船閘工程大體積混凝土施工溫控措施探討

摘要：大體積混凝土在船閘工程中的應用非常廣泛，但在船閘工程施工過程中，極易因為對大體積混凝土溫度控制措施實施不到位而產生裂縫。文章分析了大體積混凝土產生溫度裂縫的原因，并從降低水化熱、降低入倉溫度、合理分段澆筑及做好后期養護等方面，提出相應措施對船閘大體積混凝土施工溫度進行有效控制，從而避免大體積混凝土溫度裂縫的產生。

關鍵詞：船閘;大體積混凝土;溫控措施

0 引言

隨著我國經濟社會的發展，內河貨運量也日漸提高。為滿足經濟社會的發展需要，亟需在內河建設多個大型船閘。船閘建設規模的提高，對船閘的工程質量也有了更高的要求。船閘結構多為大體積混凝土，因其體積大，散熱慢，在施工過程中極易因溫度原因產生裂縫，而對大體積混凝土溫度的控制效果直接影響到船閘工程的質量。大體積混凝土受溫度應力影響尤為突出，開裂主要是因為混凝土結構與結構之間、結構與基礎之間或結構的不同部位之間的溫度應力超過了混凝土的抗裂能力而產生[1]。因此，必須采取有力措施對船閘大體積混凝土施工溫度進行有效控制，降低混凝土溫度應力，才能確保船閘工程質量。

1 溫度裂縫產生的原因

船閘大體積混凝土溫度裂縫主要是由于混凝土內部和外部環境存在較大溫度差，引發的溫度應力超過了混凝土的抗裂能力而產生。在大體積混凝土的施工過程中，混凝土內部產生的水化熱是導致混凝土溫度升高引發溫度差的關鍵，且內外溫度差是混凝土出現裂縫的常見原因。在我國大部分地區，夏季時，混凝土溫度可達到70 ℃以上，外界溫度同時也會接近40 ℃，導致混凝土散熱較慢，混凝土內外部溫差過大容易導致混凝土的表面張力變強，也大于混凝土內部的拉力，這時混凝土就會產生裂縫。冬季時，混凝土內部溫度遠遠高于外界溫度，溫差可能達到30 ℃左右，這時混凝土的表面與內部形成較大的溫差，導致膨脹問題發生，進而產生裂縫。

2 溫度控制措施

根據船閘大體積混凝土施工溫度裂縫產生的原因，要想控制船閘大體積混凝土施工溫度裂縫，必須從控制混凝土溫升，降低混凝土與外界環境的溫差著手。要達到這一目的，可采取的控制措施主要有降低混凝土水化熱、降低混凝土入倉溫度、合理分段澆筑混凝土和做好混凝土后期養護等幾種方式。

2.1 混凝土水化熱溫度控制

科學選用混凝土配合比是降低船閘大體積混凝土水化熱溫度的關鍵。原材料是構成船閘工程大體積混凝土結構的基礎[2]，通過對船閘工程大體積混凝土原材料進行檢驗，科學選定所采用的水泥、粗骨料、細骨料、摻合料和外加劑的類型和摻比，才能找出混凝土配合比最優方案，盡量減少水泥用量，降低水化熱。比如通過采用優質的中低熱水泥，摻加粉煤灰、礦渣粉等材料，盡量合理控制水泥在混凝土中的占比，在減少水泥用量的同時，還可以盡量降低水化熱的產生，進而減少后期混凝土的內外溫差，避免混凝土出現裂縫。

2.2 混凝土入倉溫度控制

在確定混凝土最優配合比，合理選用原材料后，要想降低混凝土的內外溫差，還需控制好混凝土的入倉溫度。主要從混凝土出機口溫度控制、混凝土運輸過程溫度控制兩方面入手。

2.2.1 出機口溫度控制

混凝土出機口溫度的控制主要體現在對原材料溫度的控制上。要控制好混凝土出機口溫度，首要就是降低混凝土原材料的溫度。除了嚴控混凝土原材料進場溫度外，還應注重混凝土原材料的堆存方式，并在混凝土攪拌前進行風冷或水冷等。具體措施有：（1）加強對制冷設備的維護保養，確保制冷設備的完好率和利用率;（2）加強制冷系統的工藝控制，按設計要求確保制冷冷風、冷水的冷卻效果;（3）加強混凝土制冷生產的調度，密切聯系用料單位，合理安排制冷生產;（4）骨料堆場應確保骨料的堆高，控制在6 m以上，避免日光暴曬堆場內部骨料，盡量延長骨料堆存的時間，確保廊道內的骨料出口溫度達到設計要求;（5）嚴格執行溫控混凝土生產時段的料倉填補石料規定，合理控制填補石料料位，骨料各儲料倉保持儲存2/3以上的骨料，確保骨料有足夠的預冷時間;（6）控制好原材料水泥的入庫溫度，水泥進場溫度按設計及規范要求控制在60 ℃以下，為避免水泥進場溫度過高采用分罐儲存的措施，遵循先來先用的原則，降低原材料水泥本身的溫度;（7）盡量減少夏季或中午高溫時段開展混凝土澆筑，以免因外界溫度過高導致預冷混凝土溫度也相應升高或回升;（8）盡量避免在冬季溫度過低時澆筑混凝土，以免產生內外溫差。

