一次性浇筑大体积混凝土特点及质量控制措施

黄福斌

(贵州路桥集团有限公司)

1 工程概况

某大桥全长为1 146 m，设计混凝土方量2 118.8 m3，混凝土坍落度为12.8 cm。施工中采用低水化热水泥，从而减少了水泥用量，降低了水化热。细骨料采用中砂，细度模数为2.4～3.00，掺和料用粉煤灰，以增加混凝土的和易性，减少水泥用量，卵石采用当地石料场生产的20～40 mm连续级配卵石。由于该斜拉桥的承台属于一次性灌筑，是大体积混凝土施工，因此要加强对大体积混凝土施工中的质量控制。施工中，大体积混凝土内部水化热温度上升，形成温度差，如何进行温度控制是施工中要考虑的首要问题，同时为了合理控制好混凝土收缩变形，施工中对其配合比进行了优化设计，浇筑完成后，加强了后期养护。

2 一次性浇筑大体积混凝土特点

混凝土设计标号高，其温度应力受钢筋的影响较明显，按受力情况配筋且配筋率较高。

中心最高温度位置距表面距离较小，体积相对较小，部分结构为薄壁型结构，受外界气温的影响更明显。

单位体积的混凝土水泥用量较大，绝热温升较大，温度峰值较高，水泥水化产生的热量较多，内外温差和温度梯度较大，升温和降温速度较快。

3 桥梁大体积混凝土施工质量控制措施

3.1 加强温度控制

温度控制一直是大体积混凝土施工时的重难点。在进行温度控制时，要保证混凝土内部中心最高温度满足下式

式中:Tmax为混凝土最终绝热温升值，℃;Q为每千克水泥水化热量;C为混凝土比热;mc为混凝土中水泥用量，kg;p为混凝土的质量密度ρ，取2 400 kg/m3;m为经验系数，按照表1取值。

表1 计算水化热温升时的m值

在进行大体积混凝土施工前，应制定出一套合理的温控方案，综合考虑材料性质、气候环境、结构的本身特点等，根据当时的天气情况，严格按照浇筑前的计算结果，控制混凝土入模时的温度，采用延缓温度峰值出现时刻与降温度梯度的措施，严格控制振捣时间、插入深度、移动距离，加强振捣，进行分层、分块浇筑，适当的对原料进行升温或是降温处理，做好现场的组织管理，这样不仅确保混凝土的均匀密实，还确保不出现施工冷缝，保证了施工按计划顺利进行。在进行温度控制时，要根据下面的温度控制标准来进行

式中:T0为混凝土入模温度，混凝土浇筑时入模温度不大于25℃;W为每m3混凝土的水泥用量，kg/m3;c为混凝土比热，取0.98 kJ/(kg·℃);ρ为混凝土的密度(由配合比确定);θ0为水泥28 d水化热;ξ为不同厚度混凝土浇注块的散热系数，当厚度大于4.0 m时取1.0。综合考虑养护条件、通水散热、混凝土入模温度、混凝土水化热的发展变化规律等因素，具体的标准有:(1)混凝土的表面温度与中心温度之间温差不大于25℃;(2)混凝土浇筑时入模温度不大于25℃;(3)具体指标为内部最高温度≤50℃，入模温度≤25℃，降温速率≤3℃/d;(4)冷却水与混凝土之间的温差不大于25℃。

3.2 优化配合比

(1)水泥:由于水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升，因此，应尽可能减少水泥用量，选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等。(2)细骨料:宜采用Ⅱ区中砂。(3)含泥量:在大体积混凝土中，必须现场取样实测骨料，砂的含泥量控制在2%以内，石子的含泥量控制在1%以内。(4)粗骨料:在可泵送情况下，选用粒径5～20 mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。(5)掺合料:在混凝土中，添加粉煤灰、矿渣粉，不仅能够节约水泥，增加混凝土和易性，还可以降低水化热，推移温升峰值出现时间，大幅度提高混凝土后期强度。下表就是优选的混凝土配合比。

表2 优选的混凝土配合比

3.3 加强混凝土运输和浇筑的控制

混凝土入模坍落度应根据规范要求，综合确定泵送和施工工序时间安排。下表就是混凝土主要性能指标。

表3 混凝土主要性能指标

根据上表，选择合适的坍落度，确保混凝土在泵送前要在罐车内高速搅拌，准确计算混凝土输出量，正确评估运送量及浇捣速度，这样不仅保证混凝土的均匀性，还可以保证混凝土浇筑的合理衔接时间，特别是分层浇筑应注意在上层混凝土振捣时，在混凝土初凝前，控制两层衔接，以消除分层界面。

3.4 加强后期养护控制

混凝土浇筑完成后，要加强后期养护控制。当混凝土达到养护条件时，立即对混凝土进行养护。在混凝土内部埋设测温管，进行温度监控。当大体积混凝土夏季施工时，养护时间不应小于28 d，且应提前养护。在大体积混凝土拆模前后，采用篷布(或塑料布)将暴露面进行混凝土覆盖，将混凝土内外温差控制在25℃。脱模后应继续养护，采用普通硅酸盐水泥时，不小于14 d。在冬季和炎热季节拆模后，应根据测温结果，采取适当的保温隔热措施，防止混凝土产生过大的温差应力。

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［1］张湧，刘斌，贺拴海，白剑.桥梁大体积混凝土温度控制与防裂［J］.长安大学学报(自然科学版)，2006，(3):38.

［2］吕建福，汪东杰，巴恒静.大体积混凝土早期温度发展规律及温度控制［J］.混凝土，2006，(4):114.