混凝土溫度保護與養(yǎng)護

　　摘要： 新編的《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2001與原標準相比,更強調了對混凝土溫度保護和養(yǎng)護。三峽工程混凝土澆筑過程中混凝土養(yǎng)護措施主要有噴霧和流水養(yǎng)護；混凝土表面保護則以倉面保溫為主。

　　關鍵詞：混凝土； 溫控； 保護與養(yǎng)護

　　隨著混凝土施工技術的發(fā)展,混凝土施工質量全過程控制的觀點已被普遍接受,混凝土溫度保護與養(yǎng)護作為混凝土澆筑過程很重要的程序和環(huán)節(jié),也應有好的設計和施工,并且每一環(huán)節(jié)的質量控制都應落到實處。在《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2001的編寫過程的調研中,有的專家提出,混凝土的溫度保護和養(yǎng)護應當被當作一項工程來對待,與模板工程、預埋件工程等同樣受到重視。

　　1 混凝土養(yǎng)護

　　1.1 倉面噴霧

　?。?）摻氣管噴霧   摻氣管噴霧是在倉面上空形成一層霧狀隔熱層，使倉面混凝土在澆筑過程中減少陽光直射強度，降低倉面環(huán)境溫度，對減少混凝土在澆筑振搗過程中溫度回升有較好效果。

　　摻氣管噴霧是將摻氣管固定在倉面兩側模板上，沿管長每50cm鉆一個2mm小孔，將有孔方向對向倉面上方，仰角20°～30°。摻氣管外接0.4～0.6MPa高壓水及0.6～0.8MPa高壓風，風、水在管內混合后由摻氣管小孔噴出。這種裝置噴射距離一般可達8～10m，霧化效果尚可，但需注意的是摻氣管下方往往由于有水滴下而需設置排水設施。

　?。?）新型噴霧機噴霧  倉面噴霧機是為確保三峽二期工程混凝土澆筑質量而研制開發(fā)的新產品。

　　倉面噴霧機將清水通過離心式壓力霧化噴嘴霧化成細小霧滴后，用風力將霧滴均勻吹送到混凝土澆筑面上方形成霧層，一方面霧滴吸熱蒸發(fā)，同時霧層阻隔陽光直射，從而降低澆筑面上環(huán)境溫度。
　　1999年夏季，新型噴霧機在三峽工程泄洪壩段和左廠壩段施工倉面經過短期的試用和摸索后，迅速用于倉面降溫保濕，為保障夏季混凝土澆筑質量發(fā)揮了重要作用。

　　1.2 流水養(yǎng)護

　　表面流水養(yǎng)護可使混凝土早期最高溫度降低1.5℃左右，但因澆筑倉面一般平整度較差，倉面難以做到全部有流水，同時對相鄰壩段混凝土施工有較大干擾，故而實施時有一定難度。

　　（1）養(yǎng)護規(guī)定

　　表面養(yǎng)護的范圍包括左廠各壩塊上下游面、左右側面、水平面；各孔口的側面、水平面。

　　表面養(yǎng)護的一般要求有：①采用河水?；炷翝仓戤吅螅瑢炷帘砻婕八袀让鎽皶r灑水養(yǎng)護，以保持經常濕潤；澆筑完畢短期內應避免太陽光曝曬，混凝土表面宜加遮蓋；低流態(tài)混凝土延長養(yǎng)護時間；②一般應在混凝土澆筑完畢后12～18 h內即開始養(yǎng)護，但在炎熱、干燥氣候情況下應提前養(yǎng)護；③如采用特種水泥，應按專門規(guī)定執(zhí)行；④養(yǎng)護應保持連續(xù)性，不得采用時干時濕的養(yǎng)護方法；⑤混凝土養(yǎng)護應有專業(yè)隊或專人負責，并認真做好養(yǎng)護記錄。

　?。?）養(yǎng)護方法

　　1）混凝土養(yǎng)護方法和適用條件詳見表1。

　　2）各部位、各條件下具體養(yǎng)護辦法

　?、儆谰帽┞睹骛B(yǎng)護  永久暴露面采用長期流水養(yǎng)護。采用25mm的鋼管(或塑料管)，每隔20～30cm鉆1mm左右的小孔，臨時掛在模板上或外露拉條筋上，自來水通過孔口對混凝土壁面進行養(yǎng)護，通水流量為15L/min左右。養(yǎng)護時機為拆模后即開始，水管隨模板上升，白天實行不間斷的流水養(yǎng)護，夜間(20∶00～6∶00)可實行間斷流水養(yǎng)護，即流水養(yǎng)護1 h，保持濕潤1 h，當夜間氣溫超過25℃時，實行不間斷流水養(yǎng)護。

　　養(yǎng)護時間不應少于混凝土的設計齡期。進入低溫季節(jié)，需要覆蓋保溫材料進行表面保溫時，可停止養(yǎng)護。

　?、趬螇K左右側面養(yǎng)護  左右兩側使用的鍵槽模板，不易掛水管，需進行小流量的水噴灑或人工灑水養(yǎng)護，特別是低塊澆筑時，既要養(yǎng)護好側面又不能將水流到倉內；養(yǎng)護時間為不少于28d或至混凝土覆蓋。

