建筑工程項(xiàng)目大體積混凝土溫控及養(yǎng)護(hù)措施

劉瑞敏

（山東鉅旺建筑工程有限公司，山東 濰坊 262500）

大體積混凝土施工技術(shù)作為工程建設(shè)的產(chǎn)物，不僅具有各種物理特性，而且具有施工量大、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，更重要的是它能保證結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度、耐久性、穩(wěn)定性等，因此，它不僅適用于高層建筑的基礎(chǔ)施工，也適用于水利水電、橋梁等工程，在施工質(zhì)量管理中必須重視。針對(duì)大體積混凝土的施工特點(diǎn)和施工過(guò)程中各因素的影響，為了防止產(chǎn)生溫度裂縫，在施工各階段采取合理的溫控措施，通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)掌握結(jié)構(gòu)各部位的溫度、溫差變化，完善養(yǎng)護(hù)方案，提升養(yǎng)護(hù)效果，切實(shí)保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。

1 工程案例

1.1 大體積混凝土施工概況

該工程為高層住宅建筑，建筑高度48m，地上18層、地下2層。結(jié)構(gòu)形式為剪力墻，混凝土施工內(nèi)容較多，基礎(chǔ)墊層、筏板基礎(chǔ)、圈梁、構(gòu)造柱和墻柱、梁板的混凝土等級(jí)不同，但基礎(chǔ)筏板采用大體積混凝土施工。混凝土澆筑施工時(shí)為商用混凝土運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)根據(jù)大體積混凝土澆筑要求確定運(yùn)送方案，配置振動(dòng)器，安排振搗、管送環(huán)節(jié)的施工人員和現(xiàn)場(chǎng)管理人員采用二班制的形式保證澆筑一次性連續(xù)完成。此外，大體積混凝土很容易因溫差控制不當(dāng)而產(chǎn)生裂縫，不符合本工程一次性驗(yàn)收合格的高標(biāo)準(zhǔn)，因此，必須采取適當(dāng)?shù)臏乜卮胧_保混凝土內(nèi)外溫差≤25℃，使地下室筏板基礎(chǔ)施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求。

1.2 筏板大體積混凝土測(cè)溫

1.2.1 測(cè)溫的目的

本工程的地下室底板鋼筋混凝土屬于大體積混凝土施工工藝，施工時(shí)需連續(xù)澆搗。由于原材料的選擇和比例、天氣情況、振搗等原因，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差會(huì)發(fā)生變化，而根據(jù)混凝土施工的有關(guān)規(guī)范要求，內(nèi)外溫差不能超過(guò)25℃，否則會(huì)因溫差產(chǎn)生較大的應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫或降低混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗?jié)B性。因此，應(yīng)采取合理有效的措施控溫，以實(shí)際監(jiān)測(cè)的溫度為指導(dǎo)，利用溫度傳感器等設(shè)備自動(dòng)化、連續(xù)性地監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，并結(jié)合氣候條件進(jìn)行溫控和養(yǎng)護(hù)，使溫差始終處于要求的范圍。

1.2.2 測(cè)溫點(diǎn)布置

為了得到準(zhǔn)確的溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，需要根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)在豎向合適位置布置幾個(gè)不同的測(cè)溫點(diǎn)（見(jiàn)圖1），一般在每個(gè)平面位置設(shè)置1組，每組3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，分別位于上、中、下的位置。而平面測(cè)溫點(diǎn)布置是根據(jù)基坑外形和應(yīng)力集中部位來(lái)布置的，在中軸線的橫線和斜線方向均可作為各部位的代表，上、中、下布置是把基礎(chǔ)中各層次的混凝土內(nèi)部溫度直接反映出來(lái)，以全面掌握混凝土結(jié)構(gòu)各部分的實(shí)際溫度，從而完善控溫和養(yǎng)護(hù)措施，確保混凝土大體積最終質(zhì)量。

