大体积混凝土施工的温控措施

浅谈大体积混凝土施工的温控措施

李鹏 河北省沧州市市政工程公司

摘 要：为防止产生温度裂缝, 通过工程实例详细介绍了承台大体积混凝土浇筑过程中的水化热影响及如何降低混凝土内部的绝热温升，施工时应采取温控防裂措施，减小混凝土的水化热和内外温差，本文着重对混凝土温升的控制进行论述。

关键词：大体积混凝土 ；配合比；措施

我标段桥梁有厚 2.5 米的承台工程数量多，对控制水泥水化热和降低温度应力，尽量不让其温度引起产生裂缝。我项目部在原材料选材控制和混凝土配合比试配上很下功夫，使其施工过程中严格控制好质量,把好各道工序关。为了控制因水泥水化热而产生的温升，并在承台底面、中部、表面分别埋设测温设施，采取 4-8 小时/班监测一次，检验砼的配合比是否满足预想的承台不产生裂纹的要求。

1 温度控制的范围

a) 混凝土的浇筑温度不宜超过 28℃。

b) 混凝土内部与表面的温度之差不宜超过 25℃,混凝土的温度骤降不应超过 10℃。

c) 混凝土拆模时，混凝土的温差不超过 20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

2 原材料及要求

a) 水泥的选用：水泥是选用陕西泾阳生产的声威牌PO42.5 级低碱水泥。因混凝土配合比中加有粉煤灰和矿粉，增加了混凝土的流动性，减少了水泥用量，水化热大大降低了。如:不同品种的水泥水化热不同，425# 矿渣硅酸盐水泥其3天的水化热为 180 kJ/kg,而普通 425# 硅酸盐水泥则250 kJ/kg,水化热量减少将近 30%。

b) 粗细骨料：粗骨料采用连续级配，细骨料采用中砂。石子的含泥量控制在小于 1%,砂的含泥量控制在小于 2%。砂是临潼区西泉乡渭河中含水率为 3% 的中砂，石子是泾阳含水率为 1% 的石子。

根据有关试验结果表明：粗骨料颗粒的形状对混凝上的和易性和用水量也有较大的影响。采用 5 mm-25 mm 石子，1 m3混凝土可减少用水量15 kg左右，在相同水灰比的情况下，水泥用量可减少 20 kg 左右。因此，粗骨料中的针、片状颗粒按重量计应不大于 15%,细骨料当采用细度模数为 2.79、平均粒径为 0.38 的中、粗砂，它比采用细度模数为 2.12、平均粒径为 0.336 的细砂，1m3 混凝土减少用水量20kg~2 kg，水泥用量可相应减少 28 kg~35 kg。这样就降低了混凝土的温升和减小了混凝土的收缩。因此我们选用的中粗砂细度模数为 2.7，石子掺配比例为：5-10mm；10-20mm；20-31.5mm=30%：40%：30%。

c) 外加剂：矿粉是西安德龙矿粉；粉煤灰是宝鸡宝源粉煤灰；减水剂是山西康特尔 KTPCA 聚羧酸高性能减水剂。为满足混凝土可泵性、和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂、矿粉、粉煤灰等。外加剂中的表面活性剂对水泥颗粒有明显分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用。可改善混凝土的和易性，又可降低拌和水、节约水泥水量和降低水化热。在混凝土内掺入粉煤灰可以改善混凝土黏塑性，因为粉煤灰具有一定活性可替代部分水泥，另外粉煤灰颗粒呈球形，能发挥“滚珠效应”起到润滑的作用。

3 控制混凝土的出机温度和浇筑温度

为了减低大体积混凝土总温升和减少结构的内外温差,控制出机温度和浇筑温度同样重要。对于出机温度的控制,根据搅拌前混凝土原材料总的热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理可知：对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响很小。为了进一步降低混凝土的出机温度,其最有效的办法就是降低石子的温度。为防止太阳的直接照射,在砂、石堆场搭设简易遮阳装置,必要时须向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。

