在大體積混凝土施工過程中,采用上述方法來降低混凝土水化熱,是較經濟可行的;采用高效減水劑,減少水泥用量,并適當代用粉煤灰,可以有效降低混凝土的水化熱;減小水灰(膠)比,加強振搗,進步混凝土早期抗裂強度,也是防裂的有效措施之一;混凝土內的溫度散布以中間最高,上層又略高于下層。

　　《土木工程學報》是中華人民共和國住房和城鄉建設部主管、中國土木工程學會主辦的土木工程綜合性學術期刊，以土木工程界中、高級工程技術人員為主要讀者對象。主要報道土木工程各專業領域的發展綜述，重大土木工程實錄，建筑結構、橋梁結構、巖土力學及地基基礎、隧道及地下結構、道路及交通工程、建設管理等專業在科研、設計、施工方面的重要成果及發展狀況，同時也刊登建筑材料、港口、水利、市政、計算機應用、力學、防災減災等專業中與上述學科交叉或有密切聯系的論文報告。本刊辦刊宗旨為促進國內外土木工程界的學術交流。

　　摘要:本文緊密聯合湄公河大橋主墩承臺大體積混凝土工程建設實踐,研究總結了大橋承臺大體積混凝土的溫控方法和措施,具有必定的實用價值。

　　關鍵詞:湄公河大橋;大體積混凝土;溫控技巧;分析

　　一、引言

　　柬埔寨境內的湄公河大橋工程大橋橋墩采用六角形實體墩身,橋墩承臺采用六角形高樁承臺,高低游側同樣為三角形,承臺高4.5m,縱向寬13.80m,橫向寬21.60m,承臺是范例的大體積混凝土工程。承臺混凝土強度等級為C30,混凝土總體積約為1067m3。根據施工打算承臺的施工將于2008年4月底施工,當地4月份氣溫預計在35℃～40℃,高溫施工條件給大體積混凝土裂縫把持增長難度,施工單位面臨宏大尋釁。本研究從原材料優選、混凝土配合比優化以及施工中的溫控和養護技巧等展開系統研究,研究總結出一套合適于大體積混凝土工程的裂縫把持方法。

　　二、本工程預防水化熱產生過大而采用的處理措施

　　(一)原材料的優選。根據工程實際情況,水泥從柬埔寨周邊國家進口,本研究通過對大象I型水泥、PCB40、PCB50、TPIⅠ型和TPIⅤ等多種水泥分辨進行了水泥強度、體積安定性、凝結時間、水化熱實驗,測試的部分性能指標見表1。粉煤灰從國內運輸,經優選采用上海石發電力粉煤灰有限公司Ⅱ級粉煤灰,根據《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596-2005)標準測試粉煤灰的性能指標見表2,各項性能指標滿足GB/T 1596-2005規定的Ⅱ級粉煤灰標準。

　　根據表1實驗成果可見:五種水泥的安定性均合格。從凝結時間和水泥水化熱測試成果來看TPI V型水泥的凝結時間較長,而且水化熱也最低,因此TPI V型水泥最合適承臺大體積混凝土工程。

　　為配制抗裂大體積混凝土,通常選取緩凝型高效減水劑作為外加劑。在混凝土中摻加高效減水劑,可以轉變水泥漿體的流變性能,進而轉變水泥及混凝土結構,起到改良混凝土性能的作用。在保持流動性及水膠比不變的條件下,可以減少用水量及水泥用量,從而從根本上降低水化熱的產生。因此高效減水劑的優選對于把持承臺大體積混凝土工程的質量至關重要。

　　本研究通過對西卡2000AT、西卡NN、馬貝N100、馬貝R104、富士樂COMPLAST SP337、麥斯特RP25R、麥斯特RP26R和金星JN多種外加劑進行比選實驗,最終選用上海麥斯特公司生產的RP25R緩凝型混凝土高效減水劑,其減水率高、摻量低、與低堿水泥適應性好,能夠大大改良混凝土拌合物的經時喪失,延緩混凝土溫升峰值涌現的時間,減小混凝土的壓縮。該外加劑無氯離子,堿含量小于減水劑干重的1%。經測試TPIⅤ型水泥與麥斯特RP25R的適應性良好。

