【摘要】：整体浇筑的大体积混凝土结构在养护期间，将主要产生两种变形，即因降温而产生的温度收缩变形及因水泥水化作用而产生的水化收缩变形，这些变形在受到约束的条件下，将在结构内部及其表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土相应龄期的抗拉强度时，就会造成结构开裂。因此，在大体积混凝土施工过程中，为避免产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个界限内，必须进行温度控制。本文以承台大体积混凝土施工期间温度控制为目标，进行了混凝土配合比设计，提出了温控措施及调整方案。
【关键词】：承台,大体积混凝土,混凝土配合比设计,温控措施及调整
1.引言
大体积混凝土在现代工程建设中占有重要地位。然而，大体积混凝土结构厚重，混凝土用量大，在混凝土水化硬化初期，水泥水化释放大量热量，由于混凝土是热的不良导体，内部温度可高达60~80℃，混凝土内外之间形成较大温差，产生拉应力，当拉应力超过混凝土相应龄期的抗拉强度时，就会造成结构开裂。如大型建筑的基础、桥梁、大坝等均存在不同的温度裂缝。为避免产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个界限内，必须进行温度控制。
2.大体积混凝土结构开裂原因
引起并导致大体积混凝土结构开裂的因素十分复杂，探究温度应力产生的根本原因，主要有以下四个方面：
(l)水泥水化热的影响。水泥在水化的过程中要释放出大量的热量，并通过边界把部分热量向四周传递(散热)。硬化初期，水泥水化速度快，发热量大于散热量，同时由于混凝土导热性比较差，热量不容易散发而在混凝土中不断积储，导致混凝土构件内部温度升高，从而形成随时间变化的内部温度高、外表温度低的水化热温度分布状态。温差也就越大，产生的温度应力随之升高，在浇筑初期，混凝土的弹性模量较低，徐变较大，因此对温变引起的变形约束不大，相应的温度应力也比较小;随着龄期的增长，混凝土弹性模量急剧增高，徐变减小，对降温收缩变形的约束也越来越强，并产生温度应力(拉应力)，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便容易出现温度裂缝。
(2)外界气温变化的影响。混凝土内部温度是水化热的绝热温升、浇筑温度和结构的散热温度等各种温度的叠加，因此在施工阶段受外界气温的影响主要体现在两方面：a、外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高，相应最高温升值也越高;b、外界气温下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，形成“冷击”。内外温差越大，温度应力也越大。
(3)混凝土收缩变形的影响。混凝土的收缩变形主要有浇筑初期(终凝前)的凝缩变形、硬化混凝土的干燥收缩变形、自生收缩变形、温度下降引起的冷缩变形以及碳化引起的碳化收缩变形等五种。混凝土的收缩变形越大，收缩变形的分布越不均匀，产生的应力也越大。
(4)约束条件的影响。混凝土结构在变形变化中，必然受到一定的约束，阻碍其自由变形。
3. 大体积混凝土施工温控
3.1.混凝土配合比设计
配合比设计宜采用“双掺”技术：就是掺加部分粉煤灰来代替水泥，降低水泥的用量、降低混凝土产生的水化热;添加外加剂，改善混凝土的和易性、可泵性，也可以减少一部分水泥的用量。这样承台水泥与粉煤灰的比例可达到3:1，可见通过这样的措施可以大大减少整个混凝土结构产生的水化热总量，降低最高温度，这一点在实测中也得到了验证。
3.2.浇筑温度的控制
降低浇筑温度可以显著地减慢水化进度、延缓和降低最高温升，降低内外温差，将浇筑温度控制在25℃以下。浇筑温度的控制包括以下几个方面：(l)尽量降低入仓温度，使混凝土的浇筑温度小于浇筑期的日平均温度+3℃。 (2)对砂、石、外加剂进行覆盖，严防日光强烈的照射，引起温度过高。(3)在浇筑过程中采用打湿的麻袋覆盖泵送管，并不断的浇水进行冷却，降低硅出仓后到浇筑前运输过程中的温升。
3.3.冷却水管设置和调整
铺设冷却水管是混凝土温度控制的重要措施。其目的是带走混凝土内部的水化热，抑制混凝土的绝热温升，使冷却水的温度始终保持在10℃~18℃之间，从而降低混凝土内部温度。具体的控制措施如下：
(l)首先在硅浇筑前绑扎钢筋时，应确保水管的压水密封性良好，杜绝有渗水漏水等现象发生;
(2)砼浇筑到各层冷水管标高后即开始通水，并在通水以后密切注意观察冷却水管附近有无渗水现象，若发现及时采取措施进行补救;
(3)依此类推，当上、下层砼浇筑完毕且通过监控发现温峰过后，按照降温速率不超过3℃/d的标准进行控制，当某些特征点降温速率过快时，对这些特征点所在冷却水管进行间断性通水，直至内外温差降至常温。对冷却管的调整控制了承台混凝土的最高温升和内表温度差，保证了承台的施工质量。
3.4..工期的调整
斜拉桥的承台如按常规方法施工，一般是先浇注2~3m后养护数天，再浇注第二层，如此类推直至浇注完成。薄层连续施工可以降低下层混凝土对上层混凝土的约束，并使整个承台的混凝土温度分布较为均匀，减小开裂可能。按照温控的计算结果连续施工不仅保证了承台的浇注质量，也使工期比常规方法施工的工期大大缩短。
4.总结
根据项目实际并结合温控计算，通过混凝土配合比设计、浇筑温度的控制、冷却水管设置和调整、保温保湿养护和对工期的调整5个方面采取温度控制措施及其调整方法，可保证斜拉桥承台施工质量，缩短该工艺施工工期。
参考文献
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