承臺基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫度控制與監(jiān)測

1、承臺基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫度控制與監(jiān)測    摘要:大體積混凝土因溫度變化而產(chǎn)生溫度裂縫，是一個普遍存在的現(xiàn)象，而混凝土施工階段的溫度控制是混凝土防裂的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，加強對大體積混凝土溫度裂縫控制與監(jiān)測具有重要意義。文章結(jié)合承臺基礎(chǔ)大體積混凝土施工實例，就大體積混凝土施工溫度控制與監(jiān)測進行探討，可供類似工程參考。 關(guān)鍵詞:大體積混凝土；溫度控制；溫度計算；測溫；監(jiān)測 中圖分類號：TU37 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： 隨著我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，大跨度橋梁大量涌現(xiàn)，在橋梁結(jié)構(gòu)中大體積混凝土承臺亦隨之大量使用，但是大體積混凝土承臺發(fā)生溫度裂縫的現(xiàn)象也較為常

2、見。這是因為大體積混凝土在施工階段會因水化熱釋放引起內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)裂縫嚴(yán)重影響工程的使用，以致不得不采取補救措施，費時費力，耗資巨大。目前我國在大體積混凝土溫控領(lǐng)域的研究還不夠深入和全面，有關(guān)的規(guī)范條文還不夠完善，很多工程實踐中的問題只能采取工程措施，因此，對于大體積混凝土的溫度控制還有待于進一步深入研究。本文結(jié)大體積承臺混凝土施工實例，介紹大體積混凝土的溫度控制與監(jiān)測措施，為今后類似工程提供參考。 1 工程概況 某市政橋梁工程，橋墩高6.49m，上承臺高2.88m，下承臺高3.61m。下承臺一次施工混凝土方量為947.5m3，混凝土強度等級為C35。主墩下承臺

3、的施工按大體積混凝土施工要求進行。控制施工期間大體積混凝土內(nèi)外溫度差值，防止因混凝土內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生溫度應(yīng)變裂縫，顯得尤為重要。 2 大體積混凝土溫控分析 根據(jù)裂縫產(chǎn)生的機理，在施工中主要控制的是混凝土內(nèi)部溫度和表面溫度的差值、混凝土表面與環(huán)境溫度的差值，使二種溫度差值滿足規(guī)范要求，即通過合理措施有效控制或降低混凝土的損益溫度、絕熱溫升、澆筑溫度，確保混凝土內(nèi)部與表面、表面與環(huán)境的溫度差20。 經(jīng)過對混凝土溫度組成因素進行理論上分析，影響混凝土溫度控制的主要因素如下：(1)混凝土絕對溫升是指水泥水化熱，選擇適當(dāng)品種水泥，以控制水泥水化熱能，可有效控制混凝土絕對溫升；(2)合理有效的溫控措施可

4、以降低混凝土的內(nèi)外溫度差值，達到設(shè)計溫差要求，是保證大體積混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一；(3)控制混凝土拌和溫度，從而有效控制混凝土入模溫度，是大體積混凝土溫控關(guān)鍵因素之一。 3 下承臺混凝土溫度控制 3.1 溫控標(biāo)準(zhǔn) 考慮混凝土的分層澆筑、澆筑溫度、施工間歇期、混凝土水化熱的散熱規(guī)律、養(yǎng)護方式、冷卻水管降溫、外界氣溫變化、混凝土的徐變等復(fù)雜因素，依據(jù)規(guī)范在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，制定了混凝土在施工期內(nèi)不產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)，即：澆筑后，混凝土澆筑體內(nèi)部和表面溫差值不得超過20；混凝土澆筑體表面與大氣溫差不得超過20；冷卻管之間混凝土最高溫度與冷卻水溫度的差值不得超過25；混凝土最大水化熱溫升不超過3

5、0；混凝土日降溫速度不大于1.8/天；溫度陡降不應(yīng)超過10。 3.2 溫控措施 該承臺混凝土于2011年8月至9月施工，混凝土施工期間，室外平均氣溫約為23。為保證大體積混凝土施工的質(zhì)量。我們從混凝土粗細(xì)骨料，水泥、外加劑、配合比、灌注時間、養(yǎng)護措施、冷卻散熱等幾個方面綜合采取措施。主要包括：(1)優(yōu)化配合比，減小坍落度，最大限度降低水泥用量；(2)降低拌合物溫度、控制混凝土出機、入模溫度，采取在運輸罐車灑水降溫；(3)混凝土分層澆筑，分層厚度要薄，宜控制30cm左右，同時多點下料不得在同一地點堆積過多混凝土，延緩混凝土終凝時間；(4)埋設(shè)循環(huán)冷卻水管減緩內(nèi)部溫升速度；(5)承臺頂面蓄水養(yǎng)護等

