【摘要】：整體澆筑的大體積混凝土結(jié)構(gòu)在養(yǎng)護(hù)期間，將主要產(chǎn)生兩種變形，即因降溫而產(chǎn)生的溫度收縮變形及因水泥水化作用而產(chǎn)生的水化收縮變形，這些變形在受到約束的條件下，將在結(jié)構(gòu)內(nèi)部及其表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)造成結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。因此，在大體積混凝土施工過(guò)程中，為避免產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力，防止溫度裂縫的產(chǎn)生或把裂縫控制在某個(gè)界限內(nèi)，必須進(jìn)行溫度控制。本文以承臺(tái)大體積混凝土施工期間溫度控制為目標(biāo)，進(jìn)行了混凝土配合比設(shè)計(jì)，提出了溫控措施及調(diào)整方案。

　　【關(guān)鍵詞】：承臺(tái),大體積混凝土,混凝土配合比設(shè)計(jì),溫控措施及調(diào)整

　　1.引言

　　大體積混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。然而，大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚重，混凝土用量大，在混凝土水化硬化初期，水泥水化釋放大量熱量，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，內(nèi)部溫度可高達(dá)60~80℃，混凝土內(nèi)外之間形成較大溫差，產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)造成結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。如大型建筑的基礎(chǔ)、橋梁、大壩等均存在不同的溫度裂縫。為避免產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力，防止溫度裂縫的產(chǎn)生或把裂縫控制在某個(gè)界限內(nèi)，必須進(jìn)行溫度控制。

　　2.大體積混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂原因

　　引起并導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的因素十分復(fù)雜，探究溫度應(yīng)力產(chǎn)生的根本原因，主要有以下四個(gè)方面：

　　(l)水泥水化熱的影響。水泥在水化的過(guò)程中要釋放出大量的熱量，并通過(guò)邊界把部分熱量向四周傳遞(散熱)。硬化初期，水泥水化速度快，發(fā)熱量大于散熱量，同時(shí)由于混凝土導(dǎo)熱性比較差，熱量不容易散發(fā)而在混凝土中不斷積儲(chǔ)，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度升高，從而形成隨時(shí)間變化的內(nèi)部溫度高、外表溫度低的水化熱溫度分布狀態(tài)。溫差也就越大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力隨之升高，在澆筑初期，混凝土的彈性模量較低，徐變較大，因此對(duì)溫變引起的變形約束不大，相應(yīng)的溫度應(yīng)力也比較小;隨著齡期的增長(zhǎng)，混凝土彈性模量急劇增高，徐變減小，對(duì)降溫收縮變形的約束也越來(lái)越強(qiáng)，并產(chǎn)生溫度應(yīng)力(拉應(yīng)力)，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗這種拉應(yīng)力時(shí)，便容易出現(xiàn)溫度裂縫。

　　(2)外界氣溫變化的影響。混凝土內(nèi)部溫度是水化熱的絕熱溫升、澆筑溫度和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度的疊加，因此在施工階段受外界氣溫的影響主要體現(xiàn)在兩方面：a、外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高，相應(yīng)最高溫升值也越高;b、外界氣溫下降，又增加混凝土的降溫幅度，特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度，形成“冷擊”。內(nèi)外溫差越大，溫度應(yīng)力也越大。

　　(3)混凝土收縮變形的影響。混凝土的收縮變形主要有澆筑初期(終凝前)的凝縮變形、硬化混凝土的干燥收縮變形、自生收縮變形、溫度下降引起的冷縮變形以及碳化引起的碳化收縮變形等五種。混凝土的收縮變形越大，收縮變形的分布越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力也越大。

　　(4)約束條件的影響。混凝土結(jié)構(gòu)在變形變化中，必然受到一定的約束，阻礙其自由變形。

　　3. 大體積混凝土施工溫控

　　3.1.混凝土配合比設(shè)計(jì)

