大體積塊石混凝土溫度裂縫控制措施

◎ 張通 浙江海洋工程有限公司

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大體積塊石混凝土溫度裂縫控制措施

◎ 張通 浙江海洋工程有限公司

隨著我國對內河水運的加大投入，內河水運發展已成為國家戰略，內河水運在發展中將同時面臨機遇與挑戰。內河的中、小碼頭也迎來了發展機遇，該類碼頭普遍采用重力式碼頭結構形式，墻身采用大體積混凝土。為節省材料和降低大體積混凝土水化熱，墻身內部埋設塊石，形成塊石混凝土。墻身是重力式碼頭實現船舶靠泊的主要構件，墻身質量直接關系到碼頭使用耐久性的問題。因此，本文將結合嘉興某項目的大體積塊石混凝土施工經驗，對施工工藝進行探討，以期為今后的大體積塊石混凝土施工提供一定的參考。

大體積混凝土 溫度裂縫 預防措施

1.工程概況

嘉興內河港海寧港區尖山碼頭工程位于尖山新區錢江村，距硤尖線航道末端177m處。本工程利用原河道兩側布置15個300噸級泊位（水工結構按500噸級船舶設計），碼頭為重力式結構，底板上方澆注高5.9m的C30塊石混凝土墻身，墻后進行拋石棱體和回填。墻身分三次澆注，第一層澆注高度為1.95m，底寬3.43m，上寬3.235m，計算砼方量97.5m3，第二層澆注高度為1.95m，底寬3.235m，上寬3.04m，計算砼方量91.8m3，第三層澆注高度2m，底寬1.1m，計算砼方量33m3。塊石含量20％。

2.溫度裂縫成因分析

大體積混凝土在澆注完成后，由于水化熱的作用，混凝土內部升溫較快，而混凝土表面散熱較快，以此使混凝土內外溫度出現較大差異而產生一定的壓應力，以及外部拉應力，從而大幅降低混凝土的抗拉強度。當溫差產生的表面抗拉應力大大高于混凝土極限抗拉強度時，便會造成混凝土表面出現裂縫現象。因此，溫度控制是關鍵。

3.溫度裂縫控制措施

3.1溫控標準

混凝土溫度控制的原則是：①控制混凝土表面和氣溫之間的差異，同時，降低混凝土中心和新老混凝土以及表面之間的溫度差；②盡可能的推遲最高溫度出現時間，減慢混凝土的溫升；③降低降溫速率。綜合考慮混凝土內部溫度、混凝土配合比、約束情況、結構尺寸、以及氣溫（季節）等各因素，來確定溫度控制的方法和制度。結合本工程的實際情況，其溫控標準制定為：

砼澆筑溫度：

夏季控制在30℃以內，冬季控制在20℃以內。

混凝土最大降溫速率不能超過2.0℃/d；

最大內表溫差及相鄰塊溫差不能超過20℃ ；

冬季混凝土表面溫度與氣溫的差異不能小于20℃；

混凝土表面養護水溫度與混凝土表面溫差不能超過15℃。

3.2現場溫度控制方法

在大體積混凝土施工過程中，要有效控制整個施工過程中混凝土的運輸、振搗、拌和、澆筑、養護以及保溫，同時還要嚴格控制混凝土的原材料選擇和配比設計，下面是具體措施：

（1）選擇原材料和混凝土配合比設計。按照如下原則配制混凝土，來提高混凝土的抗裂性能、抗侵蝕性以及穩定性。①選用的骨料要粒形良好、潔凈、且堅固耐久、級配合格；②減少單方混凝土中膠凝材料及硅酸鹽水泥的使用量；③使用性能優良的高效減水劑，以減少拌和水使用量；④最好使用低水化熱的和含堿性量低的水泥，禁止使用C3A含量較高的水泥、早強水泥；

（2）材料的堆放。夏季施工時，材料堆放場地采取遮陽措施，并保持通風，取料時從底層取，采取措施降低骨料的溫度。

（3）混凝土攪拌。為保證質量，混凝土在工地攪拌站進行集中拌制。拌合前需測定骨料含水量，根據實際工況調整施工配合比。混凝土攪拌按配料單配料，混凝土的組成材料必須進行稱量，稱量使用的各種衡器必須進行標定，且定期進行檢查。每一工作班正式稱量前，應對稱量系統進行零點校準。夏季施工時，為降低混凝土的澆筑溫度，采用冰水拌制。攪拌時間不得少于規范規定時間。

（4）混凝土的運輸。根據實際工況，采用2臺混凝土攪拌車進行運輸。在使用運輸車之前進行噴水濕潤，但不能有積水存留。在運輸混凝土過程中，防止出現離析、漏漿、沁水和坍落度損失較大的現象。運至現場后，如發生以上現象，應進行二次拌制。二次拌制時，不得任意加水，必要時可同時加水和膠凝材料，保持水灰比不變。若采用自卸車運輸，混凝土在運輸過程中要遮陽措施，防止混凝土暴曬。

