大體積混凝土施工溫控指標(biāo)確定及控制摘要：混凝土溫度控制，尤其是大體積混凝土熱期澆筑施工時(shí)，是決定混凝土的成品澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵之一，本文主要介紹溫度控制指標(biāo)確定及主要控制措施。關(guān)鍵詞：混凝土溫度控制1.工程概況1.1工程簡介錫通過江高速項(xiàng)目位于江蘇省張家港市，南連已建成通車的錫張高速，與滬通鐵路、通蘇嘉城際鐵路合建過江，北接沿海高速公路，其建設(shè)對促進(jìn)長三角地區(qū)一體化發(fā)展，策應(yīng)沿江、沿海開發(fā)，完善高速公路網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮過江通道綜合效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展等均具有十分重要的意義。錫通過江高速公路既是《長江三角洲地區(qū)現(xiàn)代化公路水路交通規(guī)劃綱要》和《長江干流橋梁（隧道）建設(shè)規(guī)劃》中的重點(diǎn)工程，也是江蘇省規(guī)劃“五縱九橫五聯(lián)”高速公路網(wǎng)和過江通道中的重要組成部分。1.2施工安排及當(dāng)?shù)貧夂驐l件本項(xiàng)目南連接線工程在K10+681.596處與滬通長江大橋公鐵合建段引橋相銜接，向南陸續(xù)跨越江南沿江公路(規(guī)劃一級)、新橫港河，在K7+562.996處落地，全線長3.119km，全橋左幅共計(jì)14聯(lián)，右幅共計(jì)15聯(lián)，寬33m。全橋共計(jì)71跨，包含954片梁，140個(gè)承臺，920根樁，墩柱184個(gè)（最高73米），肋板式橋臺兩座，工程鋼筋用量約5.1萬噸，混凝土約38萬m3，總鋼絞線約3019噸。其中大體積混凝土承臺施工工期橫跨當(dāng)?shù)馗邷丶竟?jié)。項(xiàng)目區(qū)域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)性溫暖濕潤氣候，季節(jié)轉(zhuǎn)換分明，冬夏長春秋短，多年平均氣溫在15～16℃，1月氣溫最低，平均在1～2℃左右，6～8月氣溫高，最高溫度在7月，日平均氣溫一般達(dá)28℃左右（極限高溫43℃）。年降雨量1000～1270mm左右，自北向南雨量逐漸增高。春末夏初盛行霉雨，6～7月為最多雨時(shí)，夏末秋初多臺風(fēng)雨，平均降水日數(shù)達(dá)120天。年蒸發(fā)量據(jù)宜興、句容站統(tǒng)計(jì)，年水面蒸發(fā)量平均在960～968mm左右，6～8月最強(qiáng)，1～2月及12月最弱。該區(qū)冬季多偏北風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)，風(fēng)速一般為2.5～4m/s。2溫控指標(biāo)2.1溫控的必要性大體積混凝土工程施工過程中，在內(nèi)部因素（溫度收縮、水化收縮、彈性模量增長、抗拉強(qiáng)度增長）、外部環(huán)境條件（氣溫變化、風(fēng)速、濕度）、基礎(chǔ)約束條件及施工工藝的共同影響下，可能產(chǎn)生三類裂縫：表面裂縫、深層裂縫及貫穿裂縫。為確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，必須根據(jù)工程的實(shí)際情況，準(zhǔn)確進(jìn)行溫度預(yù)測，詳盡地進(jìn)行溫度應(yīng)力分析，合理地制定溫控方案，才能避免、防止裂縫的產(chǎn)生。為此，溫度控制的主要目標(biāo)是使大體積混凝土內(nèi)部的溫度場變化按照預(yù)想的目標(biāo)發(fā)展，具體可分為：（1）降低混凝土最高溫度和最高溫升；（2）降低內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)溫度分布盡量均勻，并控制其溫度梯度在允許范圍內(nèi)；（3）控制上下層溫差，以防止混凝土可能出現(xiàn)的層間裂縫；（4）控制混凝土降溫速率，以防出現(xiàn)冷擊造成開裂。2.2溫控指標(biāo)確定2.2.1溫控技術(shù)思路就開裂的力學(xué)機(jī)理和大體積混凝土施工溫度控制的目的而言，大體積混凝土施工溫度控制的本質(zhì)是：控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度拉應(yīng)力不超過混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度，從而避免各類型裂縫的產(chǎn)生。從溫度控制的本質(zhì)可以看出，大體積混凝土施工的溫度控制途徑有兩個(gè)：一是通過優(yōu)選原材料、優(yōu)化配合比提高混凝土本身的抗裂性能；二是采取有效措施，降低大體積混凝土施工、養(yǎng)護(hù)過程中內(nèi)部及其表面的拉應(yīng)力。