大體積混凝土蓄水養(yǎng)護方法的應用

□文/張 軍

基于大體積混凝土水化熱溫度峰值在中心，在常用的養(yǎng)護方式中，內部降溫是最有效的方法。目前工程實踐中多以在混凝土表面覆蓋隔熱材料（如薄膜加防火草簾）為主，該方法一般只要按照施工方案嚴格執(zhí)行，效果較好，但由于人為因素較多且計算時的假定往往同實際溫度變化存在差異，導致進場保溫材料準備不足或者有漏鋪、少鋪現(xiàn)象，致使混凝土產生裂縫。為此，在大體積混凝土施工中，逐漸嘗試用液態(tài)物質覆蓋混凝土表面的保溫養(yǎng)護方式，既滿足了養(yǎng)護需求，又可減少二次污染。

工程概況

天津燕趙大廈項目坐落在濱海新區(qū)中央商務區(qū)內，建筑總體造型呈菱形布局，占地0.6 hm2，總建筑面積5.2萬m2，地下2層為附建式人防工程，平時用于車庫及設備用房，地上25層為高檔公寓及5A級寫字樓，建筑高度99.75 m。該工程基礎底板呈較規(guī)則菱形，面積70.5 m×72.4 m，厚約為1.8 m，局部厚達2.5 m，混凝土總量約為12 250 m3，采用泵送商品混凝土C40S8，混凝土養(yǎng)護采用蓄水方式，測溫委托第三方進行。

蓄水深度估算

工程實踐中，保溫養(yǎng)護是根據(jù)熱交換原理，即依據(jù)每立方米混凝土在確定時間內，內部中心溫度達到表面溫度時釋放的熱量，等于此期間內混凝土散失到外界大氣中的熱量，確定保溫層厚度。在混凝土養(yǎng)護中，利用水的導熱系數(shù)較低，在其表面存蓄一定厚度的水，以達到一定的隔熱保溫性，減少混凝土內表與外界空氣的熱交換。實際計算中簡化了因底板厚度不同對計算結果的影響，按厚度最大值并根據(jù)GB 50496-2009《大體積混凝土施工規(guī)范》附錄中的公式計算混凝土在不同齡期時的里表溫度值，見表1。

表1 混凝土不同齡期里表溫度

將計算值代式（1）。

式中：hw——蓄水深度，m；

x——蓄水養(yǎng)護時間，h；

M——混凝土結構表面系數(shù)，m-1；

TMAX——混凝土計算最高溫度，℃；

T2——混凝土計算表面溫度，℃；

Kb——傳熱系數(shù)修正值；

λw——水的導熱系數(shù)，取0.58 W/（mg·K）；

TJ——混凝土澆筑溫度，℃；

mc——混凝土中膠合料用量，kg/m3；

Q——水泥28 d水化熱，kJ/kg。

計算得到蓄水厚度應在21～25 cm之間，即可保證混凝土里表溫差≯25℃并滿足規(guī)范要求。實踐中按最高計算結果蓄水并可根據(jù)實際測溫情況調整蓄水深度，以始終滿足GB 50496-2009的要求。

測溫點的布置和實測數(shù)據(jù)分析

項目測溫點按GB 50496-2009要求，平面布設11個位置，各位置垂直向又各布設5點，共計布設55點，見圖1和圖2。

圖1 測溫點垂直布置

圖2 測溫點平面布置

監(jiān)控混凝土澆筑后的溫度變化情況。測溫過程中所得溫度值與計算結果基本吻合，溫度變化時間同假定基本一致。見表2。

表2 混凝土實測溫度

內部測溫自混凝土澆筑后12 h進行，連續(xù)測溫14 d。混凝土入模溫度28.4℃，平均環(huán)境溫度28.5℃，最高30℃，最低25℃；測溫點自澆筑后36 h后開始處于溫升階段，至澆筑完成后89 h達到最大值，各點最大平均值72.6℃，最大值73.3℃；至混凝土澆筑完成后330 h，各測溫點測得的混凝土里表溫度差絕大部分均位于25℃內，測得溫度最大平均值51.6℃，最大值53.8℃。

整個測溫期間混凝土里表溫差基本控制在25℃內，溫降速率平緩，指標符合規(guī)范要求。養(yǎng)護中期因養(yǎng)護水流失蒸發(fā)，導致水位降低，加快表面溫度的流失速度，造成里表溫差有所加大，最大值出現(xiàn)在澆筑后98 h時，達到26℃后及時采取措施增加蓄水深度，及時控制溫差，此后不斷調整蓄水深度，保證了里表溫差始終在控制范圍內。

總結

（1）實踐中可隨時根據(jù)實際情況調整蓄水深度，控制混凝土里表溫差，從而避免以材料準備不足或因人為因素導致的不利條件出現(xiàn)，進而無法有效控制混凝土里表溫差。

（2）蓄水時應事先在擬蓄水深度的基礎上提高5～10 cm，做好擋水墻，以免因滲漏導致蓄水深度不足，加快水體流動，加大熱交換；同時在蓄水后最好能及時在表層覆蓋薄膜，以免因風使水體波動。

（3）采用蓄水養(yǎng)護有效地解決了因人為因素及實際與估計不足之間的差異，導致的混凝土表面覆蓋不完全及覆蓋材料不足的可能。

（4）養(yǎng)護水作為可循環(huán)資源，可減少采用其他養(yǎng)護材料可能造成的環(huán)境污染和資源浪費并可節(jié)約一定資金成本。