中水泥、粗骨料等對于水化放熱量影響較大，因此，需要合理選擇原材料，并根據試驗調整配合比。如選擇水泥時，盡量選用低熱水泥或需要較長時間才會出現凝結而放熱的水泥，并通過提高其他材料比例來降低水泥用量，如提高摻合料及骨料的用量，骨料表面應干凈平整，粗骨料宜采用連續級配。本工程選用了粒徑5～40mm、含泥量＜1%、針狀和片狀顆粒＜15%的卵石；細骨料粒徑應＞0.5㎜、含泥量≤3%，本工程采用細砂，含泥量≤2%，符合篩分曲線要求。粉煤灰、礦渣粉等可作為摻合料，既避免使用過多的水泥使溫度升高過快，又可提高混凝土結構的強度、抗裂性等，從而延長結構物的使用壽命，本工程按實際要求摻入了一定比例的粉煤灰。

2.1.2 降低混凝土進出倉和入模溫度

本工程采用商品混凝土，需要供應商配合現場施工及溫控要求進行降溫。

（1）在材料入倉前，需根據氣溫決定是否進行遮陽防曬、灑水降溫，以降低原材料自身溫度。但粗骨料灑水后會影響材料的含水率，因此，需要試拌調整最終拌和用水量。另外，可降低拌和用水的溫度，使用溫度較低的冰水。

（2）降低倉室的溫度。在不影響施工進度的前提下，應盡量在溫度較低時進行攪拌，也可以選擇陰涼的地方進行拌和或對攪拌倉加裝遮陽裝置，這樣原料入倉后的溫度也會隨之降低。

（3）合理安排混凝土運輸供應。根據施工現場需要的混凝土量進行拌和，安排多輛罐車運輸，根據時間和天氣選擇合適的運輸路線，避免因路上暴曬或運輸時間過久而導致混凝土溫度和和易性發生較大變化。另外，混凝土到達現場后，如果溫度較高，可采用冷水機等快速降溫，泵送管道可用草袋包裹灑水降溫，以達到入模溫度要求。

2.1.3 制定合理的澆筑方案

（1）選擇合適的澆筑時間。如果澆筑當天氣溫較高，要避開中午的高溫天氣，盡量選擇夜間施工。但要避開大雨天施工，以防雨水影響混凝土的性能。

（2）選擇合理的澆筑方式。混凝土澆筑施工方式較多，大體積混凝土一般采用分層連續澆筑式（見圖2），這些施工方式都能保證大體積混凝土的施工順利完成，具體澆筑方式根據實際的工程規模選擇。為了做好分層施工，要根據大體積混凝土結構厚度提前制定澆筑計劃，按分層厚度由下往上澆筑，控制上下層澆筑時間，在下一層混凝土初凝前澆筑上一層混凝土，避免出現冷縫，降低水化熱，減小混凝土表面與內部的溫差。

圖2 大體積混凝土澆筑施工法

2.2 大體積混凝土養護措施

2.2.1 養護方式

①覆蓋養護。覆蓋養護操作簡單，不受結構形狀和位置的影響，使用塑料薄膜和養護劑便可達到密封效果，防止失水過快，養護時要根據當時的氣溫和混凝土凝結速度及時進行養護。由于塑料薄膜價格低廉，施工簡單快速，在大體積混凝土養護管理中很常見，拉設薄膜后，在四角灑水黏結即可。但一定要檢查膜的包覆厚度和完整性，確保覆蓋嚴實，膜與膜之間以及結構表面必須完全搭接和密封，以防止混凝土表面的水分蒸發。

②蓄水養護。水分起到保濕隔熱的作用，而混凝土在施工過程中已經加入了一定的水分，終凝后表面會蓄存一定深度的水，如果能有效地保持混凝土表面濕潤，可以避免混凝土結構內部短時間內出現極端的溫度變化，減小混凝土中心與表面的溫度差，這樣就不會因應力過大而產生裂縫。但這種方法有一定的局限性，必須等到混凝土到達一定的強度標準后才能實施。另外，還需要進行密集的溫度監測，實時掌握混凝土內部溫度及變化規律，以便及時采取保濕措施。

2.2.2 養護目的

①保溫養護。由于混凝土中心與表面溫度有嚴格的溫差要求，同時，外部環境也會影響混凝土結構的實際內外溫度，因此，需要根據氣候條件和測溫結果采取適當的保溫措施，如用潮濕的草袋、塑料薄膜等保溫材料覆蓋，防止熱量散發過快，使混凝土表面溫度與中心溫度相差不大，從而為混凝土強度的增加創造時間。特別是在冬季施工時，混凝土表面溫度較低，而內部又在水化放熱，溫差較大，很容易產生裂縫。因此，混凝土澆筑完成后，要想辦法提高結構表面溫度，除了覆蓋保溫材料外，還可采取蒸汽養護法直接從外部加熱。

②保濕養護。保濕和保溫養護的目的是一樣的，都是為了防止裂縫的出現，使混凝土強度達標。因此，保溫和保濕工作都需要持續一定的周期，一般至少半個月。保濕一方面是防止水分快速流失，通過覆膜避免風力和蒸發帶走水分，保持膜下環境的潮濕；另一方面，還要根據溫度監測、濕度觀察來確定澆水頻次和灑水量。另外，也可采取滿水法，在混凝土終凝前在結構表面上方鋪設平板，水分蒸發到板面后又會凝聚成水滴流向混凝土表面，使混凝土處于滿水狀態，靜置3～7d。

3 結語

綜上所述，隨著大體積混凝土施工技術應用范圍的擴大，為了保證其合理、高效應用，必須深刻認識到大體積混凝土結構因溫差過大而產生裂縫的顯著特點，并加強對該質量問題的重視，研究切實可行的控制方案。例如，結合溫度裂縫成因，在大體積混凝土澆筑前后的整個過程中，通過合理選材、優化配比、改善生產環境等措施，可以有效地防止混凝土入模溫度過高。對混凝土的溫度進行實時監控，并根據氣象預報和現場觀測結果，全面掌握大體積混凝土內部各部位的溫度變化情況，采取有效的溫控和養護措施，消除大體積混凝土的過大溫差。通過加強施工前后的溫度控制，降低混凝土溫度裂縫產生的可能性，從而提高大體積混凝土結構的整體性能，保證混凝土的強度和耐久性。