水利工程大体积混凝土施工温度监测及施工质量控制措施

2018-02-14杨得萍

建材与装饰 2018年48期

杨得萍

（江门市水电有限公司）

随着水利工程中大体积混凝土的广泛运用，其施工过程中裂纹问题逐渐凸显并引起人们的广泛关注，做好施过过程混凝土温度监测，对保障工程质量具有重大意义。因此，必须要认识到水利工程中大体积混凝土温度和质量监控的重要性，做好大体积混凝土的浇筑养护工作，降低施工过程中的质量问题，才能有效保证水利工程中大体积混凝土预期功能的长效发挥。

1 水利工程中大体积混凝土的质量通病

水利工程大体积混凝土的结构整体性要求比较高，整体浇筑不能留施工缝，这样才可以大大降低工程实践中大体积混凝土施工冷缝问题。目前水利工程大体积混凝土的主要质量问题有：①泌水现象，这一问题会降低混凝土强度，出现脱皮、起砂等不良现象，这是因为上、下浇筑层施工的间隔时间长，使得分层之间产生了泌水层；②混凝土表面水泥浆过厚，这是因为大体积混凝土量非常大，其输送是运用泵进行的；③早期温度裂缝，混凝土浇筑后会造成早期内外温度差过大的问题，所以此时大体积混凝土会出现温度裂缝，即表面裂缝和贯穿性裂缝。其中表面裂缝是因为其体积大，浇筑后加大了水泥的水化热量，使得内部的水化热聚集散发困难，明显增加了混凝土内部的温度。但是因为其表面散热较快，所以内外形成了较大温差，使得其表面产生了拉应力，混凝土的早期抗拉强度低，这样的拉应力就出现了裂缝。通常这一温差在表面处较大，在接近表面的范围内会出现裂缝，但是表面层以下结构没有受到影响。而贯穿性裂缝与其结构温差有关，在约束地基上浇筑大体积混凝土时，拉应力超过了混凝土的极限抗拉强度，而没有做好特殊措施来取消约束，对于约束接触处产生的裂缝就会对整个表面都产生裂缝。

2 水利工程大体积混凝土施工温度监测

2.1 冷却管比选

在水利工程大体积混凝土施工中，普通钢管不够经济，重量轻，操作方便，所以普通钢管可以用专用声测管代替。而且专用声测管的壁厚小，可以更好的传递热量，快速的进行循环降温。声测管运用了液压接头，通过直通接头或弯头来将两根声测管对接压紧[1]。但是声测管也有很多缺点，比如直通接头和弯头需要很多，不容易发生变形，在一段距离后加固需要运用定位钢筋，加强浇筑振捣混凝土过程的保护。布置冷却水管时可以运用四进四出的设置，通过各层的独立循环，循环冷却水管要每隔1m布置一层在离承台底0.5m沿承台高度方向，其中冷却水管的间距为2.4m左右，上下层间可以相互错开1.2m。对于浇筑到每一层的冷却水管高度的混凝土，要进行通水循环，保证芯部混凝土与表层混凝土之间、表层混凝土与环境之间的温差在小于15℃。安装完毕冷却水管后，为了避免混凝土浇筑过程中发生漏浆堵管和通水过程漏水的现象，通常都要事先进行试通水。布置测温元件时，要沿中心线布置其测温线，测试区和监测点的布置范围为承台平面图对称轴线的半轴线范围，并按平面进行分层布置。而布置承台测温线时，要保证在承台轴线上设置测温线探头，保证可以监测到埋深的各层混凝土温度。同时不能将测温线的探头与承台钢筋接触，这样金属探头才不容易被破坏，后续测温的效果也不会受到影响。通常不会在承台里面悬空设置测温线探头，一般会在承台钢筋上用扎丝进行固定，但是扎丝不能绑扎苔紧，这样在浇筑混凝土时探头才不会被冲断或冲坏。

2.2 混凝土浇筑

整体分层连续浇筑施工或推移式连续浇筑施工主要应用在大体积混凝土施工中，在浇筑混凝土前，根据混凝土配合比做好事先的试配，对混凝土的设计情况进行检查。其通水循环要在混凝土浇筑到每一层冷却管后开始，此时混凝土的温峰有效消减，这就是内散工艺。浇筑完毕混凝土后，在承台表面要及时进行蓄水养护，保证蓄水深度为15～30cm，此时混凝土表面温度散失会推迟，蓄水时要运用冷却管出水口进行热水排放，这样才能减小承台的内外温差，即外蓄工艺。养护大体积混凝土要保证其满足温度和湿度条件，通过保温养护混凝土表面的热扩散会减少，其混凝土表面的温度梯度也会减小，降低表面裂缝产生的可能性。而且其还可以延长散热时间，充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性，使得混凝土的平均总温差的拉应力比混凝土抗拉强度小，这样贯穿裂缝也会大大减少。而保湿养护混凝土是为了提高混凝土的极限拉伸强度，因为潮湿条件下混凝土可以保证水泥水化作用的顺利进行。对于刚浇筑不久的混凝土，其还未完全凝固硬化，水化速度快，如果可以提供适宜的潮湿条件，混凝土表面就不容易出现脱水，干缩裂缝的可能性比较小。

2.3 温度监测统计

在监测大体积混凝土的温度时，要将测温线与仪器配套起来使用，因为测温线的规格不同，选择测温线长度要根据承台的尺寸进行。浇筑完成承台混凝土后，要每天观测其养护期的情况，通常在第一天要观测两次，其后可以两小时观测一次，对环境温度和测温时间进行记录，并在多次测量后对数值变化不大的数值进行记录。在测温结束后，进行数据的汇总，并根据温度变化进行曲线绘制[2]。

3 水利工程大体积混凝土施工质量控制

3.1 制定合适的浇筑方案

大体积混凝土的浇筑方案主要有三种：全面分层、分段分层和斜面分层。在浇筑大体积比较厚的混凝土时，最好进行分层浇筑，这样才能保证结构的整体性和施工的连续性，上层混凝土浇筑最好在下层的混凝土初凝前完成。通常大体积混凝土的浇筑方案要考虑多方面的因素，比如整体性要求、结构大小、钢筋疏密和混凝土供应等。

3.2 振捣混凝土

振捣混凝土要运用振捣棒进行振捣，通常二次振捣要在混凝土初凝前完成，对于混凝土泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙要进行排除，这样混凝土与钢筋的握裹力才会大大提高。而且在沉落作用下混凝土会出现裂缝，出现内部微裂的情况，提高了混凝土的抗压强度，所以其抗裂性也有所提高[3]。

3.3 养护混凝土

大体积混凝土养护方法有两种，即使保温法和保湿法。通常在浇筑完毕大体积混凝土后，在12h内要做好覆盖和浇水工作，这样才能保证新浇筑混凝土的硬化条件，其早期也不会因为干缩产生裂缝。对于普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，其养护时间比较长，在14d以上，而矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土在21d以上。

3.4 控制大体积混凝土裂缝

在大体积混凝土裂缝控制中，低水热化的矿渣水泥拌制混凝土可以优先使用，水灰比可以适当降低，这样不仅减少了水泥用量，也保证了混凝土设计强度的等级。混凝土内外的温差要做好控制，保证在无设计要求下混凝土的入模温度不超过25℃。而且也要做好混凝土覆盖保温、保湿材料的管理，在基础内部预埋冷却水管，运用循环冷却水对混凝土水化热温度进行强制降低。