　　配合比設(shè)計(jì)宜采用“雙摻”技術(shù)：就是摻加部分粉煤灰來(lái)代替水泥，降低水泥的用量、降低混凝土產(chǎn)生的水化熱;添加外加劑，改善混凝土的和易性、可泵性，也可以減少一部分水泥的用量。這樣承臺(tái)水泥與粉煤灰的比例可達(dá)到3:1，可見(jiàn)通過(guò)這樣的措施可以大大減少整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水化熱總量，降低最高溫度，這一點(diǎn)在實(shí)測(cè)中也得到了驗(yàn)證。

　　3.2.澆筑溫度的控制

　　降低澆筑溫度可以顯著地減慢水化進(jìn)度、延緩和降低最高溫升，降低內(nèi)外溫差，將澆筑溫度控制在25℃以下。澆筑溫度的控制包括以下幾個(gè)方面：(l)盡量降低入倉(cāng)溫度，使混凝土的澆筑溫度小于澆筑期的日平均溫度+3℃。 (2)對(duì)砂、石、外加劑進(jìn)行覆蓋，嚴(yán)防日光強(qiáng)烈的照射，引起溫度過(guò)高。(3)在澆筑過(guò)程中采用打濕的麻袋覆蓋泵送管，并不斷的澆水進(jìn)行冷卻，降低硅出倉(cāng)后到澆筑前運(yùn)輸過(guò)程中的溫升。

　　3.3.冷卻水管設(shè)置和調(diào)整

　　鋪設(shè)冷卻水管是混凝土溫度控制的重要措施。其目的是帶走混凝土內(nèi)部的水化熱，抑制混凝土的絕熱溫升，使冷卻水的溫度始終保持在10℃~18℃之間，從而降低混凝土內(nèi)部溫度。具體的控制措施如下：

　　(l)首先在硅澆筑前綁扎鋼筋時(shí)，應(yīng)確保水管的壓水密封性良好，杜絕有滲水漏水等現(xiàn)象發(fā)生;

　　(2)砼澆筑到各層冷水管標(biāo)高后即開(kāi)始通水，并在通水以后密切注意觀察冷卻水管附近有無(wú)滲水現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救;

　　(3)依此類(lèi)推，當(dāng)上、下層砼澆筑完畢且通過(guò)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)溫峰過(guò)后，按照降溫速率不超過(guò)3℃/d的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，當(dāng)某些特征點(diǎn)降溫速率過(guò)快時(shí)，對(duì)這些特征點(diǎn)所在冷卻水管進(jìn)行間斷性通水，直至內(nèi)外溫差降至常溫。對(duì)冷卻管的調(diào)整控制了承臺(tái)混凝土的最高溫升和內(nèi)表溫度差，保證了承臺(tái)的施工質(zhì)量。

　　3.4..工期的調(diào)整

　　斜拉橋的承臺(tái)如按常規(guī)方法施工，一般是先澆注2~3m后養(yǎng)護(hù)數(shù)天，再澆注第二層，如此類(lèi)推直至澆注完成。薄層連續(xù)施工可以降低下層混凝土對(duì)上層混凝土的約束，并使整個(gè)承臺(tái)的混凝土溫度分布較為均勻，減小開(kāi)裂可能。按照溫控的計(jì)算結(jié)果連續(xù)施工不僅保證了承臺(tái)的澆注質(zhì)量，也使工期比常規(guī)方法施工的工期大大縮短。

　　4.總結(jié)

　　根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際并結(jié)合溫控計(jì)算，通過(guò)混凝土配合比設(shè)計(jì)、澆筑溫度的控制、冷卻水管設(shè)置和調(diào)整、保溫保濕養(yǎng)護(hù)和對(duì)工期的調(diào)整5個(gè)方面采取溫度控制措施及其調(diào)整方法，可保證斜拉橋承臺(tái)施工質(zhì)量，縮短該工藝施工工期。

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