　?、鬯絺}面養(yǎng)護  當新澆混凝土初凝后，表面即可進行人工灑水養(yǎng)護，對較大的倉位連續(xù)澆筑在兩個班以上的，對先澆的部位進行灑水，但不能將水流到未初凝的混凝土面上。當先澆的位置澆完12h后，能抵抗自然流水破壞時，進行人工灑水。為避免水量集中，影響正在澆筑的部位，灑水時在水龍頭上加蓮篷頭。倉位收倉后12h，用自動灑水器養(yǎng)護,視倉面的大小配2～3臺灑水器，每臺流水量為12～15L/min，對澆不到的位置，輔以人工灑水或表面流水養(yǎng)護，流水量為16～20L/min，養(yǎng)護時間為不少于28 d或上一倉澆筑前為止。在澆筑層面養(yǎng)護時，嚴禁借灑水養(yǎng)護進行壓力水沖毛。

　　為保證養(yǎng)護工程的順利實施，澆筑壩塊收倉后2h內，必須將連接好的水管連接到該壩塊，且水管長度不小于15m，并將旋轉噴頭提供到該壩塊，旋轉噴頭數(shù)量為1～2個，下塊必須為2個，2個旋轉噴頭之間連接水管長度不小于8m。

　　各壩塊表面及側面灑水養(yǎng)護不論白天、夜間必須時刻保持在濕潤狀態(tài)，白天上、中塊還必須保證至少有一個旋轉噴頭在噴水養(yǎng)護，下塊必須要有2個旋轉噴頭在噴水養(yǎng)護。

　　④雨天養(yǎng)護  對于雨天的養(yǎng)護，當下雨持續(xù)時間超過30min時，應停止各壩塊表面及側面養(yǎng)護工作，關閉水管；當下雨持續(xù)時間超過1 h時，停止上、下游壩面及外露底孔側面段的流水養(yǎng)護，雨停后1 h內恢復正常的養(yǎng)護工作。

　　3）養(yǎng)護檢查  要求施工單位每隔2 h檢查一次養(yǎng)護的情況，氣溫高時加密巡查，檢查內容為：壩塊表面濕潤狀態(tài)、混凝土表面發(fā)白面積、側面濕潤狀態(tài)、流水養(yǎng)護流水狀況、倉內水管提供情況、旋轉噴頭噴水情況及旋轉噴水頭數(shù)量。

　　2 表面保護

　　引起表面裂縫的原因是干縮和溫度應力。干縮引起表面裂縫一般僅數(shù)厘米深度，主要靠養(yǎng)護解決。引起表面拉應力的溫度因素有：氣溫變化、水化熱和初始溫差。氣溫變化主要有：氣溫驟降、氣溫年變化和日變化。

　　在混凝土施工過程中，有時要留一些缺口供過水之用，與低溫水接觸后，在缺口的底部與兩側，往往會出現(xiàn)裂縫。

　　理論與實踐經驗都表明，表面保護是防止表面裂縫的最有效措施，特別是混凝土澆筑初期內部溫度較高時尤應注意表面保護?；炷帘砻姹睾蟊貙討_到的等效放熱系數(shù)值可根據(jù)壩址氣溫驟降及氣溫年變化等情況通過計算確定。

　?。?）夏季新澆混凝土倉面鋪設保溫被

　　混凝土在夏季澆筑過程中的溫度變化：一是運輸途中的溫度回升，從丹江口大壩實測資料統(tǒng)計，一般運輸時間為30min，溫度回升0.5～1℃；二是倉面回升，這是主要的，回升值隨混凝土入倉到上層覆蓋新混凝土的時間長短而不同，一般間隔1h回升率20%，間隔2h，回升率35%，間隔3h回升率45%。從以往的施工水平看，施工條件較困難時，混凝土入倉澆筑到被覆蓋，時間可長達2～3 h以上，這對夏季混凝土溫控很不利，日照強時通?；厣师?30%～70%。

　　而保溫被作為控制倉面溫度回升是一種方便有效的措施。第三代泡沫塑料制品高壓聚乙烯泡沫塑料，導溫系數(shù)小，可適用倉內高低不平的任何形狀混凝土面作覆蓋物而緊貼混凝土表面起到隔溫效果。

　　夏季澆筑溫控混凝土，為防止倉面混凝土溫度回升過快，必須在澆筑過程中，對新澆混凝土及澆筑臺階進行覆蓋保溫。倉面保溫材料一般選擇保溫被，保溫被采用兩層1cm厚聚乙烯保溫卷材外套塑料編織彩條布，為現(xiàn)場使用方便，保溫被一般做成1.5m×2.0m一塊。

　　在采用臺階澆筑法施工時，開倉澆筑前要求每倉配備不少于50％倉面面積的保溫被，澆筑時對振搗好的混凝土立即覆蓋，當要覆蓋新混凝土時揭開保溫被，振搗完后再蓋上，直到混凝土初凝或收倉為止，對溫度控制不很嚴的部位也可以到無強日照為止。

