CN107816044A - 一种哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，包括以下步骤：对承台混凝土的理论配合比进行风险评估，求得开裂关系曲线及不同时间段的混凝土开裂风险系数和承台混凝土不开裂的最大里表温差值和最大降温速率；在承台结构内部布设冷却雾气管和温度测试元件；向承台结构内浇筑混凝土；承台结构的混凝土浇筑过程中，通过冷却雾气管向承台结构内持续通入冷气进行降温；承台结构的混凝土浇筑完毕，对承台结构的混凝土上表面进行蓄水养护；在承台混凝土四周布设水雾喷头，拆模后使用塑料布将承台侧表面和水雾喷头覆盖，用不同温度的水雾对承台的哑铃头和承台哑铃杆分别独立养护。降低承台混凝土的开裂风险，提高了施工质量和施工效率。

Description

一种哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法。
背景技术
随着我国桥梁工程的迅猛发展，桥梁规模不断扩大，新型、大跨度桥梁大量涌现。随之而来的桥梁结构中的承台大体积混凝土构件的体积也不断增大。相较于普通大体积混凝土，桥梁大体积混凝土具有设计标号高、水泥用量多、绝热温升大、结构形式复杂多变等显著特点，由此造成混凝土极易在施工期即出现因温度收缩、自收缩等带来的严重开裂现象，影响结构安全和服役寿命。因此，采取有效的综合措施控制承台大体积混凝土的收缩开裂问题是桥梁工程建设的迫切需求。
由于承台大体积混凝土体量较大，需要采用高流态混凝土进行泵送施工，混凝土胶材用量大、早期强度较高，混凝土开裂问题特别是早期开裂问题尤为突出。根据以往类似工程经验，混凝土的绝热温升可达50℃甚至更高，混凝土的温控难度较大。而且承台大体积混凝土的收缩值亦较大，仅密封条件下自收缩在28d可达300με以上，在实际工程中，上述不同收缩往往相互叠加，给承台大体积混凝土的裂缝控制带来更大的难度。
哑铃型结构大体积承台混凝土是由两个哑铃头和一个哑铃杆组成，哑铃杆连接着两个哑铃头，该结构特点的承台结构，哑铃杆和哑铃头是相互约束的情况，在混凝土温降阶段，哑铃杆所受的拉应力较大，极易产生开裂，同时两个哑铃头受到哑铃杆的约束作用，哑铃头的开裂风险亦较大，而且夏季施工由于气温较高，混凝土入模温度亦较高，混凝土的开裂风险远大于其他季节。
为了解决承台结构大体积混凝土的裂缝问题，通常的技术手段为使用膨胀剂进行补偿收缩和采取保温养护以便控制里表温差和降温速率，但传统的膨胀剂补偿的方法中膨胀剂组分以钙矾石系类和氧化钙系列为主，其膨胀效能发挥较为迅速，一般在混凝土达到温峰时便以将膨胀能释放完毕，难以起到有效的抗裂作用；氧化镁膨胀剂在水工混凝土中有较多的应用，其反应活性较低，膨胀能释放周期较长，但目前氧化镁膨胀的应用主要是单一活性的产品，不能兼顾到各个龄期阶段的有效抗裂，不同活性氧化镁组合的应用亦缺乏设计性；传统的保温养护方法通常是基于相关的标准和规范，是一种一刀切式的温控方法，并不能满足所有结构混凝土的抗裂技术要求，尤其是难以确保哑铃型结构承台混凝土的裂缝控制。因此，针对哑铃型结构大体积承台混凝土的开裂风险特点，应采取可设计的裂缝控制技术方法。
软著登字第1470077号“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”提供一种结构混凝土早期开裂风险评估的技术方法，可科学有效地评估结构混凝土的开裂风险系数，计算在一定开裂风险系数的条件下的里表温差和降温速率，形成时间、温度、浇筑长度与开裂风险之间的关系曲线，该该软著在2016年7月公开，具有较好的推广应用价值。
“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”与现代监测技术和养护手段结合，根据结构开裂风险的情况，专门设计裂缝控制方案，可科学、有效地避免混凝土的裂缝。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，降低施工过程中承台混凝土的开裂风险，提高了施工质量和施工效率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，包括以下步骤：
