大体积混凝土蓄水养护方法的应用

□文/张 军

基于大体积混凝土水化热温度峰值在中心，在常用的养护方式中，内部降温是最有效的方法。目前工程实践中多以在混凝土表面覆盖隔热材料（如薄膜加防火草帘）为主，该方法一般只要按照施工方案严格执行，效果较好，但由于人为因素较多且计算时的假定往往同实际温度变化存在差异，导致进场保温材料准备不足或者有漏铺、少铺现象，致使混凝土产生裂缝。为此，在大体积混凝土施工中，逐渐尝试用液态物质覆盖混凝土表面的保温养护方式，既满足了养护需求，又可减少二次污染。

工程概况

天津燕赵大厦项目坐落在滨海新区中央商务区内，建筑总体造型呈菱形布局，占地0.6 hm2，总建筑面积5.2万m2，地下2层为附建式人防工程，平时用于车库及设备用房，地上25层为高档公寓及5A级写字楼，建筑高度99.75 m。该工程基础底板呈较规则菱形，面积70.5 m×72.4 m，厚约为1.8 m，局部厚达2.5 m，混凝土总量约为12 250 m3，采用泵送商品混凝土C40S8，混凝土养护采用蓄水方式，测温委托第三方进行。

蓄水深度估算

工程实践中，保温养护是根据热交换原理，即依据每立方米混凝土在确定时间内，内部中心温度达到表面温度时释放的热量，等于此期间内混凝土散失到外界大气中的热量，确定保温层厚度。在混凝土养护中，利用水的导热系数较低，在其表面存蓄一定厚度的水，以达到一定的隔热保温性，减少混凝土内表与外界空气的热交换。实际计算中简化了因底板厚度不同对计算结果的影响，按厚度最大值并根据GB 50496-2009《大体积混凝土施工规范》附录中的公式计算混凝土在不同龄期时的里表温度值，见表1。

表1 混凝土不同龄期里表温度

将计算值代式（1）。

式中：hw——蓄水深度，m；

x——蓄水养护时间，h；

M——混凝土结构表面系数，m-1；

TMAX——混凝土计算最高温度，℃；

T2——混凝土计算表面温度，℃；

Kb——传热系数修正值；

λw——水的导热系数，取0.58 W/（mg·K）；

TJ——混凝土浇筑温度，℃；

mc——混凝土中胶合料用量，kg/m3；

Q——水泥28 d水化热，kJ/kg。

计算得到蓄水厚度应在21～25 cm之间，即可保证混凝土里表温差≯25℃并满足规范要求。实践中按最高计算结果蓄水并可根据实际测温情况调整蓄水深度，以始终满足GB 50496-2009的要求。

测温点的布置和实测数据分析

项目测温点按GB 50496-2009要求，平面布设11个位置，各位置垂直向又各布设5点，共计布设55点，见图1和图2。

图1 测温点垂直布置

图2 测温点平面布置

监控混凝土浇筑后的温度变化情况。测温过程中所得温度值与计算结果基本吻合，温度变化时间同假定基本一致。见表2。

表2 混凝土实测温度

内部测温自混凝土浇筑后12 h进行，连续测温14 d。混凝土入模温度28.4℃，平均环境温度28.5℃，最高30℃，最低25℃；测温点自浇筑后36 h后开始处于温升阶段，至浇筑完成后89 h达到最大值，各点最大平均值72.6℃，最大值73.3℃；至混凝土浇筑完成后330 h，各测温点测得的混凝土里表温度差绝大部分均位于25℃内，测得温度最大平均值51.6℃，最大值53.8℃。

整个测温期间混凝土里表温差基本控制在25℃内，温降速率平缓，指标符合规范要求。养护中期因养护水流失蒸发，导致水位降低，加快表面温度的流失速度，造成里表温差有所加大，最大值出现在浇筑后98 h时，达到26℃后及时采取措施增加蓄水深度，及时控制温差，此后不断调整蓄水深度，保证了里表温差始终在控制范围内。

总结

（1）实践中可随时根据实际情况调整蓄水深度，控制混凝土里表温差，从而避免以材料准备不足或因人为因素导致的不利条件出现，进而无法有效控制混凝土里表温差。

（2）蓄水时应事先在拟蓄水深度的基础上提高5～10 cm，做好挡水墙，以免因渗漏导致蓄水深度不足，加快水体流动，加大热交换；同时在蓄水后最好能及时在表层覆盖薄膜，以免因风使水体波动。

（3）采用蓄水养护有效地解决了因人为因素及实际与估计不足之间的差异，导致的混凝土表面覆盖不完全及覆盖材料不足的可能。

（4）养护水作为可循环资源，可减少采用其他养护材料可能造成的环境污染和资源浪费并可节约一定资金成本。