桥梁工程大体积混凝土温度控制研究

2015-11-04谭培强

建材与装饰 2015年38期

关键词：温度控制冷却水温差

谭培强

（湖南长沙　410000）

桥梁工程大体积混凝土温度控制研究

谭培强

（湖南长沙410000）

随着社会经济体制的不断发展，桥梁建设在推动国家、地方经济发展方面起到重要的促进作用，全国各地桥梁建设数量与日增加。此外，桥梁建设质量的高低直接影响到日后的安全运行，故而加强桥梁建设施工质量具有重要的实际意义。因此，本文针对桥梁大体积混凝土的施工温度与裂缝控制做了研究，并提出建议。

桥梁工程；大体积；混凝土；温度控制

引言

近年来，大体积高性能混凝土基础在桥梁工程中的应用越来越广泛。在大体积混凝土的施工过程中，经常会遇到的问题为混凝土的开裂，因此为确保混凝土的施工质量，需要根据工程的具体情况制定科学合理的温度控制措施。在大体积混凝土的施工过程中，应严格根据施工工艺和质量控制要求进行施工。在施工过程中，建筑施工单位一定要对工程项目进行严格的质量把关，做好施工原材料的选择、拌合混合料配合比的确定、混凝土内部以及表面温度的测量、降温和养护等方面质量工作，只有这样才能将桥梁大体积混凝土的内外温差控制在设计及规范允许范围之内，防止由其引起的裂缝发生。

1　施工原材料的选择

1.1水泥

选择高强低水化热水泥，不仅能够降低大体积混凝土的水化热，还能减少水泥的使用量。例如：粉煤灰水泥、具有高强度的325号或425号的水泥。

1.2砂石骨料

考虑施工的具体情况，应选择系数指数在2.80～3.0之间的中粗形砂，砂中的含泥量不能超过制定标准，严格控制在1%以内，更不能出现杂草等有机物的土质，值得重视的是，虽然选择细度指数在2.80～3.0之间的砂，但是绝不能使用细砂。在骨料选择时，应选择具有较大粒径、石子级配优质的粗骨料，但由于大体积混凝土大多数为商品混凝土。因此，最佳选择应该是5～ 25cm连续级配的火成岩碎石，因为这一石骨料含泥量在控制范围内。

2　优选混凝土施工配合比

2.1减少水泥用量

要想使水化热减小，混凝土内部温度降低，如果条件允许，最佳选择是高强度的水泥，引进“三掺”技术，在大体积混凝土中掺加一定量的JM-3级高效复合外加剂、2级粉煤灰等具有活性的材料，这些材料主要是促进混凝土内的混合物进行拌合，降低“离析”、游离水等现象的发生，水与灰的配比一般控制在0.45～ 0.50。

2.2控制混凝土坍落度

与商品混凝土的生产厂家保持密切的联系，结合运输路线的具体情况，有效的制定相应的保护措施，防止坍落度损失的发生。此外，在工程施工过程中，应该定期对现场混凝土坍落度进行抽样检查，杜绝向混凝土中随意加水的现象发生，将混凝土坍落度的概率有效的控制在规定范围内。

3　控制混凝土的入模温度

混凝土产生的早期温度与混凝土的入模温度高低是有必然联系的，假如混凝土入模的温度偏高时，与混凝土表面的温度相差较大，这会加剧温度裂缝的产生；假如混凝土入模的温度偏低时，混凝土内早期温度正在增长，这将影响混凝土的强度，从而对混凝土结构的使用产生不利影响。通常情况下，在高温季节时，主要采取掺入冷水的方法降低混凝土入模温度；在低温季节时，主要采取灌输热水的方法，将混凝土的入模温度控制在量佳温度值15～20℃之间，从而减少混凝土水化热。控制混凝土温度的常见的措施有以下几种：

3.1混凝土表面覆盖措施控温技术

首先，为了避免混凝土表面因失水导致干缩而产生裂缝，可以分别使用一层塑料布以及一层棉毡将混凝土的表面覆盖好，而且在表面覆盖棉毡还能够对混凝土起到保温的作用，特别是寒冷降温天气时，更要按照实际的施工情况进行材料的选择，并注意适时的搭设混凝土保温养护层，且同时要注意温度要有一个缓冲层，一般要在混凝土浇筑完毕3d内设置完成，通常情况下高度设置为1.5～2m之间，如图1所示。表面覆盖控温技术还能够避免混凝土出现降温过快以及内外温差较大的情况。