1)对承台混凝土的配合比进行理论设计；
2)对承台混凝土的理论配合比进行风险评估，优化承台混凝土的配合比，求得承台混凝土的配合比相应的开裂关系曲线，从而得出不同时间段的混凝土开裂风险系数和承台混凝土不开裂的最大里表温差值和最大降温速率；
3)在承台结构内部布设冷却雾气管和温度测试元件；
4)按照优化后的承台混凝土的配合比向承台结构内浇筑混凝土；
5)承台结构的混凝土浇筑过程中，通过冷却雾气管向承台结构内持续通入冷气进行降温，将承台结构内的热空气排出；
6)承台结构的混凝土浇筑完毕后，对承台结构的混凝土上表面进行蓄水养护；
7)在承台混凝土四周布设水雾喷头，在承台混凝土温降阶段且表层温度在40°～50°时进行拆模；
8)拆模结束后，使用将承台侧表面和水雾喷头覆盖，用不同温度的水雾对承台的哑铃头和承台哑铃杆分别进行独立养护；
9)当承台混凝土中心温度与平均气温的差值不大于10℃时，停止冷却雾气管的通气，撤除水雾喷头和塑料布，使用微膨胀砂浆填充承台结构中的冷却雾气管。
按照上述技术方案，所述的步骤5)中，承台结构的混凝土浇筑过程中，通过冷却雾气管向承台结构内持续通入冷气具体过程包括：
A)用棉布覆盖承台结构面层的钢筋网，棉布上分布有多个布料口，并通过冷却雾气管向承台结构内通入5～10℃的冷气，将承台结构内的热空气排出；
B)持续向承台结构内通入冷气，并向承台结构内分层浇筑混凝土；
C)浇筑的混凝土至承台结构面层时，停止通入冷气，并撤掉棉布。
按照上述技术方案，所述的步骤6)中，对承台结构的混凝土上表面进行蓄水养护时，若承台混凝土的里表温差大于承台混凝土不开裂的最大里表温差值，则向蓄水层加入热水，使承台混凝土里表温差处于混凝土不开裂的范围内；若承台混凝土侧表层与承台混凝土中心温差大于承台混凝土不开裂的最大里表温差值，或承台混凝土的降温速率大于承台混凝土不开裂的最大降温速率，则在模板表面覆盖保温棉，使承台混凝土的里表温差和降温速率处于混凝土不开裂的范围内。
按照上述技术方案，所述的步骤8)中，对承台哑铃头的养护具体包括以下过程：对承台哑铃头侧表面采用较承台哑铃头混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃头混凝土的里侧表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值。
按照上述技术方案，所述的步骤8)中，对承台哑铃杆的养护具体包括以下过程：对承台哑铃杆侧表面采用温度为40～50℃的水雾进行养护，当承台哑铃杆中心温度与侧表层温度之差不大于10℃时，改变水雾温度，采用较承台哑铃杆混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃杆侧表面混凝土的里表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值。
按照上述技术方案，所述的哑铃型结构大体积承台混凝土的配合比包括普通硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰、S95级矿粉、氧化镁复合抗裂剂，氧化镁复合抗裂剂包括120秒活性氧化镁、150秒活性氧化镁、180秒活性氧化镁、210秒活性氧化镁、300秒活性氧化镁、400秒活性氧化镁和水化温升抑制材料。
按照上述技术方案，所述冷却雾气管中雾气的流动速率为10-20m/s。
按照上述技术方案，所述的步骤3)中，承台结构内部布设的冷却雾气管呈多层分布，第一层冷却雾气管布置的高度为0.3-0.5m，每层冷却雾气管之间的间距为0.6-1.2m，每层冷却雾气管配设有单独的温度控制单元。
按照上述技术方案，所属的步骤6)中，对混凝土上表面进行蓄水养时，蓄水层厚度为20-30cm。
