高強度混凝土渡槽夏季施工防裂措施研究

摘要：對于混凝土裂縫的控制是涉及到原材料質(zhì)量、混凝土配合比、混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制、施工氣象、設計諸多因素的課題。需要各部門、各環(huán)節(jié)的共同努力、相互配合才能湊效。隨著目前我們對混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高，實踐證明：只要努力研究，混凝土裂縫問題是可以控制在最小范圍內(nèi)的。

關(guān)鍵詞：大型渡槽；混凝土；溫控措施

混凝土內(nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。混凝土裂縫分為以下幾種類型：彎距剪力等外力荷載引起的裂縫；干燥收縮引起的裂縫；混凝土自身收縮引起的裂縫；溫度裂縫。大體積混凝土工程，水泥用量多，結(jié)構(gòu)截面大，因此，混凝土澆注后，水泥放出大量水化熱，混凝土溫度升高。由于混凝土導熱不良，體積過大，相對散熱較小。因此，混凝土內(nèi)部水化熱積聚不易散發(fā)，外部則散熱較快，依據(jù)熱脹冷縮的原理，結(jié)構(gòu)自身約束由伴隨溫度變化引起的建筑物體積變化產(chǎn)生應力，一但拉伸應力＞抗拉強度則混凝土產(chǎn)生裂縫。

1 混凝土溫控指標分析

溫控指標包括渡槽混凝土絕熱溫升、混凝土內(nèi)部最高溫度、混凝土內(nèi)外最大溫差等。根據(jù)溫度應力仿真計算分析、已有施工經(jīng)驗和相關(guān)規(guī)范，按照施工流程，混凝土從配合比優(yōu)化到養(yǎng)護完成擬提出以下具體控制指標，以避免混凝土在施工期內(nèi)有害溫度裂縫的產(chǎn)生。 C50混凝土絕熱溫升應小于60℃。夏季混凝土澆筑溫度不宜高于28℃，不應高于30℃，冬季不應低于5℃。澆筑時，倉面溫度不應高于40℃。渡槽混凝土內(nèi)部最高溫度不應高于75℃。渡槽混凝土內(nèi)部與表面溫差控制小于20℃，混凝土表層與環(huán)境溫差不宜超過15℃。混凝土內(nèi)部溫度與表層溫度之差、表層溫度與環(huán)境溫度之差小于20℃方可拆模。

2 溫控防裂施工措施

為達到渡槽混凝土溫控指標要求，確保渡槽不出現(xiàn)有害溫度裂縫，需要采取一系列相應的控制措施，包括混凝土配合比優(yōu)化設計、澆筑溫度的控制、混凝土養(yǎng)護控制和施工控制。

2.1 優(yōu)選混凝土原材料及配合比設計。 為使渡槽混凝土具有良好的抗侵蝕性、體積穩(wěn)定性和抗裂性能，混凝土配制應遵循如下原則。采用低水化熱的膠凝材料體系，優(yōu)化配合比，降低混凝土發(fā)熱量。控制膠凝材料的總用量或膠凝材料總的熱量，選用質(zhì)量穩(wěn)定并有利于改善混凝土抗裂性的水泥，降低水泥用量，用優(yōu)質(zhì)摻和料(如粉煤灰)替代部分水泥，并保證摻和料細度與摻量適宜。一般水泥用量減少10 k/m3，混凝土溫升可下降約1℃。摻和料的比表面積越大，混凝土的強度越高，但混凝土的收縮量也越大。故在能保證混凝土的設計強度、彈性模量和氯離子擴散系數(shù)等技術(shù)指標的情況下，摻和料并非越細越好。在滿足施工的前提下，盡可能使用坍落度相對較低的混凝土，有利于減少混凝土用水量與膠凝材料用量，從而降低溫升、減少干縮，提高抗裂性能。拌和水量減少5.9 kg／m3，收縮可減小30微應變。減少用水量也是提高混凝土抗?jié)B透性的一條重要措施。同時，應注意水膠比適當，在一定范圍內(nèi)減小水膠比，混凝土強度和體積穩(wěn)定性提高，但為保證混凝土的抗裂性能，水膠比應適當，不宜過小，過小的水膠比易導致混凝土自收縮增大。

