0 引言

      混凝土浇筑后水泥水化反应持续进行,单位体积内释放的水化热在厚大构件中难以快速散发,中心区域温度急剧上升,表层温度受环境影响相对较低,内外温差过大时混凝土内部产生拉应力超过抗拉强度导致开裂。高温季节施工环境温度持续偏高,砂石骨料在露天堆放条件下吸收大量太阳辐射热,混凝土入模温度控制难度显著增加,即使采取常规养护措施也难以将内外温差控制在规范允许范围内。近年来多个大体积混凝土工程在高温季节施工过程中出现裂缝问题,暴露出传统温控方法在极端气候条件下的局限性,亟需研究更加有效的温控技术应对高温季节施工挑战。

1 大体积混凝土的定义

      大体积混凝土指混凝土实体最小尺寸≥1m,或预计会因混凝土中胶凝材料水化+引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。该定义包含两类判定标准,但第二类难以量化判断,工程实践中主要依据前者,即以最小断面尺寸是否达到1m作为判定依据。大体积混凝土的特点顾名思义就是体积大,混凝土最小断面任何一个尺寸都≥1m,大体积混凝土在房建施工中主要是针对筏板基础而言,筏板的长度、宽度通常远超1m,当板厚达到或超过1m时,即构成大体积混凝土。需要明确的是,“大体积”指的是结构断面尺寸,而非混凝土浇筑总量,二者没有必然联系[1]

2 高温季节大体积混凝土温控难点

2.1 原材料降温实施难

      夏季施工现场砂石骨料长期暴露在烈日下,表面温度可达45℃甚至更高,骨料堆放区域缺乏有效遮阳设施使得降温工作难以开展。拌合水温虽然可以利用深井水或冰块降低,但水量占比相对较小,降温效果受到明显限制,加之从搅拌站到浇筑现场的运输过程中混凝土罐车在高温环境下持续吸热,入模温度往往比出机温度高出3~5℃。水泥和矿粉储存在封闭料仓内,仓体受太阳直射后内部温度可超过60℃,即使采用喷淋降温措施也需要较长时间才能见效,原材料温度控制需要投入大量冷却设备和额外场地,多数施工现场受条件约束无法实现系统化的预冷处理。

2.2 构件内部热量累积明显

      大体积混凝土断面尺寸达到1m以上,水泥水化反应释放的热量在结构内部难以快速散发,中心区域温度持续升高并在浇筑后2~3d达到峰值。外界高温环境减缓了混凝土表面的散热速度,内部热量向外传递的温度梯度变小,导致中心温度比常温季节施工时高出8~12℃,内外温差可能超过30℃的控制标准。厚大构件的散热面积相对体积较小,混凝土内部形成蓄热区域,即使表面采取覆盖保温措施,深层位置的温度下降速率依然缓慢,降温周期可能延长至7~10d甚至更久,温度应力在过程中不断累积并作用于尚未充分硬化的混凝土,增加了开裂风险。

2.3 养护条件难以保障<......

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