按照上述技术方案，所述步骤2)中，所述“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”的混凝土开裂风险系数划分为：混凝土开裂风险系数不大于0.7，则结构混凝土必然不开裂；混凝土开裂风险系数大于1.0，则结构混凝土必然开裂；混凝土开裂风险系数介于0.7与1.0之间，则结构混凝土有一定的开裂风险，需要通过加强养护等措施降低开裂风险，所述承台混凝土不开裂的最大里表温差值和最大降温速率为混凝土开裂风险系数等于0.7时的里表温差和降温速率。
本发明具有以下有益效果：
提前对承台混凝土配合比的进行开裂风险评估，结合风险评估的结构，通过温度测试元件，实时监测承台混凝土的表里温度，并利用冷却雾气管对承台混凝土进行温度调节，另外通过对承台哑铃头和承台哑铃杆分别独立养护及多种养护手段，降低施工过程中哑铃型结构大体积承台混凝土的开裂风险，提高了施工质量和施工效率。
附图说明
图1是本发明实施例中哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法的流程图；
图2是本发明实施例中哑铃型结构承台的钢筋网与布料口的布置示意图；
图3为本发明实施例中哑铃型结构大体积承台混凝土侧表面水雾养护的示意图；
图4为本发明实施例中哑铃型结构大体积承台混凝土上表面蓄水养护的示意图；
图5为本发明实施例中哑铃型结构大体积承台混凝土的配合比的开裂关系曲线；
图中，1-承台哑铃杆，2-布料口，3-面层钢筋网，4-承台哑铃头，5-塑料布，6-塑料布与承台哑铃头之间的养护空间，7-塑料布与承台哑铃杆之间的养护空间，8-水雾喷头，9-挡水板，10-蓄水层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图5所示，本发明提供的一个实施例中的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，包括以下步骤：
1)对承台混凝土的配合比进行理论设计；承台包括两个承台哑铃头4，两个承台哑铃头4之间连接由承台哑铃杆1；
2)通过“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”对承台混凝土的理论配合比进行风险评估，优化承台混凝土的配合比，求得承台混凝土的配合比相应的开裂关系曲线，从而得出不同时间段的混凝土开裂风险系数和承台混凝土不开裂的最大里表温差值和最大降温速率；
3)在承台结构内部布设冷却雾气管和温度测试元件；确保冷却雾气管具有良好的气密性，温度测试元件用于测试混凝土的温度变化历程；
4)按照优化后的承台混凝土的配合比向承台结构内浇筑混凝土；
5)承台结构的混凝土浇筑过程中，通过冷却雾气管向承台结构内持续通入冷气进行降温，将承台结构内的热空气排出；
6)承台结构的混凝土浇筑完毕完成收面后，对承台结构的混凝土上表面进行蓄水养护；
7)在承台混凝土四周布设水雾喷头8，在承台混凝土温降阶段且表层温度在40°～50°时进行拆模；
8)拆模结束后，使用塑料布5将承台侧表面和水雾喷头8覆盖但不接触承台混凝土表面和水雾喷头8，用不同温度的水雾对承台的哑铃头和承台哑铃杆1分别进行独立养护；
9)当承台混凝土中心温度与平均气温的差值不大于10℃时，停止冷却雾气管的通气，撤除水雾喷头8和塑料布5，使用微膨胀砂浆填充承台结构中的冷却雾气管。
进一步地，所述的步骤5)中，承台结构的混凝土浇筑过程中，通过冷却雾气管向承台结构内持续通入冷气具体过程包括：
A)用棉布覆盖承台结构面层的钢筋网，棉布上分布有多个布料口2，并通过冷却雾气管向承台结构内通入5～10℃的冷气，将承台结构内的热空气排出；
B)持续向承台结构内通入冷气，并向承台结构内分层浇筑混凝土；
C)浇筑的混凝土至承台结构面层时，停止通入冷气，并撤掉棉布。
进一步地，温度测试元件分布于承台的中心和表层，分别用于测量承台结构混凝土的中心温度和表层温度。
进一步地，所述的步骤6)中，对承台结构的混凝土上表面进行蓄水养护时，若承台混凝土的里表温差大于承台混凝土不开裂的最大里表温差值，则向蓄水层10加入热水，使承台混凝土里表温差处于混凝土不开裂的范围内；若承台混凝土侧表层与承台混凝土中心温差大于承台混凝土不开裂的最大里表温差值，或承台混凝土的降温速率大于承台混凝土不开裂的最大降温速率，则在模板表面覆盖保温棉，使承台混凝土的里表温差和降温速率处于混凝土不开裂的范围内。