图1　混凝土浇注完毕后缓冲层的设置

3.2温控监测

在对大体积的混凝土进行养护时，要同时监测混凝土浇筑块内部、外部两部分的温差，以及降温的速度，而在大体积混凝土施工过程中，在施工现场进行实际测量在整个施工环节占有很重要的地位，而后对测量的结果实时的进行掌控，并掌握内外温差、最高温升及降温速度等这些与温控施工控制数据有关的数据，并根据获得的数据及时的调整保温养护措施，使其能够与温控的指标要求相符合。浇筑混凝土浇筑之前，首先要将循环水系统运行起来，方便对冷却水系统的密封性进行检查，确保其不会漏水，如果发现有漏水，要在漏水的部位做好标识，并立即停运补焊。通常情况下，冷却水系统中双向设置4个水泵（分大小功率两种，需要视情况采用不同功率的水泵），开始进行混凝土浇筑时，依次开启循环系统，以此使得循环水跟混凝土升温同步进行，启动初期1d内可趁混凝土正处于塑性状态采用最大通水量，最大限度的将混凝土的热量带走，当启动1d后，由于部分混凝土开始凝固，且测温已经开始，可根据测温情况决定水流量，如混凝土内部温度与入水温度之差小于20℃，可加大入水量；如入水温度与混凝土内部温差在20～25℃，则需减小入水量，最终使混凝土内部最高温度与循环水进水温差控制在20℃左右；如发现温差小于15℃，则采取在水箱中加入冷水并将部分水箱内热水抽走的方法以加大温差，以增强冷却效果，降低混凝土内部温度峰值。①要确保入水温度与内部混凝土温度之间的差值不能够超过25℃；②要确保混凝土降温的速度不能超出标准1.5℃，一旦超过，要立即调整水的温度，并控制好水的流速；③浇筑经过24h后，进水口的温度与出水口的温度不能够超出15℃，以4h为一个循环周期，对进出水的方向进行及时的调整，常用的方法为冷却管系统供水系统为双向系统，即可进水也可排水；④各层之间混凝土的的冷却循环水上下之间对应的冷却水进出方向应保持反向。采用调整水箱温度与循环水流速保证上述温差准确，并保证冷却效率。另外，必须确保利用冷却水使混凝土温降速率保持在1.5℃，有效地防止混凝土温度裂缝的出现，可通过控制冷却水的流速与循环冷却水的进出口温度差来达到控制混凝土降温速率的效果。

3.3混凝土施工期温度、应变监测设置

3.3.1测量仪器的选择

综合考虑仪器的适用性、精确度以及试验成本，对工程进行研究时应变计、温度计的测量仪器选择XF-510型振弦式应变计（自带测温功能），该仪器对混凝土拉应力的测量范围为0～ 1000με，拉应力测量精度可达到±lμε，该仪器的稳定测量范围为-30～80℃，温度测量精度达到±0.5℃。混凝土的裂缝监测仪器选择ZBL-F101裂缝宽度观测仪及皮尺进行裂缝量测。

3.3.2温度、应变监测点的布置

试验测量时要针对桥梁面板混凝土区域，考虑到拉应力的分布以及较大拉应力集中区域，监测中应变计的安装也呈梯度布置，靠近边角位置布置稍密，靠近底板侧面单方向布置，其余测点分横纵两个方向布置。竖向分三层布置，上下层以及侧面位置应变计可直接绑扎在结构钢筋上，中间层因现场安装条件的限制，未能和上下层位置完全对应，其中上下层各24个监测点中层20个监测点。具体布置见图2。

3.3.3桥梁混凝土施工期裂缝监测

ZBL-F101裂缝宽度观测仪采用现代电子成像技术，将被测结构裂缝原貌成像于主机显示屏幕上，通过屏幕上高精准激光刻度尺，读出真实可靠的裂缝宽度数据。本次监测主要借助ZBL-F101裂缝宽度观测仪以及皮尺测量记录混凝土主要裂缝的位置、最大宽度、长度、走向等。