淺談大體積混凝土溫控措施在澧南垸分洪閘施工中的應(yīng)用

【摘要】混凝土內(nèi)外溫差是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要因素，如果不能得到有效的控制，將會導(dǎo)致水利工程的整體質(zhì)量和整體安全受到影響。為此，需要結(jié)合工程實際情況科學(xué)的分析混凝土的溫差控制措施。

【關(guān)鍵詞】混凝土溫差控制措施；澧南垸分洪閘；施工；應(yīng)用

一、工程概況

澧南垸分洪閘位于澧縣澧南垸澧水一線防洪大堤黃沙灣堤段，閘址中心線樁號5+600米，分洪閘工程由閘室、上游連接段、下游連接段和防洪堤段組成，其中閘室總孔數(shù)9孔，單孔寬度10m，閘室總寬度113m，總長度28m，閘墩高8.84m，閘頂布置公路橋，閘門為10m×8.5m弧型閘門；上游段包括漿砌石護坦、上游混凝土鋪蓋、阻滑板、兩岸擋墻等；下游段包括消力池、下游鋪蓋、海漫、防沖槽和擋墻等；防洪堤段包括蝴蝶臺、連接堤，設(shè)計最大下泄流量2756.33立方米每秒。阻滑板設(shè)高噴帷幕灌漿，并向兩岸各延伸100米；閘門采用弧型鋼閘門。本工程主要混凝土工程量，閘室段混凝土：14758m3；消力池段混凝土：16226m3；

閘室底板混凝土按設(shè)計伸縮縫劃分成12.5（長）×28（寬）×1.5～2.5（高）的倉面進行澆筑，消力池底板混凝土按設(shè)計伸縮縫劃分成12.5（長）×25（寬）×1（高）的倉面分兩次進行澆筑。

二、大體積混凝土溫控措施的相關(guān)概述

大體積混凝土，由于水泥凝結(jié)硬化過程中，釋放出大量的水化熱，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成較大的內(nèi)外溫差。較大的溫差造成混凝土內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土的溫度裂縫有細微裂縫、表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。

溫度裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。大體積混凝土緊靠基礎(chǔ)產(chǎn)生的貫穿裂縫，無論對壩的整體受力還是防滲效果的影響比之淺層表面裂縫的危害都大得多。表面裂縫也可能成為深層裂縫的誘發(fā)因素.對壩體的抗風(fēng)化能力和耐久性有一定影響。因此，工程實踐中有必要對大體積混凝土做好溫度控制措施。

大休積混凝土溫控措施主要有減少混凝土的發(fā)熱量、降低混凝土的入倉溫度、加速混凝土散熱等。

（一）減少混凝土的發(fā)熱量

1 減少每立方米混凝土水泥用量的主要措施有

（1）根據(jù)閘體的應(yīng)力場及結(jié)構(gòu)設(shè)計要求對壩休進行分區(qū)，對于不同分區(qū)采用不同強度等級的混凝土；

（2）改善骨料級配.增大骨料粒徑，對少筋混凝土可埋設(shè)大塊石；

（3）大量摻粉煤灰，摻合料的用量可達水泥用量的25%--60%；

（4）采用高效外加減水劑不僅能節(jié)約水泥用量約20%，使28d齡期混凝土的發(fā)熱量減少25%--30%，且能提高混凝土早期強度和極限拉伸值。

2 采用低發(fā)熱量的水泥。

〔二）降低混凝土的入倉溫度

1 合理安排澆筑時間。

在施工組織上應(yīng)進行合理安排，如：春、秋季多澆，夏季早晚澆，正午不澆，重要部位安排在低溫季節(jié)、低溫時段澆筑，以降低混凝土入倉溫度，避免出現(xiàn)溫度裂縫。

2 采用加冰或加冰水拌合

3 對骨料進行預(yù)冷

骨料預(yù)冷的方法有：水冷、風(fēng)冷、真空氣化冷卻。

（三）加速混凝土散熱

1 采用自然散熱冷卻降溫

（1）采用薄層澆筑以增加散熱面，并適當延長間歇時間。

（2）在高溫季節(jié)，已采用預(yù)冷措施時，則可采用厚塊澆筑，防止因氣溫過高而熱量倒流，以保持預(yù)冷效果。

2 在混凝土內(nèi)預(yù)埋水管通水冷卻

主要是在混凝土內(nèi)預(yù)埋蛇形冷卻水管，通循環(huán)冷水進行降溫冷卻。

（四）澧南垸分洪閘混凝土采用的溫控措施

針對澧南垸分洪閘工程的實際情況，對其具體的混凝土溫控措施進行應(yīng)用，從而使得澧南垸分洪閘基本上解決因混凝土內(nèi)外溫差導(dǎo)致的裂縫，確保工程質(zhì)量和工程進度，實現(xiàn)工程的效益和價值。

（1）大體積混凝土原材料及技術(shù)要求

1 水泥：我國執(zhí)行ISO水泥新標準后，水泥質(zhì)量有了很大提高，澧南垸分洪閘工程使用的水泥是P.O42.5R普通硅酸鹽水泥。其物理力學(xué)性能檢測結(jié)果如下：初凝時間185 min，終凝時間245 min，3d抗壓強度26.2Mpa，28d抗壓強度46.7Mpa，3d抗折強度5.9Mpa，28d抗折強度7.8Mpa。