进一步地，所述的步骤8)中，对承台哑铃头4的养护具体包括以下过程：对承台哑铃头4侧表面采用较承台哑铃头4混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃头4混凝土的里侧表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值。
进一步地，在采用较承台哑铃杆1混凝土侧表层温度小0-15℃且不小于平均气温的水雾进行养护时，水雾的温度不是恒定的，是根据不同时间开裂风险系数变化而变化的。
进一步地，所述的步骤8)中，对承台哑铃杆1的养护具体包括以下过程：对承台哑铃杆1侧表面采用温度为40～50℃的水雾进行养护，当承台哑铃杆1中心温度与侧表层温度之差不大于10℃时，改变水雾温度，采用较承台哑铃杆1混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃杆1侧表面混凝土的里表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值。
进一步地，所述的哑铃型结构大体积承台混凝土的配合比包括普通硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰、S95级矿粉、氧化镁复合抗裂剂，氧化镁复合抗裂剂包括120秒活性氧化镁、150秒活性氧化镁、180秒活性氧化镁、210秒活性氧化镁、300秒活性氧化镁、400秒活性氧化镁和水化温升抑制材料。承台混凝土的后期裂缝控制由氧化镁复合抗裂剂的不同活性组分进行分阶段补偿收缩。
进一步地，根据理论配合比在试验室测试混凝土的绝热温升、抗拉强度、弹性模量和自生体积变形，并通过“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”评估结构混凝土的开裂风险。
进一步地，根据最低开裂风险系数确定氧化镁复合抗裂剂的掺量和组分比例，确定最优化配合比作为施工配合比，设计混凝土的初凝时间为12～15小时，形成时间、温度与开裂风险之间的关系曲线，即为开裂关系曲线。
进一步地，所述冷却雾气管中雾气的流动速率为10-20m/s。
进一步地，所述的步骤3)中，承台结构内部布设的冷却雾气管呈多层分布，第一层冷却雾气管布置的高度为0.3-0.5m，每层冷却雾气管之间的间距为0.6-1.2m，每层冷却雾气管配设有单独的温度控制单元。
进一步地，所述的步骤7)中，所述承台混凝土拆模时，混凝土的拆模时间为中午气温最高时段，且拆模工作持续时间不大于3小时。
进一步地，所述水雾通过智能温度调控喷雾系统控制喷洒，智能温度调控喷雾系统能够以混凝土实测温度为判断依据制造不同温度的水雾，给予混凝土温度和湿度的双重养护。
进一步地，所属的步骤6)中，对混凝土上表面进行蓄水养时，蓄水层10厚度为20-30cm。
进一步地，所述步骤2)中，所述“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”的混凝土开裂风险系数划分为：混凝土开裂风险系数不大于0.7，则结构混凝土必然不开裂；混凝土开裂风险系数大于1.0，则结构混凝土必然开裂；混凝土开裂风险系数介于0.7与1.0之间，则结构混凝土有一定的开裂风险，需要通过加强养护等措施降低开裂风险，所述承台混凝土不开裂的最大里表温差值和最大降温速率为混凝土开裂风险系数等于0.7时的里表温差和降温速率。
本发明的工作原理：
一种哑铃型结构大体积承台混凝土夏季施工裂缝控制方法，其特征在于：
混凝土配合比包括普通硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰、S95级矿粉、氧化镁复合抗裂剂，氧化镁复合抗裂剂包括120s活性氧化镁、150s活性氧化镁、180s活性氧化镁、210s活性氧化镁和水化温升抑制材料。
不同活性的氧化镁的在混凝土中的反应速率不同，可用于混凝土在不同水化阶段的收缩补偿，能够有效降低混凝土在不同龄期阶段的开裂风险。