2.2 控制混凝土澆筑溫度。 降低混凝土的澆筑溫度對控制混凝土裂縫非常重要。相同混凝土，入倉溫度高的溫升值要比入倉溫度低的大許多。混凝土的出機溫度與原材料的溫度成正比，在混凝土澆筑之前，可通過測量水泥、粉煤灰、砂、石、水的溫度，估算澆筑溫度。為了能夠保證混凝土的入倉溫度，在夏季施工中主要從降低混凝土的原材料溫度著手。現(xiàn)場降低混凝土入倉溫度的措施有：施工前，水泥應放置充分冷卻，并避免使用剛出廠的新鮮水泥，并對水泥罐進行遮陽防曬處理，使用前水泥的溫度宜控制在60℃以下。對砂石骨料搭設遮陽棚或覆蓋遮陽，堆高骨料、底層取料，用水噴淋粗骨料降溫等。避免模板和新澆筑混凝土受陽光直射，入倉前的模板與鋼筋溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃，可采取倉面噴霧降溫、側(cè)模板外側(cè)澆水降溫等措施。為此，應合理安排工期和施工時段，炎熱季節(jié)盡量采用夜間澆筑，避開高溫時段。

2.3 控制混凝土內(nèi)外溫差。 對于渡槽高強混凝土，由于水化放熱會使溫度持續(xù)升高，如果氣溫不是過低，在升溫的一段時間內(nèi)應加強散熱(如采用冷卻水管則應加大通水流量、降低通水溫度等)。當混凝土處于降溫階段則要保溫覆蓋以降低降溫速率。混凝土保溫充分、時間足夠長，讓混凝土慢慢冷卻，拉應力會在混凝土內(nèi)松馳掉，直到溫差達到允許范圍，可有效控制裂縫的產(chǎn)生。

2.4 控制混凝土施工質(zhì)量。 為確保渡槽混凝土施工質(zhì)量，提高混凝土的均質(zhì)性和抗裂能力，必須加強對每一環(huán)節(jié)的施工控制。控制原材料的質(zhì)量穩(wěn)定。施工期間，及時掌控原材料的變化，特別是礦物摻和料品質(zhì)、外加劑適應性、水泥強度、砂子細度模數(shù)、含泥量與碎石的級配、粒形、壓碎值等關(guān)鍵性能指標的變化情況。混凝土拌制配料前，請計量部門對各種衡器進行計量標定，稱料誤差符合規(guī)范要求，嚴格按確定的配合比拌制。通過監(jiān)控及時掌握混凝土溫度變化。溫度監(jiān)控的最終目的是為了掌握混凝土內(nèi)部的實際最高溫度和混凝土中心至表面溫度梯度，保證內(nèi)部與表面的溫差小于20℃及降溫速率。為了客觀反映混凝土溫度狀況，宜進行原材料溫度、出機口溫度、入倉溫度、環(huán)境溫度、覆蓋養(yǎng)護溫度、混凝土內(nèi)部溫度等6個項目的測試，便于及時調(diào)整溫控措施。

3 結(jié)語

高強度混凝土渡槽結(jié)構(gòu)復雜、混凝土強度高、水化放熱量大，為避免溫度應力過大引起的渡槽結(jié)構(gòu)表面早期開裂，其關(guān)鍵是采取有效溫控措施控制混凝土早期內(nèi)部最高溫度及內(nèi)表溫差引起的溫度應力對結(jié)構(gòu)的影響，這些措施包括以下幾方面。通過混凝土原材料優(yōu)選和配合比優(yōu)化設計及輔助抗裂措施，降低混凝土的水化熱溫升、提高混凝土的抗開裂敏感性；通過降低混凝土澆筑溫度削減水化熱溫峰；通過加強混凝土升溫過程中的散熱與降溫過程的保溫，降低混凝土內(nèi)外溫差；控制原材料的質(zhì)量穩(wěn)定與混凝土拌和物的質(zhì)量，采取合理的施工工藝，提高混凝土澆筑的均質(zhì)性、密實性。；加強混凝土施工早期的保濕保溫養(yǎng)護，控制混凝土拆模時間和溫度，減少表層混凝土的塑性收縮、干燥收縮、自收縮與溫度收縮，提高表層混凝土的抗開裂性與耐久性。

參考文獻

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