2.2.2溫控指標(biāo)確定流程為解決混凝土水化熱和收縮引起的溫度裂縫問題，針對本工程的環(huán)境條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過有限元仿真分析對不同結(jié)構(gòu)和工況進(jìn)行計(jì)算和比較，確定不出現(xiàn)溫度裂縫的安全工況，并根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果給出混凝土施工階段溫度控制標(biāo)準(zhǔn)和要求。為防止承臺混凝土由于水化熱過高而產(chǎn)生裂縫影響其正常功能和橋梁的使用壽命，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，承臺混凝土內(nèi)部溫度不得超過65℃。為保障工程質(zhì)量，項(xiàng)目應(yīng)用大型有限元分析軟件對大體積混凝土進(jìn)行有限元仿真計(jì)算分析，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果對承臺混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫控設(shè)計(jì)，提出溫控標(biāo)準(zhǔn)，并對原材料控制、混凝土配合比、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、溫控措施及現(xiàn)場監(jiān)控全過程進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工過程要點(diǎn)控制，制定滿足對混凝土內(nèi)部溫度設(shè)計(jì)要求的溫控措施，避免混凝土出現(xiàn)有害裂縫，以保證混凝土使用壽命和橋梁運(yùn)行安全。溫控仿真分析以抗裂安全系數(shù)（混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)值與相應(yīng)齡期計(jì)算的溫度應(yīng)力值之比）≥1.4為評判依據(jù)，仿真分析流程見下圖。依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料和原材料溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照基準(zhǔn)混凝土配合比，根據(jù)《水運(yùn)工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)規(guī)程》（JTS202-1-2010）對不同澆筑月份的混凝土出機(jī)口溫度進(jìn)行估算。結(jié)合混凝土攪拌車運(yùn)輸時(shí)間、振搗時(shí)間、日平均最高氣溫等情況，并根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGTF50-2011）“混凝土的入模溫度一般不宜超過28℃并不應(yīng)大于30℃”的要求，仿真計(jì)算對個(gè)結(jié)構(gòu)混凝土入模溫度進(jìn)行估算，仿真計(jì)算取最不利條件情況，結(jié)合仿真計(jì)算邊界條件，模擬混凝土實(shí)際施工工況進(jìn)行分析計(jì)算，以抗裂安全系數(shù)≥1.4及混凝土內(nèi)部最高溫度≤65℃（規(guī)范及設(shè)計(jì)要求）為評判依據(jù)，確定相應(yīng)的溫控措施。

構(gòu)件不同工況齡期應(yīng)力分布圖截圖構(gòu)件不同環(huán)境工況溫控部件最高溫度包絡(luò)圖截圖經(jīng)建模分析，現(xiàn)場溫控技術(shù)指標(biāo)（包括入模溫度、最高溫度、內(nèi)表溫差）如下時(shí)，可滿足抗裂安全系數(shù)≥1.4及混凝土內(nèi)部最高溫度≤65℃的要求。環(huán)境工況入模溫度(℃)最高溫度(℃)內(nèi)表溫差(℃)常溫季節(jié)環(huán)境溫度≤24℃≥5且≤28≤64≤25高溫季節(jié)環(huán)境溫度≥25℃≥5且≤25≤643溫控措施3.1現(xiàn)場溫控措施根據(jù)仿真分析提出的溫控技術(shù)指標(biāo)，施工階段入模溫度、混凝土溫升和內(nèi)表溫差的具體控制措施，具體措施主要包括溫度控制和養(yǎng)護(hù)措施兩大類。3.1.1溫度控制溫度控制包括如下幾個(gè)方面：材料入庫，控制原材料溫度；冷卻水片冰拌合混凝土，控制混凝土澆筑溫度；輸送泵送包裹覆蓋，控制混凝土在輸送過程中溫度回升；澆筑區(qū)域內(nèi)噴霧降溫，控制混凝土內(nèi)部最高溫度。