针对混凝土温度应力风险的不同等级(低风险、中风险、高风险),防控措施需从原材料控制、施工工艺优化、养护管理、应急处理四个维度分层实施,具体措施如下:
一、低风险(σ/ft ≤ 0.7)
风险描述:温度应力小于混凝土抗拉强度的70%,开裂风险低,但仍需常规监测与养护。
防控措施:
1. 原材料控制
2. 施工工艺优化
浇筑方式:采用分层浇筑,每层厚度≤2.0m(低风险下约束应力较小,可适当放宽);
冷却水管:无需预埋冷却水管(内部温度梯度小,无需主动降温);
跳仓施工:可不划分仓块,连续浇筑(但需避免单次浇筑体积过大,如单次浇筑量≤500m³)。
3. 养护管理
4. 应急处理
案例:某住宅楼基础混凝土(σ/ft=0.6),采用普通硅酸盐水泥+10%粉煤灰,分层浇筑(每层1.8m),浇筑后覆盖塑料薄膜养护7天,未出现开裂。
二、中风险(0.7 < σ/ft ≤ 1.0)
风险描述:温度应力接近混凝土抗拉强度,存在开裂风险,需优化冷却系统并加强养护。
防控措施:
1. 原材料控制
水泥选择:选用中热硅酸盐水泥(P·MH 42.5)或低热矿渣硅酸盐水泥(P·LH 42.5),水化热降低20%-30%;
掺合料:掺入20%-30%粉煤灰或矿粉,进一步降低水泥用量;
外加剂:掺入0.8%-1.2%缓凝型高效减水剂,延缓水化热释放峰值时间。
2. 施工工艺优化
浇筑方式:分层浇筑,每层厚度≤1.5m,并控制单次浇筑量≤300m³;
冷却水管:预埋冷却水管(间距1.5m),通水流量10-15L/min,水温比混凝土内部温度低5-10℃;
跳仓施工:将大体积混凝土划分为若干仓块(仓块尺寸≤20m×20m),间隔72小时浇筑相邻仓块。
3. 养护管理
保温保湿:覆盖塑料薄膜+1层岩棉板(厚度≥3cm),减少表面热量散失;
养护时间:养护时间≥14天,期间保持表面湿润;
温度监测:每2小时监测1次温度,重点监控里表温差(要求≤20℃)和降温速率(要求≤2℃/d)。
4. 应急处理
表面降温:若表面温度过高(>60℃),可采用喷雾降温或覆盖湿麻袋;
内部调温:若内部温度过高(>70℃),增加冷却水管通水量至20L/min;
裂缝处理:若出现裂缝(宽度0.1-0.3mm),采用压力灌浆法注入环氧树脂修补。
案例:某商业综合体核心筒混凝土(σ/ft=0.9),采用中热硅酸盐水泥+25%粉煤灰,预埋冷却水管(间距1.5m),跳仓施工(仓块15m×15m),覆盖塑料薄膜+岩棉板养护14天,仅出现少量微裂缝(宽度0.05mm),无需修补。
三、高风险(σ/ft > 1.0)
风险描述:温度应力超过混凝土抗拉强度,必然开裂,需立即采取强降温措施并延长养护时间。
防控措施:
1. 原材料控制
水泥选择:强制使用低热矿渣硅酸盐水泥(P·LH 42.5),水化热降低30%-40%;
掺合料:掺入30%-40%粉煤灰或矿粉,水泥用量降低至250kg/m³以下;
外加剂:掺入1.2%-1.5%缓凝型高效减水剂+0.05%膨胀剂(补偿收缩)。
2. 施工工艺优化
浇筑方式:分层浇筑,每层厚度≤1.0m,单次浇筑量≤200m³;
冷却水管:预埋双层冷却水管(间距1.0m),通水流量20-30L/min,水温比混凝土内部温度低10-15℃;
跳仓施工:仓块尺寸≤15m×15m,间隔96小时浇筑相邻仓块;
埋设温度传感器:在混凝土内部预埋温度传感器,实时监控温度变化。
3. 养护管理
保温保湿:覆盖塑料薄膜+2层岩棉板(厚度≥5cm),表面再覆盖防水帆布;
养护时间:养护时间≥28天,期间保持表面湿润;
温度控制:严格监控里表温差(≤15℃)和降温速率(≤1℃/d),若超限立即调整冷却水管流量。
4. 应急处理
紧急降温:若内部温度>75℃,立即增加冷却水管密度(间距缩小至0.8m)并通入冰水(水温≤5℃);
裂缝处理:若出现裂缝(宽度>0.3mm),采用高压灌浆法注入改性环氧树脂,并在裂缝表面粘贴碳纤维布加固;
结构加固:若裂缝贯穿截面,需委托专业机构进行结构安全性评估,必要时进行体外预应力加固。
案例:某核电站安全壳混凝土(σ/ft=1.2),采用低热矿渣硅酸盐水泥+35%粉煤灰,预埋双层冷却水管(间距1.0m),跳仓施工(仓块12m×12m),覆盖塑料薄膜+2层岩棉板养护28天,未出现开裂,结构安全性满足设计要求。
四、防控措施总结
风险等级
原材料控制
施工工艺优化
养护管理
应急处理
|
|
|
|
|
低风险 | 普通水泥+10%-15%掺合料 | 分层浇筑(≤2.0m),无需冷却水管 | 覆盖养护≥7天 | 监测频率降低,表面微裂封闭 |
中风险 | 中热/低热水泥+20%-30%掺合料 | 分层浇筑(≤1.5m)+冷却水管+跳仓施工 | 保温保湿≥14天,监控里表温差≤20℃ | 表面降温,内部调温,裂缝灌浆修补 |
高风险 | 低热水泥+30%-40%掺合料+膨胀剂 | 分层浇筑(≤1.0m)+双层冷却水管+跳仓施工 | 保温保湿≥28天,监控里表温差≤15℃ | 紧急降温,高压灌浆,结构加固 |
通过分层实施防控措施,可有效降低混凝土温度应力风险,确保结构安全。例如,某大坝工程通过从低风险到高风险的分级防控,将温度应力风险从高风险(σ/ft=1.2)降至低风险(σ/ft=0.6),成功避免开裂。