宫展蒙

(中铁十二局集团第四工程公司，陕西西安 710021)

随着我国基础设施建设的飞速发展，高架铁路建设日新月异、高架桥里程的延长，大型箱梁混凝土的施工和质量控制成为建设过程中的重点。铁路建设质量百年大计，建筑的不可逆性、唯一性、投资巨大性，都使其质量问题不容忽视。怎样才能控制好温度，使混凝土不产生裂缝，保证质量，这成为一个焦点。

所谓箱梁混凝土温度控制，就是指混凝土浇筑施工中，构件内部因为化学变化而产生的高温现象的控制。温差包括芯部与表层，表层与环境之间的温差不宜超过15℃;养护水温度低于混凝土表面温度，二者之差不得大于15℃。由于构件庞大的特点，使得混凝土构件内外的温差很大，温差的变化，可以导致构件内部拉应力不平衡的现象，因此控制好内部的温度，可减小因温差所造成箱梁梁体混凝土拉应力的不均衡，避免因此而产生的裂缝问题，影响箱梁混凝土的强度和耐久性，进而导致铁路建设项目的使用寿命达不到设计使用年限。

1 有效控制水泥熟料中C3 A含量

铁路建设规范中，对混凝土内外温度差的控制制定了一个允许区间，以不超过15℃为宜，而对于混凝土梁体内部的温度控制，混凝土芯部温度不宜超过60℃，最大不得超过65℃，这进一步说明混凝土温度控制对于工程质量的重要性。提高混凝土质量首先要关注水泥熟料中C3A含量，如果控制好C3A含量，可以延缓水泥混凝土的凝固速度，增加强度。C3A是熟料中一种重要的矿物质，属于等轴晶系，密度为3．04 g/cm3，反光镜下观察，熟料的快速冷却和慢速冷却形状是不一样的，分别呈现点滴状和矩形、柱状。C3A水化速度也很快，尤其是初期的水化热高，混凝土凝结速度极快，如果不进行添加剂的处理，那么可以在很短时间内凝结，这种急凝现象，不利于混凝土强度的形成，也有可能在3 d内形成最大的强度，但是没有后续的增强了，甚至可以产生倒缩。更为重要的是干缩变形严重，其硬化过程中产生的物质，不能够耐受硫酸等的腐蚀。

熟料中C3A影响混凝土性能是众所公认的。由于C3A对熟料混凝土水化影响很大，因此成为混凝土施工中一项重要的内容。首先是它可以提高混凝土早期强度，并且能够产生很高的水化热，导致裂缝的出现，影响混凝土的质量;其次C3A还可产生干缩变形，降低混凝土抗硫酸腐蚀的性能。

施工前联系水泥厂家提供的C3A含量不同的水泥分别制作500×500×500混凝土立方体试验块，埋设测温元件，在(20±2)℃养护条件下进行温度对比试验，结果见表1。

由此可见，降低水泥熟料中C3A的含量有利于降低混凝土温度，因此我们积极和水泥厂取得联系，控制C3A含量，其含量不大于8%。

表1 C3 A不同含量时试块芯部温度对比试验结果

2 尽量提高箱梁混凝土配合比中掺合料的比例

在铁路箱梁混凝土配合比中需要科学选择掺合料，掺合料的选择对混凝土质量影响极大。混凝土配合比中掺合料的选定必须充分考虑到混凝土设计强度、弹性模量以及混凝土运输和泵送时的坍落度损失等因素，混凝土收缩徐变对箱梁质量也会有很大的影响。通常我们选择掺粉煤灰、矿粉，发挥其影响混凝土水化热温度及应力的影响作用。使用掺合料的目的非常清楚，一方面是从技术角度考虑的，可以提高箱梁混凝土和易性，另一方面是从成本降低方面考虑的，可以减少水泥用量。常用的有粉煤灰、矿粉，利用这两种材料作为掺合料，做好掺配比，不仅仅是降低成本，更可以增加混凝土的密实度。在保证混凝土张拉强度的前提下，尽量提高箱梁混凝土配合比中掺合料的比例，这样有利于混凝土温度的控制。我们做了一项试验，对混凝土进行掺粉煤灰和不掺粉煤灰的对比试验。具体数据见表2。