　　(二)合理調劑混凝土的配合比,減小水化熱和進步強度。混凝土組成材料的選用對大體積混凝土產生的水化熱高低有直接影響。合理的混凝土配合比應具有較低的水泥用量、較低的水化熱、較低的水灰比,同時具有較好的和易性和可泵送性。本橋承臺施工通過大批配合比實驗,在施工中粗骨料采用機制碎石,粉泥含量低于1.5%,細骨料為天然砂,粉泥含量低于2%,采用TPI V水泥,在每m3混凝土中摻入130～140kg粉煤灰,同時摻加麥斯特RP25R,以達到減少水化熱的目標,推遲水化熱峰值涌現的時間。

　　普通水泥水化過程中放出的熱量為500J/g左右,故應合理選擇混凝土配合比,由于水膠比降低,混凝土強度進步,在滿足設計強度請求下,盡可能減少水泥用量,以減少水泥的水化熱,將本來350kg/m3減少到310～320kg/m3。

　　通過調劑混凝土配比后,該工程混凝土在28d強度達到46MPa左右,因此本次配合比的調劑進步了它的抗裂能力。 (三)把持料溫和混凝土出倉溫度。拌和水采用冰水,提前8h將冰塊投入水泥中,使水溫降至4℃左右再用;對曬熱的砂、石料采用淋水降溫。

　　(四)設置后澆縫同時增長混凝土體內散熱通道。由于本承臺高4.5m,縱向寬13.80m,橫向寬21.60m,故設置了后澆縫,以減少外束縛力和溫度應力,同時也有利于散熱,降低混凝土的內部溫度。通過結構設計驗算的調劑,在滿足功效、強度、耐久性的前提下,轉變結構設計,增大混凝土的散熱面積和散熱通道。

　　(五)采用導管排氣法排除混凝土體內水化熱。在混凝土中埋置導管,排除混凝土體內的水化熱。具體方法為:

　　在混凝土中梅花形埋置直徑為50mm的鋼管,待混凝土凝固具有必定強度后,拔出鋼管,用高標號細石混凝土將管孔灌實。注意,在混凝土開端硬化后,每隔1h將鋼管轉動一周,否則,混凝土凝固后,鋼管將拔不出來.

　　在混凝土中埋置夾布膠管或鋼絲網膠管,管內充水或充氣,使管徑增大,待混凝土初凝后,放出水或空氣,抽出膠管,形成排氣通道。混凝土硬化后,用高標號細石混凝土灌實。

　　用金屬鋼帶制成的波紋管埋置于混凝土內形成排氣孔道,排除體熱,待水化反響基礎結束后,用高標號砂漿灌實,金屬波形管不需要拔出。

　　(六)把持混凝土的坍落度。承臺混凝土試配時的坍落度為18cm,在施工時,為了進一步進步混凝土強度,請求適當減少用水量,把坍落度調劑到15cm左右;同時要加強振搗,保證密實,以進步混凝土的強度。

　　(七)對施工材料和每道工序的溫度進行定時測量。在施工過程中,監理和施工人員都安排專人對拌和水、砂、石料、混凝土出倉、入模溫度、冷卻水進出口溫度、氣溫和天然水溫進行定時測量和記載,嚴格把持每道工序的溫升。當創造冷卻水溫度過高時,加大循環速度和流量,進步冷卻效果。

　　(八)養護及檢測。等混凝土終凝后立即在承臺表面作蓄水養護,在每層混凝土頂面蓄水25～30cm,利用冷卻管出來的溫水進行蓄水保溫,以減緩混凝土表面溫度散失,減小混凝土內外溫差,同時進行冷卻管出口測溫監控,蓄水保溫5～7d,直至混凝土內外溫差低于20℃。

　　在每個承臺內設置8層半導體溫度傳感器,每層為11個測點。因此,一個承臺內的測溫點達到121個,成立專門測溫小組,每隔2h進行一次測量,測量成果及時收拾上報。

　　三、結語

　　實踐證明,本工程采用高效減水劑、把持水泥用量和混凝土材料溫度,可降低混凝土內溫度,外部采用保溫措施和適當進步混凝土早期強度等方法,可以有效把持大體積混凝土的水化熱,防止產生溫度裂縫。

　　冷卻管的安排可適當偏上;加強外圍套箱、模板的強度和剛度,防止因混凝土發熱膨脹而開裂、變形,是施工中應特別注意的問題;混凝土內最高溫升在澆注后35～55h,因此,有關內部降溫和外部保溫措施必須保存相應時間,以防不測,最好保存4d以后,待混凝土內部溫度降至安全領域后方可結束。