所述水化温升抑制材料能够降低水泥水化的放热速率，延长放热的时间，避免集中热放，在具有散热条件的情况下，能够使混凝土的水化热量有效的散失，从而能够避免水泥水化集中放热而导致混凝土水化温升迅速上升，从而导致混凝土较高的水化温升，给混凝土的裂缝控制带来隐患。
首先，计算出理论配合比，根据理论配合比在试验室测试混凝土的绝热温升、抗拉强度、弹性模量、自生体积变形，并通过“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”评估结构混凝土的开裂风险，根据最低开裂风险系数确定氧化镁复合抗裂剂的掺量，确定最优化配合比作为施工配合比，设计混凝土的初凝时间为12～15小时，形成时间、温度与开裂风险之间的关系曲线。
所述“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”是由软著登字第1470077号公开，其提供了一种结构混凝土早期开裂风险评估的技术方法，可科学有效地评估结构混凝土的开裂风险系数，计算在一定开裂风险系数的条件下的里表温差和降温速率，形成时间、温度、浇筑长度与开裂风险之间的关系曲线。
所述“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”的开裂风险系数划分为：开裂风险系数不大于0.7，则结构混凝土必然不开裂；开裂风险系数大于1.0，则结构混凝土必然开裂；开裂风险系数介于0.7与1.0之间，则结构混凝土有一定的开裂风险，需要通过加强养护等措施降低开裂风险。
在混凝土中，水泥导致混凝土产生水化温升和收缩的主要因素，矿粉具有较高的活性，在早期亦产生水化放热，粉煤灰在早期的水化程度较低，放热量和收缩量较小，通常采用大掺量粉煤灰取代水泥以降低混凝土的水化温升和开裂风险，因此，采用抗裂剂作为降低混凝土开裂风险的手段时，抗裂剂主要是起到补偿水泥、矿粉和粉煤灰等胶凝材料水化产生的收缩变形，根据哑铃型大体积混凝土的特点，所述氧化镁复合抗裂剂的重量M与水泥重量MC、粉煤灰重量MFa和矿粉重量MSL具有关系：M/(MC+0.20MFa+0.65MSL)＝0.08～0.11。
为了便于在混凝土施工和养护期间的信息化控制，在混凝土浇筑施工前，预先在承台结构中布置温度测试元件，用于测试混凝土的温度变化历程。
混凝土浇筑施工开始时，用棉布覆盖面层钢筋网3，露出布料口2，从两端的承台哑铃头4和中间的承台哑铃杆1处通5～10℃的冷气，将承台结构内的热空气排出，并在整个混凝土浇筑施工过程中，持续通冷气，混凝土浇筑分层厚度为0.3～0.5m，直至承台面层混凝土浇筑时，停止通冷气并撤掉棉布。
浇筑过程中，在分层厚度在不大于0.5m和冷气制冷的情况下，可以有效地促进塑性混凝土热量的散失，降低塑性混凝土的温度。
所述布料口2是承台结构面层钢筋封面是预留的孔洞，混凝土浇筑时，混凝土由布料口2浇筑进入承台内部。
在大体积混凝土施工中，往往设置冷却水管，通过热传递的形式将混凝土水化热的带出，降低混凝土的水化温升，本发明的技术方案中，采用冷却雾气管代替传统的冷却水管。
当雾气通过气管时，雾气通过管壁与混凝土进行热量交换，从而降低混凝土的水化温升，水的比热容较空气大，雾气能够大幅提高热交换效率，同时，雾气吸收热量，部分雾气水滴气化，进一步吸收热量，提高热交换效率。除此之外，冷却雾气管中雾气的流动速率可达到10～20m/s，远大于传统的冷却水管中水流的速率，因此冷却雾气管的热交换效率可通过改变冷却雾气管中雾气的温度和流动速率进行调整。
冷却雾气管的第一层布置高度为0.3～0.5m，每层之间的间距为0.6～1.2m，每层冷却雾气管作为单独的温度控制单元。
混凝土初凝前采用5～10℃的雾气对塑性混凝土进行降温，当混凝土初凝后，冷却雾气管中通入小于混凝土实测温度值10～15℃的雾气降温。
混凝土浇筑施工后，根据实测的混凝土温度值对时间、温度与开裂风险之间的关系曲线进行修正，得出不同时间阶段的开裂风险系数和开裂风险系数不大于0.7的混凝土的最大里表温差和降温速率。
