水利工程大體積混凝土施工溫度監測及施工質量控制措施

楊得萍

（江門市水電有限公司）

隨著水利工程中大體積混凝土的廣泛運用，其施工過程中裂紋問題逐漸凸顯并引起人們的廣泛關注，做好施過過程混凝土溫度監測，對保障工程質量具有重大意義。因此，必須要認識到水利工程中大體積混凝土溫度和質量監控的重要性，做好大體積混凝土的澆筑養護工作，降低施工過程中的質量問題，才能有效保證水利工程中大體積混凝土預期功能的長效發揮。

1 水利工程中大體積混凝土的質量通病

水利工程大體積混凝土的結構整體性要求比較高，整體澆筑不能留施工縫，這樣才可以大大降低工程實踐中大體積混凝土施工冷縫問題。目前水利工程大體積混凝土的主要質量問題有：①泌水現象，這一問題會降低混凝土強度，出現脫皮、起砂等不良現象，這是因為上、下澆筑層施工的間隔時間長，使得分層之間產生了泌水層；②混凝土表面水泥漿過厚，這是因為大體積混凝土量非常大，其輸送是運用泵進行的；③早期溫度裂縫，混凝土澆筑后會造成早期內外溫度差過大的問題，所以此時大體積混凝土會出現溫度裂縫，即表面裂縫和貫穿性裂縫。其中表面裂縫是因為其體積大，澆筑后加大了水泥的水化熱量，使得內部的水化熱聚集散發困難，明顯增加了混凝土內部的溫度。但是因為其表面散熱較快，所以內外形成了較大溫差，使得其表面產生了拉應力，混凝土的早期抗拉強度低，這樣的拉應力就出現了裂縫。通常這一溫差在表面處較大，在接近表面的范圍內會出現裂縫，但是表面層以下結構沒有受到影響。而貫穿性裂縫與其結構溫差有關，在約束地基上澆筑大體積混凝土時，拉應力超過了混凝土的極限抗拉強度，而沒有做好特殊措施來取消約束，對于約束接觸處產生的裂縫就會對整個表面都產生裂縫。

2 水利工程大體積混凝土施工溫度監測

2.1 冷卻管比選

在水利工程大體積混凝土施工中，普通鋼管不夠經濟，重量輕，操作方便，所以普通鋼管可以用專用聲測管代替。而且專用聲測管的壁厚小，可以更好的傳遞熱量，快速的進行循環降溫。聲測管運用了液壓接頭，通過直通接頭或彎頭來將兩根聲測管對接壓緊[1]。但是聲測管也有很多缺點，比如直通接頭和彎頭需要很多，不容易發生變形，在一段距離后加固需要運用定位鋼筋，加強澆筑振搗混凝土過程的保護。布置冷卻水管時可以運用四進四出的設置，通過各層的獨立循環，循環冷卻水管要每隔1m布置一層在離承臺底0.5m沿承臺高度方向，其中冷卻水管的間距為2.4m左右，上下層間可以相互錯開1.2m。對于澆筑到每一層的冷卻水管高度的混凝土，要進行通水循環，保證芯部混凝土與表層混凝土之間、表層混凝土與環境之間的溫差在小于15℃。安裝完畢冷卻水管后，為了避免混凝土澆筑過程中發生漏漿堵管和通水過程漏水的現象，通常都要事先進行試通水。布置測溫元件時，要沿中心線布置其測溫線，測試區和監測點的布置范圍為承臺平面圖對稱軸線的半軸線范圍，并按平面進行分層布置。而布置承臺測溫線時，要保證在承臺軸線上設置測溫線探頭，保證可以監測到埋深的各層混凝土溫度。同時不能將測溫線的探頭與承臺鋼筋接觸，這樣金屬探頭才不容易被破壞，后續測溫的效果也不會受到影響。通常不會在承臺里面懸空設置測溫線探頭，一般會在承臺鋼筋上用扎絲進行固定，但是扎絲不能綁扎苔緊，這樣在澆筑混凝土時探頭才不會被沖斷或沖壞。