表2 掺粉煤灰对混凝土水化热温度影响

由表2我们可以看出，掺15%粉煤灰的水化热温差比不掺粉煤灰有所降低，掺粉煤灰可有效降低混凝土的水化热温度、改善混凝土的拌合物性能。进行配比选定时，也要重视粗骨料的选定，粗骨料对混凝土强度有较大影响，粗骨料级配良、粒径好，可以节约水泥的用量，使施工成本降低，而水泥砂浆用量减少，水化热也就随之减小，温度就能很好的控制，减少箱梁构件的裂缝产生。

3 箱梁混凝土温度控制的措施与方法

施工中温度的控制，应该根据施工项目所在地的气候条件来定，冬季和夏季气温不同，因此施工中温度控制也不同。

3．1 夏季箱梁混凝土温度控制措施

夏季施工后应隔热，防止混凝土产生过大的温差应力。

1)应该从拌合站开始，这个环节的温度控制很关键，首先拌合站的集料仓，应该有棚户设施，遮阳、防雨，另外拌合站还要配备降温的加冰储水箱，材料的存储要及时降温，可以洒水、遮阳，从而降低材料储存罐的温度。2)做好拌合时的质量控制，主要是拌合时要控制用水的温度，水中加冰块，使水温控制在5℃～10℃，另外控制混凝土搅拌时间，使其大于120 s。3)拌合好的混凝土要进行运输和浇筑，浇筑的顺序是质量保证的基础。由于混凝土方量大，一般浇筑时要采取泵送方式，按照先从底板开始，然后腹板，最后浇筑顶板的浇筑顺序进行施工，这样可以保证浇筑质量。同时根据施工地区的气候条件，选择恰当的施工时间，一般选择日落后开始，在第二天太阳出来前完成，避免白天的高温。混凝土入模温度不能高于30℃，采取措施，保证入模温度。浇筑速度均匀控制，避免浇筑过快导致内部温度升高的情况出现。4)混凝土浇筑完毕后，及时对梁体覆盖土工布并洒水养护，及时吊装梁体遮阳棚架。

3．2 冬季施工的蒸汽养护措施

冬季施工后要保温，防止混凝土产生过大的温差应力。养护温度高，混凝土的水化速度就快，这样使混凝土初期能够形成很高的强度，但是，不是初期水化速度越快越好。太快了，容易导致水化物分布不均匀，过分稠密地区，就是弱点所在区域。结果是强度不高，特别是整体强度，对后期的强度形成不利。周围环境的温度和湿度对水泥强度的形成都有很大的作用。冬季施工一般都采用蒸汽养护。

表3 混凝土蒸汽养护过程温度的控制及温度记录

混凝土蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持棚温不低于5℃，灌注完4 h后方可升温，升温速度不得大于10℃/h，恒温养护期间蒸汽温度不宜超过45℃，混凝土芯部温度不宜超过60℃，最大不得超过65℃;降温速度不得大于10℃/h。

从表3可见，要想控制好混凝土温度及内部温度，首先要控制好棚内蒸汽的温度，一般控制在20℃～26℃，才能保证混凝土芯部温度不宜超过60℃，最大不得超过65℃。

4 结语

铁路施工中大体积箱梁混凝土温度的控制，必须控制好以下几个要点:1)控制好水泥中C3A的含量。2)保证混凝土张拉强度的前提下，箱梁混凝土配合比中选择合理的掺合料比例。3)混凝土施工中控制好原材料的温度、混凝土的入模温度。4)混凝土养护过程中，特别是蒸汽养护中，重点监控棚内、箱内的蒸汽温度，从而保证混凝土芯部温度不宜超过60℃，最大不得超过65℃。

［1］李 杰，王根会，张克华．厚壁混凝土箱梁施工过程中的温度应力分析研究［J］．兰州交通大学学报，2006(3):5-6．

［2］秦 观，魏 颂，王志国．混凝土箱梁蒸养温度场及温度应力有限元分析［J］．中国港湾建设，2010(1):89-92．

［3］朱德玉，光同文，秦鸿根，等．箱梁高性能粉煤灰混凝土的配制技术与性能研究［J］．中外公路，2009(3):11-13．

［4］铁科技［2004］120号，客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件［Z］．