4 承台大体积混凝土设计计算

各项参数：1m3 的 C40 砼参考配合比为：水泥∶269 kg 砂∶716 kg 石子∶1121 kg水∶149kg 粉煤灰∶95 kg S95 矿粉∶50 kg 减水剂∶3.73 kg，6 月天气大气温度定为 28℃，夜间温度为 20℃，水泥用量 W=269kg d28 每公斤水泥的累积最终热量 Q=375kj/kg 砼的比热 c=0.97kj/kg．K 常数 e=2.718 与水泥品种、浇捣时间有关的经验系数 m=0.362 龄期 t=3 砼的质量密度ρ=2400kg/m3，温度 28℃水化热速率 m 值为 m=0.3972，龄期 3 天，浇筑 2.5m 厚混凝土，查温降系数ξ=0.65，计算折减系数 K=0.666砼系数λ=2.33W/m·K 模板及保温层传热系数βq=23 W/m2﹒K 保护层厚度δi=0.03m　草帘的导热系数λ i=0.14 W/m﹒K。各项比热值为水 4.2 kj/kg ﹒K ，水泥、砂、石子均为0.84 kj/kg﹒K

4.1 混凝土拌合温度计算

则混凝土拌和温度：T0=（∑TiW c）/（∑W c）

∑W c=（149+32.69）×4.2+（269+716+1121）×0.84=2532.14 kj/℃∑TiWc=149×4.2×20+32.69×4.2×28+（269+716+1121）×0.84×28=65893.52（kj）

T0=（∑TiW c）/（∑W c）=65893.52/2532.14=26.0℃

（下转第251页）

能真正体现招标工作的公平性、公正性。

3 创新建筑工程施工技术管理措施

a) 切实加强教育，规范职业道德。要定期对招投标工作人员进行法制教育，使他们知法懂法，守法用法，自觉运用法律来约束自己，时刻做到警钟长鸣。要规范职业道德行为，做到讲原则、讲正气，不违规、不作假、不泄密。要加强廉政教育，提高自律意识，经得起各种诱惑，真正筑起一道攻不破、打不垮的廉政、道德防线。

b) 严格制度落实，提高业务水平。要严格落实上级及集团公司有关招投标制度和相关程序规定，按照程序和规定严密组织招标会，切实把公开、公正、公平的原则落实到整个招投标过程中。要加强对招投标人员的业务能力培训，使他们熟悉招投标业务和程序规定，不断提高业务素质和水平，使招投标工作更加规范，更趋合理。

c) 加强过程监督，强化措施落实。要实行招投标全过程公开、全过程监督。投标单位资格预审、开标、询标、宣布中标结果等都要在一定范围内公开进行，监督部门要全过程参与，严肃查处弄虚作假、串标、抬标的违规违纪行为。招标主管部门要强化责任，明确分工，确保资料齐全、妥善保管，使每一个招标项目都有案可查。为预防招投标中泄密问题的发生，必要时可采取集中保管通讯工具，不公开首次报价结果等措施；为解决确定投标单位存有倾向性和投标厂家少的问题，可采取使用单位、招标主管部门、相关业务部门和监督部门共同确定投标单位的方法。需要招标的，投标厂家或公司不得少于 3 家，其资质、诚信、产品、设备质量、技术性能等方面均在同一个平台上。

d) 认真组织考察，全面掌握情况。各单位和招投标主管部门，要切实做好正式招标前对投标单位的前期考察工作，做到熟悉其资质、诚信、产品、设备质量、价格和技术性能等相关情况；要通过多种方式了解其他同类产品、设备的价格和技术性能，并进行比较鉴别，真正掌握当前市场价格；同时，要了解投标单位的产品、设备在其他单位的使用情况和质量问题。为确定投标单位，为招标过程中的询标、定标提供足够的资料和数据保证。

e) 加强检查指导，完善管理制度。集团公司招投标主管部门，要定期对所属单位的招投标情况进行检查指导，及时总结好经验好做法，找出存在的问题和不足，不断完善和规范招投标管理制度，使招投标工作更加规范，更有成效。

4 结束语

我国建筑工程在施工技术管理过程中还有很多新的东西需要探讨，只要我们在工作中善于发现新的问题，并为之努力解决，就一定能使建筑工程在施工过程中所遇到的所有问题得到很好的解决。