（1）原材料溫度控制根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果，常溫季節(jié)對入模溫度控制要求為≤28℃，參考相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，混凝土在輸送工程溫升約為1.5℃，即對混凝土出機(jī)溫度控制為≤26.5℃；高溫季節(jié)對入模溫度控制要求為≤25℃，對混凝土出機(jī)溫度控制為≤23.5℃。根據(jù)《水運(yùn)工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)規(guī)程》（JTS202-1-2010）（附錄一）對出機(jī)口溫度進(jìn)行計(jì)算，原材料溫度控制指標(biāo)詳及相應(yīng)的措施詳見下表。原材料溫度控制指標(biāo)計(jì)算工況水泥粉煤灰礦粉砂抗裂劑碎石水片冰取代拌合水量配合比24210666760261050141常溫季節(jié)6040402040222226.3高溫季節(jié)604040304030105023.3原材料溫度控制指標(biāo)及措施材料環(huán)境工況溫度控制指標(biāo)拌合站溫度控制措施水泥常溫≤60℃盡量避免剛出窯的新鮮水泥進(jìn)場；提前備料降溫；攪拌站罐體刷白處理；高溫＜50℃盡量避免剛出窯的新鮮水泥進(jìn)場；提前備料降溫；攪拌站罐體刷白處理；在罐體周圍設(shè)噴水系統(tǒng)。摻和料常溫≤40℃罐體刷白處理；提前備料降溫高溫骨料常溫≤22℃材料提前進(jìn)場、入庫儲(chǔ)存，先來先用；料場搭棚遮陽，降低料棚內(nèi)環(huán)境溫度。高溫≤30℃材料提前進(jìn)場、入庫儲(chǔ)存，先來先用；料場搭棚遮陽，棚頂設(shè)噴水霧系統(tǒng)，降低料棚內(nèi)環(huán)境溫度；搭建3個(gè)骨料儲(chǔ)藏冷庫，提前將骨料冷卻到10攝氏度以下。外加劑≤30℃材料入庫儲(chǔ)存，搭棚遮陽。拌和水常溫≤22℃結(jié)合實(shí)際拌和水溫情況，確定是否采取制冷水拌合高溫≤10℃采取制冷水≤10℃及碎冰取代拌和水進(jìn)行混凝土拌合，根據(jù)出機(jī)溫度控制需要，結(jié)合實(shí)際澆筑原材料溫度情況，確定是否加片冰及片冰數(shù)量。

罐體白漆料棚噴淋降溫（2）入模溫度控制1）常溫季節(jié)（環(huán)境溫度≤24℃）對混凝土的入模溫度控制可不必采取額外附加措施。2）夏季高溫季節(jié)時(shí)（環(huán)境溫度≥25℃）進(jìn)行混凝土的生產(chǎn)時(shí)，采用片冰（10~60kg/m3）和制冷水（≤10℃）拌和混凝土（具體加冰量和制冷水的溫度根據(jù)夏季不同月份的最高氣溫進(jìn)行熱工計(jì)算后確定），以滿足入模溫度≤25℃的溫控標(biāo)準(zhǔn)要求，其中以制冷水為降低入模溫度的主要措施，以碎冰拌合為入模溫度備用保證措施，根據(jù)澆筑氣溫變化，調(diào)整碎冰摻入量，保證混凝土入模溫度滿足要求。骨料由裝載機(jī)經(jīng)堆場運(yùn)輸至冷卻料倉，粗骨料噴淋冷水進(jìn)行冷卻，冷卻后的骨料通過皮帶從冷卻廊道輸送機(jī)運(yùn)至工作料倉，以供稱量攪拌?；炷吝\(yùn)輸過程中，對混凝土罐車的罐體及泵管包裹防嗮材料，防止混凝土罐車的罐體及泵管受陽光照射過熱，罐車以冷卻水噴淋罐體表面冷卻后裝料，泵管以濕布材料包裹，防止混凝土運(yùn)輸過程中混凝土升溫過高。在實(shí)際施工中選擇合適澆筑時(shí)段開展塔柱混凝土澆筑作業(yè)，盡量在一天溫度較低時(shí)段開展作業(yè)。

輸車罐體濕包裹泵管遮陽（3）內(nèi)部最高溫度控制措施混凝土在高溫季節(jié)施工時(shí)，由于環(huán)境溫度高，混凝土反應(yīng)加快，混凝土內(nèi)部溫度累積快，仿真計(jì)算模擬的高溫環(huán)境條件為35±5℃，在高溫季節(jié)澆筑時(shí)，為將控制澆筑環(huán)境控制在40℃以內(nèi)，在混凝土澆筑前及澆筑過程中采取如下處理措施，以保障澆筑環(huán)境溫度控制在40℃以內(nèi)。1）對澆筑地進(jìn)行遮陽防曬；2）澆筑模板外側(cè)表面包裹白色反光板減少吸熱；3.1.2養(yǎng)護(hù)措施根據(jù)控制節(jié)段內(nèi)溫度≤40℃的需要，主塔混凝土澆筑完成后，混凝土采用蓄水養(yǎng)護(hù)的方式。養(yǎng)護(hù)措施至少持續(xù)5d，以防止混凝土在溫峰期受到曝曬。過程中的氣溫的測量應(yīng)在每晝夜8、12、14、20點(diǎn)共測量4次。對拌和材料以及拌和物的出機(jī)溫度由拌和站工作人員進(jìn)行量測。混凝土澆筑前和振搗后的溫度應(yīng)2h測定一次，如發(fā)現(xiàn)拌和物的出機(jī)溫度較低，應(yīng)加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸過程的保溫措施，并力求盡量縮短混凝土運(yùn)輸、等待、澆筑及振搗的時(shí)間，同時(shí)，加密