大体积混凝土降低温差措施论文

大体积混凝土降低温差措施
【摘要】目前基建工程施工中越来越多采用大体积混凝土，对大体积混凝土结构的耐久性来说，防止产生裂缝是一项重要的施工措施。

本文以一个工程实例为背景，介绍降一种既经济又可靠的降低温差措施来预防裂缝，对于同类的结构具有一定的借鉴与参考作用。

【关键词】大体积；混凝土；温差；保温；养护
工程概况
某架空送电线路跨越江门市西江，大跨越档距为1013m，铁塔高度124 m，由于基础持力层土质为微风化岩，设计采用天然大板式基础，混凝土设计强度为c25，单个基础最小边长为3.5米，其体积为176 m3。

根据国家相关工程技术规范规定, 混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土称为大体积混凝土，因此该基础属大体积混凝土结构。

施工期正值高温夏热天，如何确保混凝土浇筑后养护全过程不出现结构温差裂缝是主要控制内容，在施工前要确定质量预控措施。

笔者结合当地实际提出“降低混凝土内部发热，体外加强保温养护”的降低温差的措施，经过现场实践取得了良好的效果。

1 避免由于大温差而产生裂缝的基本施工操作
水泥水化热导致内外温差大于25℃时，易产生温度应力导致裂缝。

其主要处理控制原则为：减少热量、散热、控制温差。

1.1 首先要正确选择大体积混凝土的浇筑方案应采用分层浇筑，保证在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕。

分层浇筑方式有三种：全面分层、分段分层、斜面分层。

1.1.1 全面分层：从短边开始，向长向浇筑。

浇筑层厚度一般不大于振捣棒作用部分长度的1.25倍，常用的插入式振捣棒作用有效长度为450mm；
1.1.2 分段分层：当结构的厚度较小而面积或长度较大时采用；
1.1.3 斜面分层：混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移。

1.2 大体积混凝土的振捣
采取振动棒分层分段振捣，振动棒一般垂直插入，并插入到下层尚未初凝的混凝土中50～100mm,促使上下层相互结合。

振捣时，要做到“快插慢拨”，振动棒各插点的间距应该均匀，不要忽远忽近，一般间距不要超过振动棒有效作用半径的1.5倍；在振动界限以前对混凝土进行二次振捣。

1.3 模板
1.3.1 大体积混凝土的模板和支架系统除应按国家现行有关标准的规定进行强度、刚度和稳定性验算外，同时还应结合大体积混凝土的养护方法进行保温构造设计；
1.3.2 大体积混凝土的拆模时间，应满足国家现行有关标准对混凝土的强度要求，混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃；当模板作为保温养护措施的一部分时，有条件时宜适当延迟拆模时间。

1.4 大体积混凝土的养护
养护方法通常有两种：保温法和保湿法。

本文重点内容是介绍以保温法为主的养护方法。

养护时间要求：浇筑完毕后，保湿养护不少于14d。

1.5 大体积混凝土裂缝的控制
1.5.1 降低混凝土的入模温度（温升值不大于50℃），控制混凝土内外温差，小于25℃；降温速率不大于2℃/d；表面与大气温差不大于20℃；
1.5.2 优先选用低水化热的矿渣水泥，并适当使用缓凝减水剂；
1.5.3 保证强度等级前提下，适当降低水灰比，减少水泥用量；
1.5.4 及时对混凝土覆盖保温、保湿材料，并进行养护；
1.5.5 进行二次抹面工作，减少表面收缩裂缝。

2 “降低混凝土内部发热，体外加强保温养护”的原理
大体积混凝土体内发热主要是胶凝材料在水化过程产生大量的水化热，而其内总热量又与其组成材料混合初始含有热量有关。

混凝土从浇筑到养护都会产生不同的温度，由于浇筑混凝土结构与养护阶段初期混凝土强度不断增长，内温也不断升高，而外部表面散热快，内部散热慢会导致外温差大从而产生温差应力，当强度增长速度低于温差应力时结构有可能产生裂缝。

为降低和避免混凝土结构裂缝的产生，现场施工采取相应的措施是非常重要的。

从配制混凝土开始降低水化热，控制混凝土中心温度和表面温度之差；在结构各散热表面采用有效的保温和吸收大气热源储热，
使混凝土在养护前期体内外所需平衡热温下促使其强度能增长得
较快，为出现大温差应力前结构已产生足够的抵抗应力，保温层又能缓慢地散热满足后期结构表面不会出现因与大气温差过大而产
生裂纹。