圖1 大體積混凝土豎向測(cè)溫點(diǎn)布置

1.2.3 測(cè)溫

測(cè)溫元件按測(cè)溫點(diǎn)埋設(shè)后，連接數(shù)據(jù)傳輸裝置，組成一套正常運(yùn)行的測(cè)溫系統(tǒng)后，應(yīng)按測(cè)溫計(jì)劃安排專人定期檢測(cè)溫度，并作好測(cè)溫記錄（其中測(cè)溫頻次可參見(jiàn)表1）。一般混凝土溫度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速升高，大約第三天達(dá)到峰值，然后逐漸回落到穩(wěn)定狀態(tài)，在這期間可逐步減少測(cè)溫頻次，直至養(yǎng)護(hù)結(jié)束。

表1 測(cè)溫頻次

2 建筑工程項(xiàng)目大體積混凝土溫控及養(yǎng)護(hù)措施

2.1 大體積混凝土溫控措施

2.1.1 優(yōu)選原材料

混凝土原材料種類較多，其中水泥、粗骨料等對(duì)于水化放熱量影響較大，因此，需要合理選擇原材料，并根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整配合比。如選擇水泥時(shí)，盡量選用低熱水泥或需要較長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)而放熱的水泥，并通過(guò)提高其他材料比例來(lái)降低水泥用量，如提高摻合料及骨料的用量，骨料表面應(yīng)干凈平整，粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配。本工程選用了粒徑5～40mm、含泥量＜1%、針狀和片狀顆粒＜15%的卵石；細(xì)骨料粒徑應(yīng)＞0.5㎜、含泥量≤3%，本工程采用細(xì)砂，含泥量≤2%，符合篩分曲線要求。粉煤灰、礦渣粉等可作為摻合料，既避免使用過(guò)多的水泥使溫度升高過(guò)快，又可提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗裂性等，從而延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物的使用壽命，本工程按實(shí)際要求摻入了一定比例的粉煤灰。

2.1.2 降低混凝土進(jìn)出倉(cāng)和入模溫度

本工程采用商品混凝土，需要供應(yīng)商配合現(xiàn)場(chǎng)施工及溫控要求進(jìn)行降溫。

（1）在材料入倉(cāng)前，需根據(jù)氣溫決定是否進(jìn)行遮陽(yáng)防曬、灑水降溫，以降低原材料自身溫度。但粗骨料灑水后會(huì)影響材料的含水率，因此，需要試拌調(diào)整最終拌和用水量。另外，可降低拌和用水的溫度，使用溫度較低的冰水。

（2）降低倉(cāng)室的溫度。在不影響施工進(jìn)度的前提下，應(yīng)盡量在溫度較低時(shí)進(jìn)行攪拌，也可以選擇陰涼的地方進(jìn)行拌和或?qū)嚢鑲}(cāng)加裝遮陽(yáng)裝置，這樣原料入倉(cāng)后的溫度也會(huì)隨之降低。

（3）合理安排混凝土運(yùn)輸供應(yīng)。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)需要的混凝土量進(jìn)行拌和，安排多輛罐車運(yùn)輸，根據(jù)時(shí)間和天氣選擇合適的運(yùn)輸路線，避免因路上暴曬或運(yùn)輸時(shí)間過(guò)久而導(dǎo)致混凝土溫度和和易性發(fā)生較大變化。另外，混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，如果溫度較高，可采用冷水機(jī)等快速降溫，泵送管道可用草袋包裹灑水降溫，以達(dá)到入模溫度要求。

2.1.3 制定合理的澆筑方案

（1）選擇合適的澆筑時(shí)間。如果澆筑當(dāng)天氣溫較高，要避開(kāi)中午的高溫天氣，盡量選擇夜間施工。但要避開(kāi)大雨天施工，以防雨水影響混凝土的性能。

（2）選擇合理的澆筑方式。混凝土澆筑施工方式較多，大體積混凝土一般采用分層連續(xù)澆筑式（見(jiàn)圖2），這些施工方式都能保證大體積混凝土的施工順利完成，具體澆筑方式根據(jù)實(shí)際的工程規(guī)模選擇。為了做好分層施工，要根據(jù)大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚度提前制定澆筑計(jì)劃，按分層厚度由下往上澆筑，控制上下層澆筑時(shí)間，在下一層混凝土初凝前澆筑上一層混凝土，避免出現(xiàn)冷縫，降低水化熱，減小混凝土表面與內(nèi)部的溫差。