　　塔帶機輸送能力滿足平倉澆筑時，倉面保溫被備料面積不小于倉面面積的三分之二，每澆筑層振搗區(qū)域應立即覆蓋，直至上層混凝土開始布料時方能揭開保溫被。澆筑非溫控混凝土的部位及時段不要求使用保溫被。

　　三峽工程曾在夏季通過實測，新混凝土蓋被同不蓋被相比在10cm深處混凝土溫度,間隔1h低5℃，間隔2～3h低5.5℃，間隔4～5h低6.75℃。由此可知，在太陽直射、氣溫為28～35℃時，蓋被可使?jié)仓囟冉档?～6℃。而氣溫為26～28℃無強日照時可使?jié)仓囟冉档?℃。另在實測氣溫達33～36℃時，蓋被后15cm深處比不蓋被1～3 h后，澆筑溫度分別少回升2～4℃、4～5℃、7～8℃，也就是蓋被后3～4h未覆蓋新混凝土，而混凝土溫度回升只0.5～2.0℃，同一罐料不蓋被則回升5～9℃。間隔時間在1～3 h內可降低表面溫度4～10℃，10cm深處3～8℃，15cm深2～7℃，20cm深1～5℃，25v50 cm深1～3℃。平均可降低15cm深處的澆筑溫度2～7℃。15cm深處回升率在3h內為30%，按振搗后算起為5%左右；同時測不蓋被，15cm深處回升率在3h達70%，按振搗后算起為65%。這充分說明蓋被對降低混凝土溫度回升率大有好處。

　?。?）混凝土保溫

　　在寒潮（氣溫驟降）和越冬期間,對混凝土表面進行保溫。不同氣候地區(qū)、不同壩型和不同工程部位應采取相應保溫材料和措施，以確保保溫效果?，F(xiàn)舉例加以說明。

[實例]：

　　某壩區(qū)氣溫驟降頻繁，日平均氣溫2～3天降低6℃幾乎每月發(fā)生，3～4月份最頻繁。統(tǒng)計資料表明：一次降溫6～8℃占66%，8～10℃占24%，大于10℃的占10%，實測一次降溫最大為14.1℃。

　　該工程混凝土表面保護要求為：

　?。?）保溫材料：應選擇保溫效果好且便于施工的材料，選定的保溫材料須驗算其β值。保溫后混凝土等效放熱系數(shù)：大體積混凝土β≤2.0～3.0 W/m℃；導流底孔、深孔、排漂孔等結構混凝土：β≤1.5~2.0 W/m℃。

　　（2）對于永久暴露面，10～4月份澆筑的混凝土，澆完拆模后立即設永久保溫層；5～9月澆筑的混凝土，10月初設永久保溫層。β值取下限值。

　?。?）每年入秋（9月底），應將導流底孔、深孔、排漂孔、排砂孔、尾水管、豎井、廊道及其它所有孔洞進出口進行封堵。

　?。?）當日平均氣溫在2～3天內連續(xù)下降超過（含等于）6℃時，28天齡期內混凝土表面（頂側面）必須進行表面保溫保護。β值取上限值。

　?。?）低溫季節(jié)如拆模后混凝土表面溫降可能超過6～9℃以及氣溫驟降期，應推遲拆模時間，否則須在拆模后立即采取其他表面保護措施。

　?。?）當氣溫降到冰點以下，齡期短于7天的混凝土應覆蓋合格的保溫材料作為臨時保溫層。

　　（7）壩體上下游面、泄洪孔表面澆筑時，采取在模板內側粘貼材料等永久性保溫措施。
對工程重要部位，模板內貼保溫材料是有效和可靠的保護措施，宜優(yōu)先采用。

　?。?）表面保護所用材料及施工工藝

　　水電工程壩面保溫期短，施工費用少，屬于臨時工程，而它抗風、抗水的要求更高，因而在進行保溫施工時，應針對不同的材料的不同性能適時采取工藝措施。

　　應用于水電工程的保溫材料有珍珠巖、纖維板、聚乙烯、聚苯乙烯等。

　　混凝土表面保護材料的施工方法，可分為噴涂、內貼和外貼三種，噴涂就是直接將保溫材料用噴板噴在混凝土面上，利用材料發(fā)泡形成一定厚度的保溫層而形成混凝土的表面保護。所謂內貼，就是將保溫材料粘貼或固定在模板的內側面上，待拆模后，即形成混凝土的表面保護；所謂外貼，就是拆模后，將保溫材料釘鉚或粘貼在混凝土表面上，形成混凝土的表面保護。

　　一般來說，內貼較外貼簡便，并避免了高空作業(yè)，有利于提高混凝土表面保護質量，但對于混凝土表面平整度要求很高，溢流壩面或其他特殊要求的混凝土面，則應以外貼為宜。此外，在高溫季節(jié)澆筑的混凝土而要到低氣溫季節(jié)或寒潮來臨前才需要表面保護時，應采用外貼。

　　表面保護材料品種繁多，但無論采用何種材料，其施工方法及工藝十分重要。