6、。 3.3 混凝土內(nèi)部最高溫度計算 表1 C35混凝土配合比 混凝土內(nèi)部最高溫度值經(jīng)驗表達式： 表2 計算水化熱溫升的m值 不同澆筑塊厚度降溫系數(shù)，本次計算取值見表3?；炷羶?nèi)部溫度計算見表4。 表3 計算水化熱溫升的值 表4 混凝土內(nèi)部理論最高溫度值計算表 通過以上理論計算可知，混凝土中水泥產(chǎn)生的水化熱在澆筑后，前3天釋放最快，(這與我們施工中測得的混凝土內(nèi)部最高溫度出現(xiàn)在混凝土澆筑后第三天相對應(yīng))，以后第4天至第23天逐漸降低至0，而考慮環(huán)境散熱效應(yīng)計算的混凝土內(nèi)部最高溫度為61.99，升高了33.99，超過了規(guī)范要求。因此，必須采取有效措施降低混凝土的水化溫升值，防止混凝土產(chǎn)生溫度變形裂

7、縫。施工中，我們采取的措施從料源開始著手控制，給骨料降溫、控制含泥量、過程澆筑控制多點下料和分薄層澆筑，澆筑完后，及時根據(jù)降溫措施循環(huán)水管降溫及頂層蓄水養(yǎng)生等措施。 3.4 混凝土澆筑后溫度控制 對大體積承臺混凝土澆筑后溫度控制，我們采取的措施是在承臺內(nèi)埋設(shè)冷卻水管及混凝土表面蓄水養(yǎng)護，冷卻水管采用外徑48mm，壁厚3.5mm的鋼管，采用絲扣接頭連接纏繞止水帶，彎頭部分采用高壓膠管。分三層布置，豎向及橫向間距均采用1m，每層水管有4個進水口，4個出水口。在本次承臺混凝土施工中，混凝土入模溫度T028，預(yù)測其內(nèi)部最高溫度Tmax=61.99；每套循環(huán)水管(取結(jié)構(gòu)中心處的計算)降溫有效范圍為144

8、.2m3。 循環(huán)水冷管日降溫計算公式如下： T(d)(24×g×t×L×W)/(D×C×P) 式中：g水的比重，取1×103kg/m3；t進出水口的溫度差()；L冷卻水通水流量(m3/h)；W水的比熱，取4.186KJ/kg；C混凝土比熱，取0.96KJ/kg.；P混凝土密度，取2400kg/m3；D每套循環(huán)水管降溫有效范圍(m3)。 冷卻水管設(shè)計工作效率計算見表5。 表5 冷卻水管通水降溫理論計算表 通過以上論計算可知：到第5天齡期時，混凝土內(nèi)部溫度達到最高，為47.79(施工中實測最高溫度出現(xiàn)在混凝土澆筑后第三天，為51

9、)，比外界溫度高21.79，滿足規(guī)范要求，從第10天開始，調(diào)節(jié)進出水口的通水量，混凝土以每天不大于每天1.8的要求降溫，到第15天，混凝土內(nèi)部溫度已經(jīng)降至29.85，與環(huán)境溫度26已經(jīng)接近，可以停止通水降溫。 4 混凝土溫度監(jiān)測 4.1 大體積混凝土測溫技術(shù) 在大體積混凝土工程中，需要進行溫度控制和監(jiān)測的項目很多，例如混凝土各組成材料的原始溫度，混凝土的拌和溫度、入模溫度和澆筑溫度等，以及為了正確掌握混凝土結(jié)構(gòu)或試件的熱性能，在混凝土中進行水化熱溫度的測定。 4.2 測溫方案及測點布置 (1)測溫方案：本工程采用便攜式建筑電子測溫儀，其測溫精度為±1，其原理是利用熱電效應(yīng)的關(guān)系量測測體溫度，具有測量精度高、測點布設(shè)方便等特點