大體積混凝土施工防裂技術

陳海艷

(中國電建集團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

陳海艷

(中國電建集團第五工程局第三分局,四川成都 610225)

本文采用優化混凝土配合比設計、冷卻管降溫及雙摻技術等多項措施,成功地進行了承臺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澆混凝土結構的幾何尺寸較大，且必須采用技術措施以避免水泥水化熱及體積變化引起裂縫的結構。大體積混凝土，具有結構厚、體形大、鋼筋密、混凝土用量多、工程條件復雜和施工技術要求高等特點。除了必須滿足強度、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生的溫度應力和收縮應力是其產生裂縫的主要因素。這些裂縫往往給工程帶來不同程度的危害，因此控制溫度應力和溫度變形裂縫的開展是大體積混凝土施工的一個重大課題。

談談我在京滬高鐵三標段二工區水電五局施工時，針對特大橋承臺大體積混凝土施工防裂技術的體會，承臺長寬均為15.2m，平面面積263m2，厚度為4.0m，一次澆注成型，混凝土等級為C40，澆注量為1050m3。

由于水泥水化熱集中，構件散熱條件較差，極易造成混凝土構件內外出現較大的溫差，引起結構的溫度裂縫，對構件的耐久性影響較大，甚至使構件喪失使用功能。尤其是高標號大體積混凝土，為了保證承臺施工質量，把溫度裂縫作為施工關鍵技術進行控制。在施工中，采取如下措施，降低混凝土水化熱熱量，控制混凝土內外溫度差，即溫度梯度，提高混凝土早期抗拉強度。

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·拉法基，P·O42.5)，粉煤灰為I級粉煤灰，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，試配強度極限R28達48.5Mpa，R3達22.5Mpa，R7達到34.5Mpa，粉煤灰取代率為24%，根據計算，混凝土絕熱溫升達52.9℃。

2 循環水散熱

在承臺頂面以下1.7m處布設一層φ50散熱管，水平間距1.5m，相互聯通，一端設置進水管，另一端設置出水管，構成循環水系統，將混凝土內部熱量帶出地面。混凝土澆注完畢，用1臺2寸管道泵作動力，使散熱管循環水暢通，每小時循環水量6～7m3，散熱管進出水口實測為4℃，遠小于25℃控制值，通水時間為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鐘開始澆注，18個小時澆注完，整個混凝土澆注均在氣溫較低的時段進行施工，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℃，骨料溫度與環境溫度一致，由于施工時日平均氣溫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，其混凝土初凝時間達到8小時，延緩水泥水化熱集中現象。

5 二次振搗

加強振搗，提高混凝土密實度，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度。

6 表面蓄熱

混凝土表面利用循環熱水進行溫養，并用隔熱泡沫板覆蓋。

7 早期拆模回填

模板在混凝土達到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。根據監測溫度我們安排在混凝土澆注完160小時拆模，拆模后及時回填土保溫、保濕養生。讓混凝土水化熱量均勻地散入地表土層中。

8 溫度監控

承臺混凝土從2007年3月24日晚23：00開始澆注，至25日晚19：00時澆注完成，隨后在混凝土表面覆蓋塑料薄膜并灑水養護。在承臺頂面約2m截面處的承臺四周混凝土保護層和心部共預埋5個溫度測點。

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

由于工期緊張，根據溫度監測結果，與混凝土澆注完成后160h開始拆模，此時承臺混凝土表面溫度為34.1度，心部溫度為50.9度，環境溫度為17.5度，混凝土表面和環境溫差為16.6度。

拆模時的混凝土表面與環境溫差以及混凝土心部與混凝土表面溫差控制在設計要求以內。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施工是成功的，所采取的措施是有效可靠的。從承臺混凝土溫差控制方面，保證了承臺混凝土的施工質量。