城市道路桥梁中大体积混凝土温度裂缝的控制

翟钧

【摘要】天津某市政桥梁工程（高架桥部分）桥梁混凝土的施工中，从构造、技术、施工等方面采取了一系列控制措施，防止了混凝土温度裂缝的产生，为大体积混凝土的施工提供了经验。

【关键词】桥梁；大体积混凝土；温度裂缝；措施

1前言

由于我国城市化进程的加快，大体积混凝土在市政桥梁结构中应用的越来越多，质量要求也越来越高。但是，相应暴露出来的问题也越来越多，给工程质量和结构安全造成重大隐患。其中，大体积混凝土的裂缝问题，尤为突出。大体积混凝土具有结构体积大（最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构）、混凝土用量大、水泥水化热较大、从而易使结构物产生温度变形的特点，如果在施工过程中控制不当，极易产生各种裂缝，这些裂缝会给结构带来不同程度的危害，应当引起高度注意。

2、大体积混凝土温度裂缝的产生及原因分析

桥梁大体积混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，其重要特点是保证拌和物硬化后不发生或尽量减少由温度变形产生的裂缝。桥梁承台虽为钢筋混凝土结构，拉应力主要由钢筋承担，混凝土只是承受压应力，但是若在其边缘部位出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担，造成了混凝土产生裂缝的隐患。混凝土是一种脆性材料，由于原材料不均匀，水灰比不稳定以及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。而更为重要的是，承台混凝土厚度较大、内部水化放热温度高，由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在其内部引起相当大的拉应力而造成开裂。

3大体积混凝土温度裂缝的防治措施

3.1混凝土原材及配合比选定措施

研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。于是，我们对于桥梁中的大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥。一般选用低热矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥。而在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，降低最终收缩值，减少水泥用量。要降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，防止结构出现温度裂缝，利用粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的方法之一。在混凝土施工中加入适量的外加剂，不仅可以改善混凝土的和易性，减少水泥用量，减少混凝土的温升，还可以降低水化热释放的速度，延缓水化热的时间。在骨料的选择上应该选取粒径大强度高级配好的骨料。这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

为了防止混凝土产生温度裂缝，在设计配合比时，充分考虑到施工所处时间、施工工艺等各种不利因素，同时为了增加混凝土的抗裂性，本工程承台混凝土采用夏季施工配合比双掺双级配的配合比。

3.2降低混凝土入模温度控制措施

3.2.1拌合用水控制

在混凝土拌合过程中，可通过向拌合用水中添加冰块，用以降低温度。

3.2.2运输工具控制

混凝土罐车上应配置水箱，在运输过程中不断对混凝土罐进行洒水降温。

3.2.3原材控制

搅拌站原材堆放区架设顶棚，防止太阳直接照射。

3.2.4浇筑时间控制

混凝土浇筑时间尽量安排在早晚、夜间及阴天进行。

3.3施工过程中控制措施

3.3.1严格控制混凝土质量

混凝土搅拌站配备了专门的试验人员日夜值班，进行混凝土的配合比控制与调整，严格将混凝土的坍落度控制在140-180mm，运到现场的混凝土，严禁在混凝土入模前加水，以免影响混凝土的质量。混凝土的原材料掺入量，严格按重量允许偏差控制。

3.3.2严格控制施工质量

为了保证在混凝土浇筑过程中不出现裂缝，施工中采用了连续薄层推移式浇筑的方法（即分层法），循序渐进，每层厚度控制不超过500mm。混凝土的振捣，振动棒快插慢拔，插入的间距控制在400mm，插点排列均匀，在振捣上一层混凝土时，插到下一层50-100mm，每点振捣20-30s。为了确保混凝土的密实，进行了二次振捣，在二次振捣时，控制好二次振捣的时间，二次振捣后混凝土应仍然能塑性闭合。

4.4养护措施

大体积混凝土养护时的温度控制方法，一般可归纳为两大类。第一类是降温法，即在混凝土浇筑成型后，通过结构内循环的冷却管通冷却水进行降温，借以减少混凝土内外的温差。第二类是保温法，混凝土浇筑成型后，通过保温材料（如常用的塑料薄膜、草袋、锯末等）、碘钨灯或定时喷浇热水等办法，以提高混凝土表面及四周散热面的温度。本工程采用第二类保温法进行养护。即混凝土在浇筑完毕后的12小时以内，加盖覆盖并洒水养护，养护覆盖采用一层薄膜加两层毛毡的方式，先覆盖一层毛毡然后覆盖薄膜，现场另备一层毛毡以做保温保湿备用材料。薄膜和毛毡的搭接不小于300mm。必须派专人加强养护，浇水养护时间不得少于14d。现场养护用水采用水箱蓄水，进行养护，水温要与大气温度基本相差不大。浇水次数以保持混凝土面经常湿润状态即可，浇水水源采用自来水。混凝土强度达到1.2MPa之前，不得上料、上机具、上脚手、模板、钢筋等。

4.5测温措施

4.5.1混凝土温差的计算

混凝土中心温度和混凝土表面温度之差不应大于25°，再一个就是混凝土表面温度与大气温度之差不应大于25°。经过现场实际测温数据计算混凝土温差结果见表1。

表1混凝土温度计算结果

龄 期

3

6

9

12

T1（t）

55.4

61.2

59.3

54.2

T2（t）

35.2

37.5

36.6

38.7

T1（t）- T2（t）

20.2

23.7

22.7

15.5

由上表可知，混凝土内外温差<25℃，符合要求。

4.5.2保温材料的铺设

将毛毡盖在混凝土的外露面，毛毡上铺塑料薄膜，薄膜上铺一层毛毡，薄膜间与毛毡间应互相搭接，确保混凝土无外露部位，以保湿，混凝土浇筑后必须认真测量实际内外温差，以指导养护工作，若中心温度处于平稳期，且内外温差又能保持在规定的25℃范围内，可适当拿掉土工布以透气，但此操作必须在测温监控下进行。如混凝土内外温差超过25℃，则增加覆盖毛毡等养护材料。

4.5.3温度测试

为了测温工作做到有条不紊，根据施工特点以及现场实际情况，选择有代表性的部位设置测温点。每个测温点均埋设三组测温线，分别测混凝土上、中、下部温度，导线用颜色区分混凝土上、中、下测温部位，每组测温点距承台顶面的距离分别为2200mm、1200mm、100mm，浇筑12小时后上人测温。此外大气中布设1个测温点，以比较混凝土表面温度与大气温度之差。前3天隔4小时测温一次，4-14天每8个小时测温一次，15天开始每24小测温一次，混凝土中心温度与大气差小于15℃时停止测温。

5结语

在天津某市政工程（高架桥部分）桥梁承台大体积混凝土施工中，通过认真地对施工方案、原材料的控制、混凝土配合比的选择，混凝土搅拌、运输、浇筑、养护以及温度监控等各个环节，实施全面管理，不但有效地控制了混凝土溫度裂缝的出现，而且为大体积混凝土施工积累了宝贵的经验资料。达到了预期的目的，保证了工程质量。

参考文献：

[1] 曹可之. 大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J]. 建筑结构，2002，（8）：30- 32.

[2] 朱伯芳. 大体积混凝土温度应力与温度控制[M]. 北京：中国电力出版社，1998.

[3]叶琳昌，沈义.大体积混凝土施工[M].中国建筑工业出版社，1987.