大體積混凝土施工防裂技術(shù)

陳海艷

(中國電建集團(tuán)第五工程局第三分局,四川成都 610225)

大體積混凝土施工防裂技術(shù)

陳海艷

(中國電建集團(tuán)第五工程局第三分局,四川成都 610225)

本文采用優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)、冷卻管降溫及雙摻技術(shù)等多項(xiàng)措施,成功地進(jìn)行了承臺(tái)大體積混凝土的施工。

大體積混凝土 裂縫

大體積混凝土是指現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的幾何尺寸較大，且必須采用技術(shù)措施以避免水泥水化熱及體積變化引起裂縫的結(jié)構(gòu)。大體積混凝土，具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土用量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)。除了必須滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性要求以外還必須控制溫度變形裂縫的開展。由于水泥水化過程中釋放的水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力是其產(chǎn)生裂縫的主要因素。這些裂縫往往給工程帶來不同程度的危害，因此控制溫度應(yīng)力和溫度變形裂縫的開展是大體積混凝土施工的一個(gè)重大課題。

談?wù)勎以诰哞F三標(biāo)段二工區(qū)水電五局施工時(shí)，針對(duì)特大橋承臺(tái)大體積混凝土施工防裂技術(shù)的體會(huì)，承臺(tái)長寬均為15.2m，平面面積263m2，厚度為4.0m，一次澆注成型，混凝土等級(jí)為C40，澆注量為1050m3。

由于水泥水化熱集中，構(gòu)件散熱條件較差，極易造成混凝土構(gòu)件內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，引起結(jié)構(gòu)的溫度裂縫，對(duì)構(gòu)件的耐久性影響較大，甚至使構(gòu)件喪失使用功能。尤其是高標(biāo)號(hào)大體積混凝土，為了保證承臺(tái)施工質(zhì)量，把溫度裂縫作為施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行控制。在施工中，采取如下措施，降低混凝土水化熱熱量，控制混凝土內(nèi)外溫度差，即溫度梯度，提高混凝土早期抗拉強(qiáng)度。

1 混凝土原材料控制

降低水泥用量，加大粉煤灰摻量和取代量，減少水泥水化過程中放出熱量。C40混凝土采用配合比如下：水泥用量287Kg/m3(興發(fā)·拉法基，P·O42.5)，粉煤灰為I級(jí)粉煤灰，用量91Kg/m3，水灰比為0.45，外加劑為UNF-5A高效減水劑，摻量為5.3Kg/m3，試配強(qiáng)度極限R28達(dá)48.5Mpa，R3達(dá)22.5Mpa，R7達(dá)到34.5Mpa，粉煤灰取代率為24%，根據(jù)計(jì)算，混凝土絕熱溫升達(dá)52.9℃。

2 循環(huán)水散熱

在承臺(tái)頂面以下1.7m處布設(shè)一層φ50散熱管，水平間距1.5m，相互聯(lián)通，一端設(shè)置進(jìn)水管，另一端設(shè)置出水管，構(gòu)成循環(huán)水系統(tǒng)，將混凝土內(nèi)部熱量帶出地面?；炷翝沧⑼戤?，用1臺(tái)2寸管道泵作動(dòng)力，使散熱管循環(huán)水暢通，每小時(shí)循環(huán)水量6～7m3，散熱管進(jìn)出水口實(shí)測為4℃，遠(yuǎn)小于25℃控制值，通水時(shí)間為6天，視測溫而定，最高溫度恒定3天后，停止通水。

3 混凝土低溫入模

混凝土安排在下午六點(diǎn)鐘開始澆注，18個(gè)小時(shí)澆注完，整個(gè)混凝土澆注均在氣溫較低的時(shí)段進(jìn)行施工，施工中混凝土入模溫度均在10～12℃，拌合水溫不高于14℃，水泥溫度不高于40℃，骨料溫度與環(huán)境溫度一致，由于施工時(shí)日平均氣溫8～10℃，入模溫度在10～12℃之間，與地表土層常平均氣溫相仿。

4 加入外加劑

混凝土中摻入緩凝減水劑，其混凝土初凝時(shí)間達(dá)到8小時(shí)，延緩水泥水化熱集中現(xiàn)象。

5 二次振搗

加強(qiáng)振搗，提高混凝土密實(shí)度，并將混凝土表面浮漿清除，二次收面抹壓，提高混凝土極限抗拉強(qiáng)度。

6 表面蓄熱

混凝土表面利用循環(huán)熱水進(jìn)行溫養(yǎng)，并用隔熱泡沫板覆蓋。

7 早期拆模回填

模板在混凝土達(dá)到5Mpa后，并在氣溫最高階段拆除，并趕在水化熱高峰值到來之前回填。根據(jù)監(jiān)測溫度我們安排在混凝土澆注完160小時(shí)拆模，拆模后及時(shí)回填土保溫、保濕養(yǎng)生。讓混凝土水化熱量均勻地散入地表土層中。

8 溫度監(jiān)控

承臺(tái)混凝土從2007年3月24日晚23：00開始澆注，至25日晚19：00時(shí)澆注完成，隨后在混凝土表面覆蓋塑料薄膜并灑水養(yǎng)護(hù)。在承臺(tái)頂面約2m截面處的承臺(tái)四周混凝土保護(hù)層和心部共預(yù)埋5個(gè)溫度測點(diǎn)。

溫度監(jiān)測從澆注完成開始，前100h每隔2h測一次，100～200h每隔4h監(jiān)測一次，其后監(jiān)測時(shí)間間隔為8h、12h、24h，至6月22日，監(jiān)測時(shí)間共2156h。承臺(tái)混凝土表面溫度在2晝夜時(shí)，達(dá)到最高溫度37.2度。隨后緩慢下降，60天后，與環(huán)境溫度一致。心部溫度5晝夜后達(dá)到最高溫度51度，8晝夜后開始緩慢下降。承臺(tái)表面和心部混凝土降溫緩慢與拆模后及時(shí)回填土有關(guān)，有效的控制了溫差，避免了溫差裂縫的產(chǎn)生。

由于工期緊張，根據(jù)溫度監(jiān)測結(jié)果，與混凝土澆注完成后160h開始拆模，此時(shí)承臺(tái)混凝土表面溫度為34.1度，心部溫度為50.9度，環(huán)境溫度為17.5度，混凝土表面和環(huán)境溫差為16.6度。

拆模時(shí)的混凝土表面與環(huán)境溫差以及混凝土心部與混凝土表面溫差控制在設(shè)計(jì)要求以內(nèi)。15天后，在回填前檢查，混凝土表面光潔、平整、無溫度裂縫。表明此次大體積混凝土承臺(tái)施工是成功的，所采取的措施是有效可靠的。從承臺(tái)混凝土溫差控制方面，保證了承臺(tái)混凝土的施工質(zhì)量。