2.2.2 運輸過程溫度控制

除了控制好混凝土的出機口溫度外，還應加強混凝土在運輸過程中的溫度控制。混凝土完成攪拌后，應迅速運至澆筑部位。平時要加強對運輸道路的維護，保持良好的運輸路況，盡量縮短混凝土運輸時間。做好運輸車輛和入倉設備的調配，減少運輸車輛等待卸料的時間，避免因等待時間過長而導致混凝土升溫。做好運輸車輛的降溫或者遮陽防護，可采用向混凝土罐車進行灑水降溫，或者在運輸車輛上搭設遮陽蓬的方式，盡量避免混凝土因陽光照射而升溫。

2.3 混凝土澆筑過程溫度控制

合理分段澆筑可以有效降低大體積混凝土在澆筑過程中的溫升。在船閘工程項目大體積水泥混凝土結構的施工中，應注意合理進行分段澆筑[3]。根據船閘工程的結構特點，混凝土澆筑可按斜向分層、層層推進、齊頭并進的方法進行。混凝土分層厚度一般應≤3.0 m，在基礎強約束區分層厚度應≤1.5 m。同時，在澆筑時提前預埋冷卻水管，按分層分段埋設，便于后期對混凝土進行通水降溫養護。新舊混凝土澆筑間隔時間應盡量縮短，一般≤7 d。混凝土澆筑應充分利用早上、晚上或者陰天進行。在混凝土澆筑過程中，為防止外界氣溫過高，倉面新澆筑的混凝土溫度回升過快，對已經振搗好的混凝土表面進行覆蓋，澆筑方式采用的是臺階澆筑法，盡量使新澆混凝土少受陽光直射，降低混凝土溫升。在混凝土澆筑過程中如氣溫較高，可在澆筑倉面周圍通過水管噴霧器進行噴射水霧來降低澆筑倉面的環境溫度，從而降低混凝土溫升。頂層混凝土澆筑完畢，要及時覆蓋保濕。

2.4 混凝土后期養護控制

混凝土后期養護是控制混凝土內外溫差，避免混凝土出現溫度裂縫的最后防線。大體積混凝土在養護時，要加強對濕度和溫度的控制與養護，以實現控制內外溫差的目標，從而加強對混凝土裂縫的控制[4]。混凝土澆筑完畢后，要及時做好降溫保濕。在高溫季節，可使用預先埋設好的冷卻水管通水降溫，通過管內水流動可帶走部分混凝土熱量。冷卻水管通水水流方向每天調換一次，通水時間根據降溫情況來確定，一般≤15 d。待冷卻水管通水達到降溫效果后，管內采用水泥漿灌注及封孔。同時要及時在混凝土表面覆蓋土工布，并在澆筑完畢后的12～18 h內開始進行灑水或者流水養護，時間≥14 d。當氣溫開始下降時，可推遲混凝土模板拆除時間，拆除模板后應立即用土工布或麻袋覆蓋保溫。當溫度<5 ℃時，應停止灑水養護，并在混凝土表面覆蓋土工布或麻袋等進行保溫。

3 結語

船閘工程大體積混凝土的施工溫度控制是一項非常專業和復雜的綜合性工程。為避免船閘工程大體積混凝土因溫度應力原因產生裂縫，在施工過程中，必須從混凝土原材料選用、混凝土生產和澆筑工藝、減少外界環境不利影響等多方面入手，采取多項綜合措施，對混凝土施工溫度進行有效控制，盡量減小混凝土內外溫差，降低溫度應力，才能保證船閘工程質量。

[1]呂小凡.淺析港口與航道工程大體積混凝土裂縫控制[J].中國水運，2019（7）：83-85.

[2]張曉軍.船閘工程大體積混凝土裂縫成因及控制對策研究[J].中國高新技術企業，2013（34）：20-21.

[3]施海波.船閘工程大體積混凝土裂縫成因及控制[J].科技創新與應用，2017（36）：169-170.

[4]滿 晨.現澆大體積混凝土溫度裂縫控制措施[J].建材與裝飾，2019（25）：51-52.

作者簡介：覃聰曉（1989—），工程師，研究方向：港口航道與海岸工程。