大体积混凝土桥墩施工温度控制技术研究
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<摘要>:伴随着我国社会经济水平的不断发展，给我国建筑工业的建设造就了良好的外部条件，致使大体积的混凝土桥墩越来越深受广大群众的青睐，同时，我国政府部门也正不断加大对大体积混凝土桥墩的施工力度。本文对大体积混凝土桥墩的施工过程中温度控制技术以及方法做主具体的研究与分析，力求不断完善以及提高大体积混凝土桥墩施工温度控制技术，进而，实现我国大体积混凝土桥墩施工单位得以又好又快的发展。
<关键词>:大体积、混凝土、温度、控制
理论概述
大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m 以上的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比, 具有结构厚, 体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。
大体积混凝土在硬化期间, 一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热, 使结构件具有“热涨”的特性; 另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性, 两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构, 导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施, 以控制混凝土硬化时的温度, 保持混凝土内部与外部的合理温差, 使温度应力可控, 避免混凝土出现结构性裂缝。
温度对混凝土结构的影响
一直以来，温度始终作为该改变混凝土的重要因素，基于受“热胀冷缩”的影响，导致大体积混凝土施工时不能够达到预期的目标，给类似于本桥墩以及太混凝土浇筑等大体积混凝土建筑工程带来了不可估量的损失。以下将从混凝土温度不断升高的成因、气温对混凝土结构的影响以及高温对混凝土结构的影响三方面进行对温度与混凝土之间关系的研究。
混凝土温度不断升高的成因。
总的来说，造成混凝土温度不断升高的成因有二方面，首先是基于水与热量之间的转化，导致混凝土内部温度不断升高，并且，之后伴随着混凝土等级越高，所需要的水与水泥量则多，水与水泥之间的分子碰撞也就越来越激烈，进而，产生的热量也就越多；其次是基于自然气温的不断升高，导致混凝土本身的热量不容易散失掉，进而，导致混凝土内部温度不断升高。
气温对混凝土结构的影响。
气温变化较快易造成混凝土出现裂缝，即白天气温高时，混凝土内部将会聚集大量的热量，导致混凝土本身的温度不断升高。基于晚上气温急剧下降，造成昼夜之间形成较大的温差，使混凝土内部产生较大的温度应力，再加上白天温度高时混凝土内部的水分要蒸发，使混凝土出现干缩变形，若是在搅拌不均匀的情况下，势必会造成混凝土开裂的不良现象。
高温对混凝土结构的影响。
我国现行的混凝土导热性大都较差，并且，其浇筑初期强度与弹性模量都较低，不能够有效的抑制到因温度变化而导致混凝土结构变形的约束。伴随着时间的磨合，混凝土的弹性模量以及强度将逐渐增强，其约束力越来越大，以此循环下去，势必使混凝土结构产生极大的拉应力。而高温会导致混凝土的抗拉强度逐渐降低，若是高温持续不减的话，势必会造成混凝土的抗拉强度无法满足混凝土拉应力的需求，进而，引起温度裂纹现象。
控制大体积混凝土桥墩温差裂缝的相关策略
大体积混凝土桥墩温差裂缝不仅仅影响到了建筑工程的质量，而且也给人们的生命财产安全带来了极大的隐患，因此，现阶段，建筑施工单位因立足于因水泥水化热过高以及内外温差过大产生的裂缝现象研究之上，为实现大体积混凝土桥墩施工工程的长治久安打下坚实的基础。具体有效措施表现在以下方面：
在其混凝土内设冷却仪器降温。
在混凝土埋设冷却管通水降温，是现行内我国首先使用的一种有效手段，当在进行大体积混凝土桥墩工程施工时，在其内部埋设一定的冷却管，并在温度较高时进行通水，基于“水蒸发吸热的原理”会使混凝土不受外界温度的影响，有效的避免了因温度过高或者温差过大，而出现大体积混凝土桥墩裂缝现象。
选择混凝土最优配合比，在确保质量的情况下，最大限度的减小其浇筑层厚度。
浇筑层厚度与混凝土的散热速度息息相关，即浇筑层越厚，混凝土的散热速度越慢；反之，混凝土的散热速度越快，因此，这就需要大体积混凝土桥墩施工单位要最好混凝土的最优配合比，在保证质量的前提之下，力求最大限度的减小浇筑层厚度。
加强对混凝土的振捣与后期养护。
混凝土的振捣与后期养护是一个极其重要的环节，为增强大体积混凝土桥墩桥墩工程寿命起着不容忽视的作用，这就需要采取有效的措施即经常洒水，覆盖麻袋等等有效的措施进行实施振捣与养护，以保证混凝土强度不断增长，进而，实现大体积混凝土桥墩桥墩工程的长久性以及坚固性。
大体积混凝土施工技术措施
由于温差的作用, 裂缝的产生是不可避免的。根据计算可以看出, 可以采用掺加粉煤灰等有效方法, 以降低混凝土硬化过程中混凝土内表的温差。因而, 在施工中采取适宜的措施, 能够避免有害裂缝的出现。
（1）降低水泥水化热。在现场设专人进行塌落度的测量, 将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内, 一般以7～9cm 为最佳;夏季施工时, 在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水, 强制降低混凝土水化热温度。冬季施工时, 采用保温措施进行养护;如技术条件允许, 可在混凝土结构中掺加10%~15%的大石块, 减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。
（2）降低混凝土入模温度。包括: 浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温, 尽量避开炎热天气浇筑。夏季可采用温度较低的地下水搅拌混凝土, 或在混凝土拌和水中加入冰块, 同时对骨料进行遮阳、洒水降温, 在运输及浇筑过程中也采用遮阳保护、洒水降温等措施, 以降低混凝土拌和物的入模温度; 掺加相应的缓凝型减水剂; 在混凝土入模时, 还可以采取强制通风措施,加速模内热量的散发。
（3）加强施工中的温度控制。包括: 在混凝土浇筑之后, 做好混凝土的保温保湿养护, 以使混凝土缓缓降温, 充分发挥其徐变特性, 减低温度应力。夏季应坚决避免曝晒, 注意保湿; 冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度变化; 采取长时间的养护, 确定合理的拆模时间, 以延缓降温速度, 延长降温时间, 充分发挥混凝土的“应力松弛效应”; 加强测温和温度监测。可采用热敏温度计监测或专人多点监测, 以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。混凝土内外温差应控制在25℃以内, 基面温差和基底面温差均控制在20℃以内, 并及时调整保温及养护措施, 使混凝土的温度梯度和湿度不致过大, 以有效控制有害裂缝的出现; 合理安排施工程序, 混凝土在浇筑过程中应均匀上升, 避免混凝土堆积高差过大。在结构完成后及时回填土, 避免其侧面长期暴露。
（4）改善约束条件, 削减温度应力。在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层, 如技术条件许可, 施工时宜采用刷热沥青作为滑动层, 以消除嵌固作用, 释放约束应力。
（5）提高混凝土的抗拉强度。包括: 控制集料含泥量。砂、石含泥量过大, 不仅增加混凝土的收缩, 而且降低混凝土的抗拉强度, 对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量,将石子含泥量控制在1%以下, 中砂含泥量控制在2%以下, 减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响; 改善混凝土施工工艺。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法; 加强早期养护, 提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量; 在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋, 以改善应力分布, 防止裂缝的出现。
参考文献
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