桥梁工程大体积混凝土水化热控制施工技术应用研究

柏松

摘要：在桥梁施工中大体积混凝土会释放出大量的水化热，造成混凝土内外出现较大的温差，在固结后出现温度裂缝，本文笔者结合实际工程概况，论述了混凝土水化热控制施工技术。

关键词：桥梁;大体积混凝土;水化热;施工

随着施工技术的发展和满足工程实际的需要，大型化的砼结构越来越常见，其中桥梁拱座是一种典型的大体积砼结构。水泥水化过程中产生水化热，会导致砼体积膨胀或收缩，结构受到内、外部约束时将产生温度应力，使大体积砼结构产生裂缝，大大降低结构的防水性能、承载力、耐久性等。水化热是结构耐久性、稳定性降低的重要原因。

1工程概况

某桥梁承台结构高度为6m，平面大小为24×25m，混凝土浇筑量为3500m3，属于大体积混凝土施工。水泥选用矿渣硅酸盐水泥，粗骨料选用5-40mm的连续级配碎石，要求骨料中泥的含量控制在1%内，针片状含量控制在10%内，细骨料为中、粗砂，细骨料中含泥料要求控制在2%内，选用复合型外加剂。

2混凝土水化熱分析

2.1热学性能分析

大体积混凝土热学性能主要包括密度、比热、导热系数、导温系数4个方面，热学性能使用式（1）进行计算。

3混凝土浇筑温度控制技术

降低混凝土浇筑温度的措施有多种，常见的由冷却骨料、冷却水、冷却胶凝材料和预冷混凝土等。在具体工程应用时，应考虑工程项目的场地、设备、能耗、施工等多种因素的影响选择合适的温度控制措施。总的来说，制冷水综合成本最低，但由于其降温幅度有限，所以必要时还需要增加其他措施。当工程规模较大时，投入片冰、风冷或水冷骨料设备综合成本已经降低到可以接受的水平。液氮基本无土建费用，主要为材料费用，在工程规模小于20万m3混凝土时，与风冷和水冷骨料相比，具备了一定的成本优势，可以考虑采用。具体工程可根据情况采用多种措施组合。埋设冷却水管是控制混凝土内部温度的有效手段，在大体积混凝土的施工过程中发挥着重要的作用。水管的布设间距、管材材质、管径和管长、水温和流量等会影响混凝土的降温效果，其中管径和管长的影响较小，布设间距对降温效果的影响最为明显。因此，冷却水管的埋设必须根据设计计算的结果，选择用合适直径的管材，严格控制布设间距，确保冷却水管的降温效果。冷却水管埋设完成后，只能通过控制水温和流量的方法降低混凝土稳定。冷却水管的问题在于不能全部均匀布满整个混凝土，在混凝土内部会出现温度梯度，这种温度梯度对混凝土裂缝是否有影响还有待进一步的研究。在大体积混凝土进行施工时，受现场环境、初凝时间及机械部署等因素的限制一般都是分块、分层、分次进行浇筑施工。在竖直方向上，承台厚度为6.5m，综合考虑备料能力、基底承载力及水化热等因素按照第一次浇筑2.5m，第二次浇筑4m，分两次进行浇筑。在水平方向上，将承台分为8块，由2台混凝土泵车分别负责4块进行施工浇筑，混凝土浇筑采用跳仓法施工。设置冷却管是控制混凝土内温度的最有效方法之一。在浇筑混凝土之前埋设冷却管，利用冷却管内部流动的冷水进行散热，以达到降低混凝土内部温度的目的。在大体积混凝土承台浇筑时立即通水冷却。通过计算原定流量为2.55m3/h，但在实际施工过程中还需结合现场实际情况进行适当调整，在1-7d，流量采用2-2.5m3/h，而在7-14d，则需结合实际所需间断性通过。同时，依据实际温度监控数据对冷却水流量进行合理调整。当利用冷却管降低混凝土内部温度时应密切关注混凝土与凝结水之间的温差，并对水温进行合理调整。如果温差较大可通过加快通水速度来减小温差;如果温差比较小，且降温速度快时，可通过减缓通水速度来控制温差，以保证温度能符合设计规范要求。

4混凝土养护

对于混凝土的养护通常从保湿和保温两方面进行。由于本工程采用钢模板作为其承台模板，因此选用透水模板布对侧壁进行保温保湿养护。承台表面等到混凝土初凝后，采用洒水和覆盖土工布的方式进行养护。养护用水利用冷水管出水，养护时间根据具体情况进行合理调整，但总体时间要保证7d以上。

5混凝土水化热理论值和现场实际测量值对比

在进行大体积混凝土浇筑的过程中，根据实际情况，在混凝土承台中的测点处和控温断面处布置了温度传感器，以便可以及时了解大体积混凝土结构中各个位置的温度变化情况，从而更好地对养护工作进行指导。将现场实际测量值和理论值进行对比后得到的对比结果。

6结语

综上所述，桥梁大体积混凝土施工的温控措施对工程质量起着非常重要的作用。为有效防止温度裂缝产生，保证大体积承台混凝土施工质量，做好温度控制，降低水化热是桥梁承台施工的关键。通过分析本工程的施工控制可知，通过严格控制混凝土浇筑温度、降低水泥水化热、混凝土养生、埋设冷却管降温、采用科学的监测方法、合理布置监测点、注意监测频率以及加强监控与反馈等措施，可以有效控制温度裂缝，保证桥梁大体积混凝土施工顺利完成，确保工程施工质量。