根据开裂风险系数的理论计算与实测修正，开裂风险系数在安全范围内，即开裂风险系数不大于0.7的最大里表温差的取值范围为20～35℃，在不同时间阶段，其取值各不相同。
大体积混凝土施工规范(GB50496-2009)规定的混凝土里表温差不大于25℃，降温速率不大2℃/d，这个规定仅是为了规范普通大体积混凝土施工质量而设，也具有很宽的适用性，但并不意味着，满足这个条件就一定没有开裂风险，对于不同配合比的混凝土，尤其是采用了抗裂剂的大体积混凝土或高强大体混凝土等则不一定具有较好的指导作用，具体的开裂风险，应采用专业的技术分析和计算才更为科学。
混凝土浇筑完毕且完成收面工作后，在混凝土上表面进行蓄水养护，蓄水层10厚度为20～30cm，蓄水养护一直持续至承台混凝土养护工作结束，若混凝土的开裂风险系数大于0.7，即混凝土的里表温差大于混凝土不开裂的最大里表温差值，则将蓄水层10加入热水，使混凝土的开裂风险系数不大于0.7。
为了能够使蓄水层10不流失，在混凝土浇筑施工前，在承台四周模板上部安装挡水板9，当混凝土模板拆除时，保留挡水板9，直至混凝土养护工作结束。
混凝土拆模前，若混凝土侧表层与混凝土中心温差大于混凝土不开裂的最大里表温差值，或混凝土的降温速率大于混凝土不开裂的最大降温速率，则在模板表面覆盖保温棉，使混凝土里表温差和降温速率处于混凝土不开裂的范围内。
所述混凝土不开裂的最大里表温差值和所述混凝土不开裂的最大降温速率即为混凝土开裂风险系数等于0.7时的里表温差和混凝土开裂风险系数等于0.7时的降温速率。
混凝土开始拆模前，在承台侧表面上部提前布设水雾喷头8，以便拆模后立即对混凝土进行喷雾养护，混凝土在温降阶段且表层温度在40～50℃时进行拆模，混凝土拆模时间为中午气温较高的时段，且拆模工作持续时间不大于3小时。
拆模结束后，使用塑料布5将承台侧表面覆盖但不接触混凝土表面，塑料布5亦将水雾喷头8覆盖但不与水雾喷头8接触，塑料布5与承台侧表面的距离为20～50cm，当水雾喷头8喷出水雾时，水雾填充于塑料布5和混凝土表面之间。
所述水雾通过智能温度调控喷雾系统控制喷洒，所述智能温度调控喷雾系统能够以混凝土实测温度为判断依据制造不同温度的水雾，给予混凝土温度和湿度的双重养护。
利用三套智能温度调控喷雾系统将两个哑铃头和哑铃杆分割开来，使两个承台哑铃头4和承台哑铃杆1分别独立养护，形成两个塑料布5与承台哑铃头4之间的养护空间和两个塑料布5与承台哑铃杆1之间的养护空间。
承台哑铃头4侧表面采用较混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃头4混凝土的里侧表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值，承台哑铃杆1侧表面采用温度为40～50℃的水雾进行养护，由于在40℃以上时氧化镁的膨胀反应活性较高，能够使表层氧化镁的膨胀能较大比例地发挥出来，以降低承台哑铃杆1的开裂风险，当承台哑铃杆1中心温度与侧表层温度之差不大于10℃时，改变水雾温度，采用较承台哑铃杆1混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃杆1侧表面混凝土的里表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值。
当混凝土中心温度与平均气温的差值不大于10℃时，停止冷却雾气管的通气，撤除水雾喷头8和塑料布5，使用微膨胀砂浆填充承台结构中的冷却雾气管。
后期混凝土的自生体积收缩变形是结构开裂的主要因素，承台混凝土的后期裂缝控制由氧化镁复合抗裂剂的不同活性组分进行分阶段补偿收缩。
本发明的一个实施例中，
某工程的哑铃型结构大体积承台，长为80m，哑铃头宽为20m，哑铃杆宽为10m，厚度为6m，混凝土标号为C40，采用28天强度评定验收，混凝土浇筑施工月份为7月，平均气温为35℃。