采用“降低混凝土内部发热，体外加强保温养护”的指导思想，结合具体工程制订大体积混凝土养护工艺是既经济又合理的。

3 现场施工中实施“降低混凝土内部发热，体外加强保温养护”的方法
3.1 混凝土配合比的选定
3.1.1 大体积混凝土配合比胶凝材料选用低水化热品种水泥是比较合理的，但市场上的商品混凝土供应商都已约定了较固定水泥供应厂家，储存设备生产线很难满足指定水泥为现场需要独立生产，为此先作市场调查综合分析选取较合适的商品混凝土供应商，通过商品混凝土供应商共同试配低发热混凝土。

3.1.2 设计图纸审查时建议设计单位采用混凝土60d或90d强度作为指标。

采用60d或90d的后期强度，这样可以减少大体积混凝土中的水泥用量，提高掺合料的用量，以降低大体积混凝土的水化温升。

同时可以使浇注后的混凝土内外温差减小，降温速度控制的难度降低，并进一步降低养护费用。

3.1.3 混凝土拌和用水量的控制也是关键，不宜大于175kg/m3。

3.1.4 掺加适量粉煤灰取代一部分水泥以降低水化热产生的高温峰值，同时可改善混凝土的和易性；粉煤灰掺量不宜超过胶凝材
料用量的40%。

3.1.5 水胶比不宜大于0.55；砂率宜为38～42%；拌合物泌水量宜小于10l/m3。

3.1.6 掺加高效早强减水剂，以减少水和水泥的用量，延长混凝土达到最高温度的时间。

3.1.7 采用较低流动性混凝土，严格控制水灰比，尽量减少单位体积混凝土的用水量，从而直接降低了水泥用量。

3.2 降低混凝土的浇筑温度
外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高。

混凝土温度增高，将加速水泥的水化反应，使混凝土升温很快达到峰值，不利于降低混凝土的最高温度和减小内外温度差。

由于工程施工集中在夏季进行，施工环境气温较高，采取以下方法以降低混凝土的浇筑温度。

3.2.1 施工前做好准备：施工现场总平面布置应满足大体积混凝土连续浇筑对道路、水、电、专用施工设备等的需要，并加强现场指挥和调度，尽量缩短混凝土的装运时间，控制合理的入模温度，提高设备的利用率。

3.2.2 降低原材料如：砂、碎石、水泥等的初始温度。

露天堆积的碎石应淋水进行冷却，储砂料仓需搭设凉棚，水泥储罐需定时喷水进行降温；这项措施跟商品混凝土厂家经约定是能配合做到的。

3.2.3 尽可能选择在环境气温较低的一早一晚时段进行浇筑混凝土施工。

3.2.4 控制拌和用水温，控制水温不超过16～18℃或更低，这项措施也是要跟商品混凝土厂家经约定是能配合做到的。

3.2.5 泵送混凝土的管道用麻包袋覆盖淋水降温，降低混凝土输送过程产生的摩擦热。

4 大体积混凝二次振捣工艺
大体积混凝土采用二次振捣工艺，即在混凝土浇筑后即将凝固前，在适当的时间和位置给予再次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止混凝土沉落出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提高，从而提高抗裂性。

振捣时间长短应根据混凝土的流动性大小而定。

5 混凝土的保温养护
混凝土浇筑完毕后转入养护阶段混凝土产生裂缝的一个重要环节，是尽可能使新浇筑混凝土少失水分以入及内外温差控制在允许范围内（不超过20℃）。

混凝土表面干燥或水分蒸发过快和温度下降幅度较大时，会引起混凝土表面开裂，且裂缝会向体内延伸发展。

因此，要尽量长时间的保温和保持混凝土表面湿润，以使其表面冷却过程缓慢和保持湿润，使混凝土能够产生足够的强度以抵抗温度应力。

因此采用体外强保温的措施：
5.1 模板构造是首要的控制要素，本工程结合清水混凝土工艺要求采用保温夹板，模板外侧包裹0.3mm塑料薄膜。

5.2 分层浇筑，每层浇筑高度不超过1.5m。

5.3 浇筑混凝土后全面覆盖0.3塑料薄膜构成一个保温暖棚。

5.4 在冬春季节大气温度较低为解决模外温度差的缩小，在混凝土初凝后可在薄膜空间输送50℃以上的暖“蒸”气持续两天以上，其效果会更佳。

6 结语
架空线路基础工程通常是施工环境较差，水源短缺，养护用水较困难，因此采用大体积混凝土“降低混凝土内部发热，体外加强保温养护”能很好地解决养护水源困难的问题。

这种降低温差工艺在多个大体积铁塔基础的现场实践也取得了良好的效果，它的主要原理是把混凝土结构构件在其初凝后通过使用表面覆盖塑料，再加设薄膜棚，通过“环保”的保温方法提速混凝土的强度增长，以抵抗温差形成的温度应力。

参考文献：
[1]《大体积混凝土施工规范》gb50496 -2009.。