淺談大體積混凝土溫控措施在澧南垸分洪閘施工中的應用

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

【關鍵詞】混凝土溫差控制措施；澧南垸分洪閘；施工；應用

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，設計最大下泄流量2756.33立方米每秒。阻滑板設高噴帷幕灌漿，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概述

大體積混凝土，由于水泥凝結硬化過程中，釋放出大量的水化熱，大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發，導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成較大的內外溫差。較大的溫差造成混凝土內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫。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。

溫度裂縫多發生在混凝土施工中后期。大體積混凝土緊靠基礎產生的貫穿裂縫，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因素.對壩體的抗風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）根據閘體的應力場及結構設計要求對壩休進行分區，對于不同分區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約水泥用量約20%，使28d齡期混凝土的發熱量減少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、低溫時段澆筑，以降低混凝土入倉溫度，避免出現溫度裂縫。

2 采用加冰或加冰水拌合

3 對骨料進行預冷

骨料預冷的方法有：水冷、風冷、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，已采用預冷措施時，則可采用厚塊澆筑，防止因氣溫過高而熱量倒流，以保持預冷效果。

2 在混凝土內預埋水管通水冷卻

主要是在混凝土內預埋蛇形冷卻水管，通循環冷水進行降溫冷卻。

（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用，從而使得澧南垸分洪閘基本上解決因混凝土內外溫差導致的裂縫，確保工程質量和工程進度，實現工程的效益和價值。

（1）大體積混凝土原材料及技術要求

1 水泥：我國執行ISO水泥新標準后，水泥質量有了很大提高，澧南垸分洪閘工程使用的水泥是P.O42.5R普通硅酸鹽水泥。其物理力學性能檢測結果如下：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%，泥塊含量不應大于1%。

3 粗骨料：粗骨料品種選用卵石，優選級配良好的骨料是關鍵。對于石子的最大粒徑應嚴格控制，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，摻和料應因地制宜，貨源廣、經濟、技術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，節約水泥10%～20%，顯著提高混凝土抗滲、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量控制

1 合理安排澆筑時間，結合工程的實際情況，重視混凝土澆筑時間的安排。根據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?；炷翑嚢杈鶆蚝桶l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，必須作好技術交底，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，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，以表面不再出現氣泡、不再泛出灰漿為振實?；炷脸跄昂螅磸湍▔?，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。結合工程具體情況，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 養護

現場應該加強混凝土的養護管理工作，大體積混凝土，應采取三邊操作法，即邊澆筑、邊抹平、邊進行充分的保濕養護。為了防止內外溫差過大，造成溫度應力大于同期混凝土抗拉強度而產生裂紋，養護工作尤其重要，應加強混凝土保溫保濕的養護。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，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，有效的減小內外溫差。混凝土終凝后即在表面予以覆蓋，澆水養護。

結束語：

對于大體積混凝土澆筑施工，為了能保證其最終的施工質量，只有從原材料、施工和養護等方面采取預防大體積混凝土開裂的相應措施，精心組織安排，嚴格按施工操作規程施工，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外溫差，控制和避免混凝土裂縫的產生以確保達到預期的功能與效應?？傊?，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量控制，有效預防與控制大體積混凝土施工裂縫，保證工程質量。

參考文獻：

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