首先设计混凝土配合比，并利用“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”进行开裂风险评估，确定单方混凝土的胶凝材料的配合比为普通硅酸盐水泥220kg、Ⅱ级粉煤灰100kg、S95级矿粉80kg、氧化镁复合抗裂剂29.2kg，其中，氧化镁复合抗裂剂的配比中包括120s活性氧化镁、150s活性氧化镁、180s活性氧化镁、210s活性氧化镁和水化温升抑制材料，水化温升抑制材料的重量占氧化镁复合抗裂剂的3％。
在此情况下，通过结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”得出混凝土开裂风险曲线如图5中理论开裂风险曲线所示。
在混凝土浇筑施工前，预先在承台结构中布置温度测试元件，布设冷却雾气管的第一层布置高度为0.5m，每层之间的间距为1.0m，安装好挡水板9，混凝土浇筑施工开始时，用棉布覆盖面层钢筋网3从布料口2处通5℃的冷气，混凝土浇筑分层厚度为0.5m，当承台面层混凝土浇筑时，停止通冷气并撤掉棉布；在混凝土浇筑的同时，开启冷却雾气管，混凝土初凝前采用5℃的雾气对塑性混凝土进行降温，混凝土初凝后，采用冷小于混凝土实测温度值12℃的雾气降温；混凝土浇筑完毕且完成收面工作后，在混凝土上表面进行蓄水养护，蓄水层10厚度为25cm，蓄水养护一直持续至承台混凝土养护工作结束，当混凝土的开裂风险系数大于0.7时，在蓄水层10加入热水，提高蓄水层10的温度；混凝土开始拆模前，在承台侧表面上部提前布设水雾喷头8，混凝土在温降阶段且表层温度在45℃时进行拆模，混凝土拆模时间为中午11点，且拆模工作持续时间了2小时；拆模结束后，使用塑料布5将承台哑铃头4和哑铃杆的侧表面分别覆盖起来，开使喷洒水雾养护，水雾温度根据实测混凝土温度实时调整，但确保混凝土的开裂风险系数小于0.7，经过修正的混凝土开裂风险曲线如图5中修正开裂风险的曲线所示；
当混凝土中心温度与平均气温的差值为10℃时，停止冷却雾气管的通气，撤除水雾喷头8和塑料布5，使用微膨胀砂浆填充承台结构中的冷却雾气管。
经观测，该哑铃型结构大体积承台混凝土，浇筑完成后15月内未出现裂缝，实现了良好的技术效果。
综上所述，一种哑铃型结构大体积承台混凝土夏季施工裂缝控制方法，其特征在于混凝土胶凝材料体系包括氧化镁复合抗裂剂，并采用“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”对理论配合比进行评估，并得出相关控裂参数；混凝土浇筑施工时，冷气制冷承台浇筑空间，冷却雾气管对混凝土进行降温；混凝土浇筑完毕且完成收面后，在混凝土上表层蓄水养护，混凝土拆模后，采用塑料布5将承台哑铃头4和承台哑铃杆1的侧表面覆盖，并利用温度可调的水雾按不同方案分别养护，在整个裂缝控制过程中，冷气、雾气及水雾的温度均以实测混凝土的温度和开裂风险修正值为依据。本发明的技术方法可使混凝土在每个阶段的开裂风险以数据的形式呈现出来，确保混凝土裂缝的可控性。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对承台混凝土的配合比进行理论设计；
2)对承台混凝土的理论配合比进行风险评估，优化承台混凝土的配合比，求得承台混凝土的配合比相应的开裂关系曲线，从而得出不同时间段的混凝土开裂风险系数和承台混凝土不开裂的最大里表温差值和最大降温速率；
3)在承台结构内部布设冷却雾气管和温度测试元件；
4)按照优化后的承台混凝土的配合比向承台结构内浇筑混凝土；
5)承台结构的混凝土浇筑过程中，通过冷却雾气管向承台结构内持续通入冷气进行降温，将承台结构内的热空气排出；
6)承台结构的混凝土浇筑完毕后，对承台结构的混凝土上表面进行蓄水养护；
7)在承台混凝土四周布设水雾喷头，在承台混凝土温降阶段且表层温度在40°～50°时进行拆模；
8)拆模结束后，使用塑料布将承台侧表面和水雾喷头覆盖，用不同温度的水雾对承台的哑铃头和承台哑铃杆分别进行独立养护；
9)当承台混凝土中心温度与平均气温的差值不大于10℃时，停止冷却雾气管的通气，撤除水雾喷头和塑料布，使用微膨胀砂浆填充承台结构中的冷却雾气管。
