桥梁大体积混凝土施工中的温控方案与技术

张伯宏

中交第三航务工程局有限公司南京分公司

1 大体积混凝土施工时裂缝产生的主要原因

在浇筑时，水泥会产生水化热，而且混凝土结构内部具有较强的封闭性，所以内部的热量不能及时的散发出去，导致混凝土内部的温度上升迅速，最终导致混凝土出现较为明显的膨胀或者收缩现象。在初期浇筑的时候，因为结构强度和散热水平有限，所以不能有效的约束混凝土内部的温度，随着施工的继续，混凝土的强度也会增加，内部结构的约束也越来越大，导致混凝土的拉伸应力变大，一旦超过极限抗拉强度就会因温度变化产生裂缝。除此之外，外界温度的变化也会使混凝土的冷却速度发生变化，影响混凝土的强度。

2 对温控方案进行设计

2.1 原材料的准备过程

（1）水泥。在大体积混凝土施工中使用的水泥一般为矿渣硅酸盐水泥，因为其可以使水化热得到有效的缓解，与此同时，在混凝土凝结的过程中，使用矿渣硅酸盐水泥还可以使水化热现象得到有效控制；（2）骨料。大体积混凝土施工时针片状含量应控制在10%以内，对应含泥量也应该控制在1%的范围内；中砂材料也应该选择质量较高的材料，且应该将细度模量控制在2.3～3.0之内，其对应的含泥量也应该小于2%；（3）外加剂。外加剂应该选择性能较高的减水剂，在拌合混凝土的时候应该使用合理的配比，从而使混凝土初凝的时间得到延长，也可以使水泥水化热的时间得到延长；（4）配合比。本项目的施工时间为夏季，所以在施工之前应该进行试配，找到最合适的配合比。

由于种种原因的影响，会使原材料在称量的过程中出现不同程度的误差，因此为了使混凝土的质量得到控制，拌合楼应该控制各材料的误差。

2.2 对混凝土进行拌制

在混凝土拌制之前，施工人员应该严格按照配合比对原材料进行称取，并将称量误差控制在合理的范围之内，施工时应该选择质量达标的材料进行施工，同时还应该严格控制拌合时间。主要做法如下：

（1）拌和的施工工艺。混凝土的拌合施工工艺主要见图1。

图1 混凝土拌合工艺

（2）混凝土拌合的时候需要注意的事项。在拌合之前应该进行热工计算，随后经过试拌对骨料以及水的极限温度值进行测定，在实际的拌合过程中，应该使用冷却水控制温度，同时还应该控制水泥的温度，水泥温度低于40℃的时候才能投入到搅拌机中，使拌和质量得到控制。

2.3 对混凝土浇筑技术进行控制

为了使混凝土的运输效率得到提高，施工人员应该使用地泵进行运输，同时配合滑槽结构提升运输效率。

混凝土在入模之前，试验人员应该检测坍落度、温度等相应的指标，在对其进行浇筑的时候，应该控制混凝土的自由倾落度不超过2m，一旦大于2m，施工人员就应该使用漏斗以及滑槽辅助运输。

为了使大体积混凝土开裂现象得到缓解，在进行浇筑之前，施工人员应该使用降温防裂措施对其进行处理。处理方法主要有设置循环冷却水系统和搭设遮阳棚。图2为本工程四、五层主桥拱座冷却管的设计布置图。

图2 主桥四、五层拱座冷却水管布置图（单位：mm）

在施工的时候使用的方法为分层连续浇筑法，每层的厚度不应该超过30cm，为了确定每层的浇筑间隔时间，施工人员应该以初凝时间为依据，确保浇筑的质量。浇筑的施工应该使用水平分层法，浇筑完成后施工人员为了提高密实度还应该对其进行振捣处理。在浇筑完成后，施工人员应该保障循环冷却管完全覆盖该浇筑层，再进行通水试验。在施工的时候，施工人员应该对冷却管进行养护，并实时监控管中的水温，确保管道的内外温差小于25℃，确保施工的质量。