（5）混凝土的澆筑。為有效制混凝土裂縫，需降低混凝土的澆筑溫度。與入模溫度低的溫升值相比，一樣的混凝土，入模溫度高的要高很多。根據氣溫的變化，應適時調整混凝土的入模溫度。在冬天要控制在5℃以上，夏天控制在28℃以下。在混凝土澆筑之前，通過對砂、水、石、粉煤灰、水泥的溫度進行測量，可大概計算出澆筑溫度。如果澆筑溫度不符合要求，應采取有效相措施進行調整。

①夏天，可通過以下方法降低混凝土入倉溫度：在施工前應充分冷卻水泥，使其溫度在50℃以下。用草袋遮擋混凝土輸送管，并進行灑水降溫，以降低混凝土在運輸和澆筑過程中的溫度。當氣溫高于入倉溫度時，應加快運輸和入倉速度。防止陽光直射模板和新澆筑混凝土，盡可能在晚上進行澆筑施工，以將入模前的模板和周圍的局部氣溫控制在35℃以下。當澆筑溫度超過28℃，及時使用拌和水加冰的方法。在混凝土升溫階段，采取灑水降溫、防止暴曬等措施，及時冷卻模板及混凝土表面，以降低其溫度。

②冬季進行施工時，由于氣溫較低，需在運輸過程采取保溫措施，同時采取拌和水加熱的方法，避免混凝土受凍。

（6）埋設塊石。塊石形狀應大致方正，最長邊與最短邊之比不應大于2。若有顯著風化跡象、裂縫夾泥砂層、片狀體或強度低于設計和規范要求的，均不得使用。塊石距混凝土結構物表面的距離：無抗凍性要求時，不小于100mm或混凝土粗骨料粒徑的2倍，有抗凍性要求時，不小于300mm。塊石應立放在新澆筑的混凝土層上，并被混凝土充分包裹。埋放前應沖洗干凈并保持濕潤。塊石與塊石之間的凈距不得小于100mm或混凝土粗骨料最大粒徑的2倍。澆筑過程中每層混凝土攤鋪厚度控制在300～500mm，在每層混凝土面上按規定間距埋設塊石。

（7）控制混凝土澆筑間歇期、分層厚度。有效控制各層混凝土澆筑間歇時間，一般在7天左右，最長不能大于10天。在施工中，要盡量連續、薄層施工，以有效減小老混凝土的約束。如果由事故造成長時間斷工，應結合實際情況在充分驗算的基礎上，適當調整上層混凝土層厚度。在進行施工縫處混凝土澆筑時，混凝土抗壓強度應在1.2Mpa以上。對混凝土表面進行鑿毛處理，并將軟弱混凝土層、水泥薄膜以及松動石子清除掉。澆筑新混凝土前，應先用水充分潤濕水平縫老混凝土表面，達到飽和面干，低洼處不得留有積水。

（8）內表溫差控制。大體積混凝土在水化放熱過程中，溫度會大幅上升，因此，需采取模板灑水等措施，對其進行降溫、散熱。在混凝土在降溫過程中，為降低降溫速度，采取覆蓋等保溫措施。

混凝土在降溫過程中，如遇到強烈的冷空氣時，在內外溫差超過25℃時，需采取保溫措施，及時養護。具體操作：將麻袋（土工布）外包一層彩條布掛在混凝土側面，以起到保溫作用，并將拆模時間適當延長。在拆模時，為防止突然接觸空氣而因降溫過快造成混凝土出現裂縫現象，應綜合考慮混凝土強度，以及混凝土的溫度與外界氣溫的差異。拆模后，涂刷養護液，并及時采取保溫措施。

（9）養護。混凝土養護包括兩個因素，一是濕度，一是溫度。施工養護過程中的溫度和濕度養護，直接影響著結構表層混凝土的抗裂性和耐久性。濕養護不足是現在建筑行業內普遍存在的問題，這一問題嚴重的影響著混凝土質量。我們應根據混凝土的材料特性，以及實際的施工情況，合理確定濕養護時間。如果混凝土水膠比較低，且有摻用摻和料，更需及時進行潮濕養護，同時有效控制混凝土的溫度變化。根據不同的季節，采取相應的保溫和散熱措施，以將混凝土內表溫差及氣溫與混凝土表面的溫差控制在要求的范圍內。

圖1　混凝土養護

4.結語

隨著建設領域的不斷發展，大體積混凝土在港口、水利等工程中不斷被應用，對大體積混凝土的質量控制技術也越來越成熟。作為施工技術人員，要充分掌握大體積混凝土的施工工藝、質量控制等技術，切合實際，嚴把質量關，提高施工質量，促使港口工程在我國經濟發展中的積極作用得到充分發揮。

［1］水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規程（JTS202-1-2010）.

［2］水運工程混凝土施工規范（JTS202-2011）.

［3］劉鵬.混凝土溫度裂縫的成因及控制［J］.山西建筑.2013（34）.