2.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述的步骤5)中，承台结构的混凝土浇筑过程中，通过冷却雾气管向承台结构内持续通入冷气具体过程包括：
A)用棉布覆盖承台结构面层的钢筋网，棉布上分布有多个布料口，并通过冷却雾气管向承台结构内通入5～10℃的冷气，将承台结构内的热空气排出；
B)持续向承台结构内通入冷气，并向承台结构内分层浇筑混凝土；
C)浇筑的混凝土至承台结构面层时，停止通入冷气，并撤掉棉布。
3.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述的步骤6)中，对承台结构的混凝土上表面进行蓄水养护时，若承台混凝土的里表温差大于承台混凝土不开裂的最大里表温差值，则向蓄水层加入热水，使承台混凝土里表温差处于混凝土不开裂的范围内；若承台混凝土侧表层与承台混凝土中心温差大于承台混凝土不开裂的最大里表温差值，或承台混凝土的降温速率大于承台混凝土不开裂的最大降温速率，则在模板表面覆盖保温棉，使承台混凝土的里表温差和降温速率处于混凝土不开裂的范围内。
4.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述的步骤8)中，对承台哑铃头的养护具体包括以下过程：对承台哑铃头侧表面采用较承台哑铃头混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃头混凝土的里侧表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值。
5.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述的步骤8)中，对承台哑铃杆的养护具体包括以下过程：对承台哑铃杆侧表面采用温度为40～50℃的水雾进行养护，当承台哑铃杆中心温度与侧表层温度之差不大于10℃时，改变水雾温度，采用较承台哑铃杆混凝土侧表层温度小0～15℃且不小于平均气温的水雾进行养护，在此过程中，确保承台哑铃杆侧表面混凝土的里表温差不大于混凝土不开裂的最大里表温差值。
6.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述的哑铃型结构大体积承台混凝土的配合比包括普通硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰、S95级矿粉、氧化镁复合抗裂剂，氧化镁复合抗裂剂包括120秒活性氧化镁、150秒活性氧化镁、180秒活性氧化镁、210秒活性氧化镁、300秒活性氧化镁、400秒活性氧化镁和水化温升抑制材料。
7.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述冷却雾气管中雾气的流动速率为10-20m/s。
8.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述的步骤3)中，承台结构内部布设的冷却雾气管呈多层分布，第一层冷却雾气管布置的高度为0.3-0.5m，每层冷却雾气管之间的间距为0.6-1.2m，每层冷却雾气管配设有单独的温度控制单元。
9.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所属的步骤6)中，对混凝土上表面进行蓄水养时，蓄水层厚度为20-30cm。
10.根据权利要求1所述的哑铃型结构大体积承台混凝土施工裂缝控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”的混凝土开裂风险系数划分为：混凝土开裂风险系数不大于0.7，则结构混凝土必然不开裂；混凝土开裂风险系数大于1.0，则结构混凝土必然开裂；混凝土开裂风险系数介于0.7与1.0之间，则结构混凝土有一定的开裂风险，需要通过加强养护等措施降低开裂风险，所述承台混凝土不开裂的最大里表温差值和最大降温速率为混凝土开裂风险系数等于0.7时的里表温差和降温速率。
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