3 对大体积混凝土进行温控的主要技术

3.1 控制混凝土入模时温度的主要措施

混凝土入模时温度的影响因素主要有：第一，运输混凝土过程中产生的升温现象；第二，混凝土生产时原材料的温度。所以为了对混凝土入模温度进行控制，施工人员应该对材料出机的温度和材料运输中的升温速度进行控制，使其符合施工技术标准，主要做法有：（1）为了控制原材料的温度可以采取原材料提前入场、罐体淋水以及料仓喷雾方式对其进行处理；（2）施工的时候，施工人员应该将顶棚覆盖在骨料的上料区和存储区，防止混凝土在高温下进行施工，为了存储拌合用水，施工人员还应该在水池上加盖顶棚，除此之外，为了使混凝土的出机温度得到控制，施工人员还应该降低拌合物的温度；（3）控制泵送以及混凝土运输过程中的升温速度，在施工的时候，可以使用刷白混凝土罐体和罐车、拖泵遮阳以及泵送浇筑等措施对其进行处理。

3.2 对原材料的温度进行控制

（1）为了防止阳光直晒应该搭设料棚；（2）为了控制料棚内部温度的上升速度，应该将喷水系统安装在料棚顶部，对骨料进行喷雾处理；（3）对棚内的混凝土砂石料数量进行控制，保证其堆存时间大于3天，使热交换的质量得到保障。

3.3 采取低温水措施保障施工质量

当施工时段为夏天的时候，施工单位应该避免在中午高温环境下进行施工，在拌合混凝土的时候应该使用低温水，为了使拌合物的温度降低，施工人员还应该在蓄水池上加盖，防止其被阳光直晒而升温，进而降低拌合的温度，保证施工的质量。

3.4 对泵送和运输混凝土过程中的温度进行控制

在运输混凝土的过程中，应该对搅拌车罐体的转速进行控制，在确定搅拌车的数量时，应该以浇筑的速度为基础，减少施工的衔接时间。为了防止泵送过程中被阳光直晒，施工人员应该对输送泵管道进行包裹，包裹的材料应该选择高吸水性的海绵。

3.5 温度检测的控制措施

在监控大体积混凝土的温度的时候，为了使结果更准确，施工人员应该严格布置温度检测点，按照从底到中最后表面的顺序进行布置。在对平面的温度测点进行布置的时候，应该保证各个测点之间的距离不大于5米，在对混凝土内部的温度进行监测的时候，一般选用预留孔洞的方式，并将监测点布置在每个测温孔中。使用的测量工具一般为半导体液晶显示温度计，在对温度进行测量的时候，施工人员应该时刻关注温度的变化，当混凝土的温度开始升高且温差大于23℃的时候，施工人员应该采用相应的措施，降低混凝土的温度；如果混凝土的温度在降低且温差大于25℃的时候，施工人员应该对其进行保温处理，减少温度的变化。对混凝土温度检测技术进行控制，可以更准确地了解混凝土温度的实时变化情况，帮助施工人员作出准确的判断。

3.6 浇筑混凝土过程中的注意事项

（1）在浇筑的时候，应该将现场温度控制在28℃以下，夏天的时候为了确保浇筑时的温度，应该选择在傍晚或者凌晨进行施工；（2）在施工之前，施工人员应该清理模板，减少内部杂物，还应该对模板进行喷水处理，使施工温度得以降低；（3）在浇筑的时候，施工人员应该对浇筑层的厚度进行控制，使其散热效果得到提高，从而减少裂缝的出现。

4 结语

综上所述，施工人员应该对施工的各个环节都进行温度控制，并对温度进行实时的测量，为了使混凝土的温度得到控制，施工人员还应该采用冷却水管、裹覆海绵以及搭设遮阳棚等方式对其进行处理，使大体积混凝土的施工质量得到保障。