淺析大體積混凝土澆筑溫控及養(yǎng)護措施

安克文, 李士超, 楊 號

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都 610072)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面尺寸比較大、一次澆筑方量大，混凝土澆筑完成后水化熱總量大、混凝土內(nèi)部溫度急劇上升導致的內(nèi)部極易引起混凝土裂縫，控制溫度引起的裂縫問題是大體積混凝土在施工過程中需要應(yīng)對的主要問題。根據(jù)以往研究可知：“大體積混凝土在養(yǎng)護階段水化放熱作用下混凝土中產(chǎn)生的不均勻溫度場因素，是引起這些結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要原因”。大體積混凝土在養(yǎng)護階段水化放熱作用下控制混凝土中產(chǎn)生的不均勻溫度場是在施工階段控制混凝土裂縫的主要措施。要控制混凝土裂縫主要從混凝土配合比及依據(jù)大體積混凝土內(nèi)部溫度場分布制定相應(yīng)的混凝土養(yǎng)護措施對控制混凝土裂縫具有重要的意義。

本文根據(jù)成都市某地鐵項目底板大體積混凝土實際施工過程中針對大體積混凝土分區(qū)分層設(shè)計及計算、大體積混凝土振搗、大體積混凝土溫控及養(yǎng)護措施進行具體分析，主要探討在大體積混凝土施工過程中的養(yǎng)護措施。

1 大體積混凝土配合比設(shè)計原則

在大體積混凝土澆筑中根據(jù)項目結(jié)構(gòu)及施工環(huán)境特點設(shè)計合適的混凝土配合比，在選擇水泥時應(yīng)優(yōu)先選擇水化熱較低的水泥有利于控制大體積混凝土溫控，外加劑應(yīng)選擇合適的緩凝高效減水劑從而有效降低單位體積混凝土的水用量達到降低混凝土水化熱的溫升及延緩水泥水化熱峰值的出現(xiàn)時間對施工現(xiàn)場在控制大體積混凝土早期裂縫有重要意義。

2 混凝土澆筑施工

在混凝土澆筑前應(yīng)提前作好大體積混凝土澆筑施工方案?？筛鶕?jù)施工場地環(huán)境、設(shè)計圖紙、商品混凝土站供應(yīng)能力、混凝土運距等信息綜合分析現(xiàn)場實際施工一次澆筑混凝土最大方量，做到混凝土澆筑施工平面分區(qū)立面分層，既保證混凝土連續(xù)澆筑不等料也避免一次澆筑面過大、勞動力不足導致發(fā)生質(zhì)量事故，在大體積混凝土澆筑施工方案中還需在大體積混凝土施工過程中針對大體積混凝土的澆筑、養(yǎng)護、溫控等方面的質(zhì)量保證措施及應(yīng)急處置方案。

2.1 分區(qū)分層澆筑

根據(jù)本工程的設(shè)計圖紙中后澆的帶位置、商混站的供應(yīng)能力、現(xiàn)場施工場地環(huán)境、一次投入勞動力情況及類似項目的施工經(jīng)驗及綜合分析，現(xiàn)場大體積混凝土一共劃分為7個流水段組織施工，利用設(shè)計圖紙中已有的4條后澆帶及按照項目場地環(huán)境、一次投入施工能力、混凝土供應(yīng)情況而設(shè)置的兩條施工縫(圖1、圖2)。

圖1 施工平面分區(qū)

圖2 泵車架設(shè)及罐車等待區(qū)域示意

結(jié)構(gòu)段寬取均值20m，混凝土自然流淌長度按12m計算，即澆筑面積約240m2，按分層厚度50cm計算為120m3；混凝土泵送量約50m3/h，澆筑120m3需2.4h，根據(jù)商品混凝土站提供的數(shù)據(jù)，試配混凝土初凝時間為6h，因此分層厚度50cm符合初凝時間要求。

2.2 混凝土振搗

為保證混凝土在澆筑過程中振搗密實，每段混凝土澆筑至少配備4臺φ50插入式振搗器，其中一臺備用，根據(jù)自然形成的流淌坡度，分前、中、后各布置1臺振搗器。第一道布置在混凝土卸料點，使出管混凝土順利通過面筋流入。第二道設(shè)置在中間部位，振搗手負責斜面混凝土的密實。第三道設(shè)置在流淌混凝土坡角處，確保下層鋼筋混凝土的密實。

插入式振搗棒應(yīng)快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，做到均勻振實，振動棒插入下層10cm左右連接振搗密實。振搗點均勻排列，間距400mm左右，呈梅花形布置，振搗時間一般以20～30s為宜，以混凝土表面呈水平不再顯著下沉，不再出現(xiàn)氣泡，表面泛出灰漿為準。振搗時防止振動模板，盡量避免碰撞鋼筋、管道、預埋件等，振搗棒應(yīng)距洞邊200mm以上(圖3)。