2 砂：優(yōu)選中砂或中粗砂，要嚴格控制砂的級配，含泥量不大于3%，泥塊含量不應(yīng)大于1%。

3 粗骨料：粗骨料品種選用卵石，優(yōu)選級配良好的骨料是關(guān)鍵。對于石子的最大粒徑應(yīng)嚴格控制，最大粒徑不得大于40mm，一般以20～31.5mm為宜。該工程中施工過程中合理的對骨料進行控制，采用三級配，增大骨料粒徑的方式，達到減少每立方米的水泥用量，從而達到溫控的目的。

4 混凝土摻和料：混凝土摻和料主要有粉煤灰、沸石粉、磨細礦渣及硅粉等，摻和料應(yīng)因地制宜，貨源廣、經(jīng)濟、技術(shù)效果較為明顯的首選粉煤灰。該工程在施工過程中合理的摻入粉煤灰，粉煤灰摻入量達到水泥用量的10%-15%，來減少每立方米的水泥用量，從而達到溫控的目的。

5 外加劑：本工程摻入FDN-Ⅰ高效減水劑，本減水劑具有明顯的減水分散效果，減水率為15%～25%；摻量：粉劑0.5%～1.0%（占膠凝材料）；混凝土拌和物坍落度可增加10 cm～20cm，并能減少泌水，提高抗離析性，大大改善混凝土的施工性能，提高混凝土的強度，節(jié)約水泥10%～20%，顯著提高混凝土抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕、抗銹蝕及耐久性能。

（2）大體積混凝土施工過程質(zhì)量控制

1 合理安排澆筑時間，結(jié)合工程的實際情況，重視混凝土澆筑時間的安排。根據(jù)澧南垸分洪閘的實際情況，每個倉面盡量安排在晚上開機澆筑，降低混凝土的入倉溫度。

2 消力池底板混凝土采用薄層跳倉澆筑以增加散熱面，并適當延長間歇時間。

3 混凝土攪拌

大體積混凝土摻外加劑和摻和料，因此，必須比普通泥凝土增加攪拌時間50%以上，宜采用強制式攪拌機在3min以上，以確保混凝土攪拌均勻和發(fā)揮各種外加劑的作用。

4 混凝土的運輸

無論采取何種運輸具，必須防止混凝土產(chǎn)生離析、坍落度和含氣量的損失，運輸距離較遠或氣溫較高時，通過試驗確定可以摻入緩凝劑和提高混凝土坍落度10～20mm，以減少坍落度損失，確保澆筑時的坍落度要求。不允許采用現(xiàn)場二次加水提高混凝土坍落度的辦法。一般出機4h后的混凝土就不能再用了，應(yīng)作為廢料棄掉，但加了緩凝劑的混凝土除外，以緩凝劑到初凝時間為界限控制。

5 澆筑

混凝土的澆筑作業(yè)，必須作好技術(shù)交底，大體積混凝土要比普通混凝土有更加嚴格的要求和控制，必須保證混凝土的正常供應(yīng)，不能中途停供或斷供，混凝土要振搗密實，

采用插入式振搗器時，插入間距不應(yīng)超過有效半徑的1.5倍。要加強振搗，做到不漏振、不欠振、不過振，每點振15～30s，以表面不再出現(xiàn)氣泡、不再泛出灰漿為振實。混凝土初凝前后，反復(fù)抹壓，接近初凝時，或開始凝固不易抹動時，可采取二次振搗方法，可使混凝土進一步密實化，以提高其抗裂、防滲能力。如果是底板，在接近初凝時更應(yīng)進行二次振搗。二次振搗時間的把握與水泥品種、W/C、坍落度、氣溫和振搗條件等有關(guān)。結(jié)合工程具體情況，采用木抹子拍實、搓壓，再用鐵抹子壓光，防止表面龜裂?；炷帘砻鎵汗庖舜账筮M行，一般用手按，能留下指紋為最佳時間。

6 養(yǎng)護

現(xiàn)場應(yīng)該加強混凝土的養(yǎng)護管理工作，大體積混凝土，應(yīng)采取三邊操作法，即邊澆筑、邊抹平、邊進行充分的保濕養(yǎng)護。為了防止內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于同期混凝土抗拉強度而產(chǎn)生裂紋，養(yǎng)護工作尤其重要，應(yīng)加強混凝土保溫保濕的養(yǎng)護。先在表面覆蓋一層薄膜，一層草袋，再一層薄膜，最后一層草袋。下層薄膜防止水分蒸發(fā)，上層薄膜隔離低溫雨水，同時使表面已升高的溫度不易散失，有效的減小內(nèi)外溫差?；炷两K凝后即在表面予以覆蓋，澆水養(yǎng)護。

結(jié)束語：

對于大體積混凝土澆筑施工，為了能保證其最終的施工質(zhì)量，只有從原材料、施工和養(yǎng)護等方面采取預(yù)防大體積混凝土開裂的相應(yīng)措施，精心組織安排，嚴格按施工操作規(guī)程施工，采取合理的保溫、降溫措施，有效的控制大體積混凝土澆筑時的內(nèi)外溫差，控制和避免混凝土裂縫的產(chǎn)生以確保達到預(yù)期的功能與效應(yīng)。總之，我們在澧南垸分洪閘通過采用合理有效的溫度裂縫控制措施，加強混凝土施工過程的質(zhì)量控制，有效預(yù)防與控制大體積混凝土施工裂縫，保證工程質(zhì)量。

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