圖2 大體積混凝土澆筑施工法

2.2 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)措施

2.2.1 養(yǎng)護(hù)方式

①覆蓋養(yǎng)護(hù)。覆蓋養(yǎng)護(hù)操作簡(jiǎn)單，不受結(jié)構(gòu)形狀和位置的影響，使用塑料薄膜和養(yǎng)護(hù)劑便可達(dá)到密封效果，防止失水過(guò)快，養(yǎng)護(hù)時(shí)要根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣溫和混凝土凝結(jié)速度及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。由于塑料薄膜價(jià)格低廉，施工簡(jiǎn)單快速，在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)管理中很常見(jiàn)，拉設(shè)薄膜后，在四角灑水黏結(jié)即可。但一定要檢查膜的包覆厚度和完整性，確保覆蓋嚴(yán)實(shí)，膜與膜之間以及結(jié)構(gòu)表面必須完全搭接和密封，以防止混凝土表面的水分蒸發(fā)。

②蓄水養(yǎng)護(hù)。水分起到保濕隔熱的作用，而混凝土在施工過(guò)程中已經(jīng)加入了一定的水分，終凝后表面會(huì)蓄存一定深度的水，如果能有效地保持混凝土表面濕潤(rùn)，可以避免混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)極端的溫度變化，減小混凝土中心與表面的溫度差，這樣就不會(huì)因應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生裂縫。但這種方法有一定的局限性，必須等到混凝土到達(dá)一定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后才能實(shí)施。另外，還需要進(jìn)行密集的溫度監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫度及變化規(guī)律，以便及時(shí)采取保濕措施。

2.2.2 養(yǎng)護(hù)目的

①保溫養(yǎng)護(hù)。由于混凝土中心與表面溫度有嚴(yán)格的溫差要求，同時(shí)，外部環(huán)境也會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際內(nèi)外溫度，因此，需要根據(jù)氣候條件和測(cè)溫結(jié)果采取適當(dāng)?shù)谋卮胧缬贸睗竦牟荽⑺芰媳∧さ缺夭牧细采w，防止熱量散發(fā)過(guò)快，使混凝土表面溫度與中心溫度相差不大，從而為混凝土強(qiáng)度的增加創(chuàng)造時(shí)間。特別是在冬季施工時(shí)，混凝土表面溫度較低，而內(nèi)部又在水化放熱，溫差較大，很容易產(chǎn)生裂縫。因此，混凝土澆筑完成后，要想辦法提高結(jié)構(gòu)表面溫度，除了覆蓋保溫材料外，還可采取蒸汽養(yǎng)護(hù)法直接從外部加熱。

②保濕養(yǎng)護(hù)。保濕和保溫養(yǎng)護(hù)的目的是一樣的，都是為了防止裂縫的出現(xiàn)，使混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。因此，保溫和保濕工作都需要持續(xù)一定的周期，一般至少半個(gè)月。保濕一方面是防止水分快速流失，通過(guò)覆膜避免風(fēng)力和蒸發(fā)帶走水分，保持膜下環(huán)境的潮濕；另一方面，還要根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)、濕度觀察來(lái)確定澆水頻次和灑水量。另外，也可采取滿水法，在混凝土終凝前在結(jié)構(gòu)表面上方鋪設(shè)平板，水分蒸發(fā)到板面后又會(huì)凝聚成水滴流向混凝土表面，使混凝土處于滿水狀態(tài)，靜置3～7d。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，為了保證其合理、高效應(yīng)用，必須深刻認(rèn)識(shí)到大體積混凝土結(jié)構(gòu)因溫差過(guò)大而產(chǎn)生裂縫的顯著特點(diǎn)，并加強(qiáng)對(duì)該質(zhì)量問(wèn)題的重視，研究切實(shí)可行的控制方案。例如，結(jié)合溫度裂縫成因，在大體積混凝土澆筑前后的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)合理選材、優(yōu)化配比、改善生產(chǎn)環(huán)境等措施，可以有效地防止混凝土入模溫度過(guò)高。對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)氣象預(yù)報(bào)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果，全面掌握大體積混凝土內(nèi)部各部位的溫度變化情況，采取有效的溫控和養(yǎng)護(hù)措施，消除大體積混凝土的過(guò)大溫差。通過(guò)加強(qiáng)施工前后的溫度控制，降低混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的可能性，從而提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能，保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性。