2.2 混凝土澆筑

整體分層連續澆筑施工或推移式連續澆筑施工主要應用在大體積混凝土施工中，在澆筑混凝土前，根據混凝土配合比做好事先的試配，對混凝土的設計情況進行檢查。其通水循環要在混凝土澆筑到每一層冷卻管后開始，此時混凝土的溫峰有效消減，這就是內散工藝。澆筑完畢混凝土后，在承臺表面要及時進行蓄水養護，保證蓄水深度為15～30cm，此時混凝土表面溫度散失會推遲，蓄水時要運用冷卻管出水口進行熱水排放，這樣才能減小承臺的內外溫差，即外蓄工藝。養護大體積混凝土要保證其滿足溫度和濕度條件，通過保溫養護混凝土表面的熱擴散會減少，其混凝土表面的溫度梯度也會減小，降低表面裂縫產生的可能性。而且其還可以延長散熱時間，充分發揮混凝土的潛力和材料的松弛特性，使得混凝土的平均總溫差的拉應力比混凝土抗拉強度小，這樣貫穿裂縫也會大大減少。而保濕養護混凝土是為了提高混凝土的極限拉伸強度，因為潮濕條件下混凝土可以保證水泥水化作用的順利進行。對于剛澆筑不久的混凝土，其還未完全凝固硬化，水化速度快，如果可以提供適宜的潮濕條件，混凝土表面就不容易出現脫水，干縮裂縫的可能性比較小。

2.3 溫度監測統計

在監測大體積混凝土的溫度時，要將測溫線與儀器配套起來使用，因為測溫線的規格不同，選擇測溫線長度要根據承臺的尺寸進行。澆筑完成承臺混凝土后，要每天觀測其養護期的情況，通常在第一天要觀測兩次，其后可以兩小時觀測一次，對環境溫度和測溫時間進行記錄，并在多次測量后對數值變化不大的數值進行記錄。在測溫結束后，進行數據的匯總，并根據溫度變化進行曲線繪制[2]。

3 水利工程大體積混凝土施工質量控制

3.1 制定合適的澆筑方案

大體積混凝土的澆筑方案主要有三種：全面分層、分段分層和斜面分層。在澆筑大體積比較厚的混凝土時，最好進行分層澆筑，這樣才能保證結構的整體性和施工的連續性，上層混凝土澆筑最好在下層的混凝土初凝前完成。通常大體積混凝土的澆筑方案要考慮多方面的因素，比如整體性要求、結構大小、鋼筋疏密和混凝土供應等。

3.2 振搗混凝土

振搗混凝土要運用振搗棒進行振搗，通常二次振搗要在混凝土初凝前完成，對于混凝土泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙要進行排除，這樣混凝土與鋼筋的握裹力才會大大提高。而且在沉落作用下混凝土會出現裂縫，出現內部微裂的情況，提高了混凝土的抗壓強度，所以其抗裂性也有所提高[3]。

3.3 養護混凝土

大體積混凝土養護方法有兩種，即使保溫法和保濕法。通常在澆筑完畢大體積混凝土后，在12h內要做好覆蓋和澆水工作，這樣才能保證新澆筑混凝土的硬化條件，其早期也不會因為干縮產生裂縫。對于普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土，其養護時間比較長，在14d以上，而礦渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土在21d以上。

3.4 控制大體積混凝土裂縫

在大體積混凝土裂縫控制中，低水熱化的礦渣水泥拌制混凝土可以優先使用，水灰比可以適當降低，這樣不僅減少了水泥用量，也保證了混凝土設計強度的等級。混凝土內外的溫差要做好控制，保證在無設計要求下混凝土的入模溫度不超過25℃。而且也要做好混凝土覆蓋保溫、保濕材料的管理，在基礎內部預埋冷卻水管，運用循環冷卻水對混凝土水化熱溫度進行強制降低。

4 結語

隨著我國水利工程的大規模建設，工程的質量和外觀要求越來越高，鋼筋混凝土結構成為當前主要工程結構。對于水利工程中大體積混凝土運用出現的主要問題，必須要做好質量管理，通過溫度監測和施工養護等各個方面進行控制，這樣才能有效提高水利工程大體積混凝土的施工質量。