圖3 混凝土振搗點位布置示意

3 混凝土測溫

3.1 混凝土測溫點布置

施工流水段平面上按照5m×5m的方格網(wǎng)布置測溫點，立面上按照距離混凝土表面表面100mm、混凝土中部、距板底100mm布置三個測溫點，將編號的溫度感應(yīng)計固定于螺紋鋼筋上，在澆筑混凝土前將螺紋鋼筋固定于鋼筋骨架上，溫度感應(yīng)計的導線引出底板外并采取必要的措施包裹導線末端，防止導線末端被混凝土污染失效。

3.2 測溫要求

在混凝土澆筑完成后1～4d每4h測溫一次；5～7d每6h測溫一次；7～14d每12h測溫一次；15～28d每24h測溫一次。測溫工作應(yīng)由項目試驗員，按要求連續(xù)測溫。每次測溫結(jié)束后立即分析測溫結(jié)果，并將結(jié)果報送給項目技術(shù)負責人，若出現(xiàn)特殊情況需通知現(xiàn)場施工人員立即采取措施。

混凝土養(yǎng)護前14d以控制溫差為主，14d后以控制混凝土降溫速度為主?；炷琉B(yǎng)護前14d溫差控制25 ℃，預警溫差設(shè)定23 ℃，降溫速度不大于1.5 ℃/d。混凝土養(yǎng)護14d后溫差控制30 ℃，預警溫差設(shè)定28 ℃，降溫速度不大于3 ℃/d。混凝土內(nèi)部最高溫度與環(huán)境溫度差小于20 ℃后，可停止測溫并撤除保溫材料。

在混凝土澆筑的7d以內(nèi)，測溫負責人應(yīng)每天向現(xiàn)場技術(shù)組報送測溫記錄表，7d以后可2d報送一次。在測溫過程中，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土溫度指標達到預警值時立即報送至現(xiàn)場施工作業(yè)組，現(xiàn)場作業(yè)組應(yīng)立即采取措施。

4 混凝土養(yǎng)護施工

混凝土養(yǎng)護應(yīng)考慮大體積混凝土內(nèi)外溫差及混凝土表面的濕度兩個方面，前期在大體積混凝土水化熱達到峰值前應(yīng)主要考慮混凝土表面濕度損失過快在初凝階段產(chǎn)生的混凝土表面裂縫，后期應(yīng)主要考慮內(nèi)外溫差造成內(nèi)部溫度裂縫。

在實際施工過程中為防止混凝土在初凝過程中混凝土表面失水過快導致混凝土表面開裂，在大體積混凝土澆筑過程中采取邊收面邊覆薄膜的方式進行保護，有效地將混凝土表面的濕度控制在較高的水平，防止混凝土表面水分蒸發(fā)導致開裂，薄膜要上下錯開，搭接壓緊，搭接寬度不小于100mm。澆筑完成混凝土強度達到1.2MPa后在底板、頂板混凝土薄膜上鋪設(shè)雙層棉氈保溫。棉氈要上下錯開，搭接壓緊，形成良好保護層，搭接長度不小于100mm，在鋪設(shè)棉氈時避免破壞下部的薄膜導致局部位置混凝土表面失水過快。

在混凝土內(nèi)部溫度接近峰值時應(yīng)根據(jù)實時的混凝土測溫結(jié)果隨時調(diào)整養(yǎng)護方式，如局部地方內(nèi)外溫差超過23 ℃、混凝土表面溫度下降較快應(yīng)立即在相應(yīng)位置增加棉氈的層數(shù)，保證混凝土各項溫度指標在預警值以下，當?shù)装濉㈨敯寤炷恋谋砻鏈囟冉咏髿鉁囟葧r，撤除薄膜保護層及棉氈保溫層，改為灑水養(yǎng)護。

對于墻、柱混凝土無條件覆膜的豎向結(jié)構(gòu)采取帶模板養(yǎng)護7d即將外立面模板當成保溫層，拆除模板后在豎向結(jié)構(gòu)頂部安裝花管進行噴水養(yǎng)護。拆模后每日澆水次數(shù)日間不少于5次，夜間不少于2次。在實際施工中可在澆筑完成24h后將模板固定裝置如對拉絲桿等稍微松動，達到固定裝置松而不失效的程度即可，可降低后期拆模難度。

5 結(jié)束語

在總結(jié)常規(guī)大體積混凝土養(yǎng)護的基礎(chǔ)上結(jié)合混凝土溫控措施有針對性對局部位置加強養(yǎng)護的措施。既保證一般部位達到養(yǎng)護標準也能很好地解決特殊的局部位置混凝土養(yǎng)護措施，對控制混凝土裂縫有積極作用。為類似施工提供混凝土施工經(jīng)驗。