参考文献：

[1]赵玉宁，现代建筑工程施工项目技术管理工作的科学开展．建筑工程施工资讯，2009，10．

[2]李鹏，王东伟，以完善的施工质量管理体系为基础提高建筑工程施工质量．建筑资讯．2009．12．

[3]周晓欧．现代建筑工程项目技术管理体系的完善——施

工项目技术管理工作科学开展的基础．建筑工程质量管理，2008，11．

4.2 搅拌站为敞开式，输送温度损失不计

则砼入模温度为Tj= T0=26.0℃，

4.3 因为3天的水化热温度最大

查表得知水化热温升时的混凝土的绝热温升计算：3d 龄期砼水化热绝热温升值 Th=WQ（1-1/emt）/（cρ）=269×375×（1-1/2.7183×0.3972）/（0.97×2400）=30.16℃4.4 混凝土内部最高温度为

T1(t)=Tj +Th×ξ=26.0+30.16×0.65=45.6℃

4.5 混凝土表面温度：采用30mm厚的草帘养护，大气温度为28℃

①混凝土的虚铺厚度砼结构的虚厚度h¹=Kλ/β，β=1/（∑δi/λi+1/βq）=1/ （0.03/0.14+1/23）=3.88，故h¹=0.666×2.33/3.88=0.40m，②混凝土的计算厚度 H=h+2 h¹=2.5+2×0.40=3.30m，混凝土的最大综合温差ΔT=T1(t)-Tq=45.6-28=17.6℃，③混凝土表面温度T2(t)=Tq+4h¹（H-h¹）ΔT/H2=28+4×0.40×（3.30-0.40）×17.6/3.32=35.5℃，混凝土结构中心最高温度与表面温度差为 45.6-35.5=10.1℃；夜间砼表面温度与大气温度差为 35.5-20=15.5℃；则白天砼表面温度与大气温度差为 35.5-28=7.5℃，，此混凝土配合比各项温差指标均未超过 25℃夜间最低温度定为 20℃；砼结构表面覆盖一层塑料膜和 30mm 厚的草帘，即可保证混凝土的质量。

5 监测承台的水化热温度

为了进一步了解大体积混凝土水化热的大小以及不同深度处温度场升降的变化规律,可在混凝土内不同部位埋设钢热传感器,用混凝土温度测定记录仪,进行施工全过程的跟踪和监测,这样在施工过程中,对大体积混凝土内部各部位的温度变化跟踪监测数据如下：

工程名称：大西高铁 15 标段构部位：承台，砼强度等级：C40，砼配合比编号：2010—PB—018—56D，砼方量（m3）：210.6 ，砼浇筑日期：2010.06.18，砼浇灌温度（℃）：26，开始养护温度（℃）：26，测温日期时间，各测点温度

气温 1表2中3底4表5中6底7表8中9底

6月19日7时26.6 31.5 42.7 42.9 34.3 44.2 44.6 33.6 43.8 44.7

6月19日9时 27.9 31.2 42.8 42.2 33.6 43.7 44.1 32.9 43.1 44.3

6月19日11时 29.8 31.4 42.5 41.7 34.2 43.3 43.7 33.2 42.7 44.1

6月19日13时 33.6 31.8 43.2 41.6 33.5 43.8 43.6 34.2 42.1 43.7

6月19日15时 34.2 31.5 42.8 41.9 33.2 44.3 42.5 33.7 41.8 43.1

6月19日17时 31.3 30.7 41.4 41.8 33.1 43.1 42.1 32.8 41.5 42.7

6月20日7时 27.8 30.5 41.1 40.4 33.2 42.1 42.2 32.6 41.3 42.1

6月20日9时 30.4 30.7 40.7 40.2 30.4 41.9 42.1 32.1 40.7 41.7

6月20日11时 31.8 30.4 40.5 39.8 30.5 41.7 41.8 31.7 40.6 41.5

6月20日13时 32.7 30.5 40.3 39.7 30.1 41.5 41.7 31.3 40.3 41.1

6月20日15时 31.6 30.1 40.4 39.4 30.0 40.3 41.3 30.8 39.7 39.5

6 结语

依据各项试验表明：对我项目部事前的各项准备工作进行了检验，达到预想的目的，为本标段桥梁承台施工奠定了坚实的基础，结累了大体积混凝土施工的施工经验。

参考文献：

[1]块体基础大体积混凝土施工技术规程（YBJ224-91）

[2]混凝土结构计算手册吴德安 2002

[3]苏通大桥辅桥主墩承台大体积混凝土施工温度控制［J］.

[4]桥梁建设，贾应春，崔清强.2006，（1）

[5]高层建筑施工手册，杨嗣信. 1995

[6]粉煤灰混凝土运用技术规范.

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