高强度混凝土渡槽夏季施工防裂措施研究

摘要：对于混凝土裂缝的控制是涉及到原材料质量、混凝土配合比、混凝土生产质量控制、施工气象、设计诸多因素的课题。需要各部门、各环节的共同努力、相互配合才能凑效。随着目前我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，实践证明：只要努力研究，混凝土裂缝问题是可以控制在最小范围内的。

关键词：大型渡槽；混凝土；温控措施

混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。混凝土裂缝分为以下几种类型：弯距剪力等外力荷载引起的裂缝；干燥收缩引起的裂缝；混凝土自身收缩引起的裂缝；温度裂缝。大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇注后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小。因此，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快，依据热胀冷缩的原理，结构自身约束由伴随温度变化引起的建筑物体积变化产生应力，一但拉伸应力＞抗拉强度则混凝土产生裂缝。

1 混凝土温控指标分析

温控指标包括渡槽混凝土绝热温升、混凝土内部最高温度、混凝土内外最大温差等。根据温度应力仿真计算分析、已有施工经验和相关规范，按照施工流程，混凝土从配合比优化到养护完成拟提出以下具体控制指标，以避免混凝土在施工期内有害温度裂缝的产生。

C50混凝土绝热温升应小于60℃。夏季混凝土浇筑温度不宜高于28℃，不应高于30℃，冬季不应低于5℃。浇筑时，仓面温度不应高于40℃。渡槽混凝土内部最高温度不应高于75℃。渡槽混凝土内部与表面温差控制小于20℃，混凝土表层与环境温差不宜超过15℃。混凝土内部温度与表层温度之差、表层温度与环境温度之差小于20℃方可拆模。

2 温控防裂施工措施

为达到渡槽混凝土温控指标要求，确保渡槽不出现有害温度裂缝，需要采取一系列相应的控制措施，包括混凝土配合比优化设计、浇筑温度的控制、混凝土养护控制和施工控制。

2.1 优选混凝土原材料及配合比设计。

为使渡槽混凝土具有良好的抗侵蚀性、体积稳定性和抗裂性能，混凝土配制应遵循如下原则。采用低水化热的胶凝材料体系，优化配合比，降低混凝土发热量。控制胶凝材料的总用量或胶凝材料总的热量，选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性的水泥，降低水泥用量，用优质掺和料(如粉煤灰)替代部分水泥，并保证掺和料细度与掺量适宜。一般水泥用量减少10 k/m3，混凝土温升可下降约1℃。掺和料的比表面积越大，混凝土的强度越高，但混凝土的收缩量也越大。故在能保证混凝土的设计强度、弹性模量和氯离子扩散系数等技术指标的情况下，掺和料并非越细越好。在满足施工的前提下，尽可能使用坍落度相对较低的混凝土，有利于减少混凝土用水量与胶凝材料用量，从而降低温升、减少干缩，提高抗裂性能。拌和水量减少5.9 kg／m3，收缩可减小30微应变。减少用水量也是提高混凝土抗渗透性的一条重要措施。同时，应注意水胶比适当，在一定范围内减小水胶比，混凝土强度和体积稳定性提高，但为保证混凝土的抗裂性能，水胶比应适当，不宜过小，过小的水胶比易导致混凝土自收缩增大。

2.2 控制混凝土浇筑温度。

降低混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要。相同混凝土，入仓温度高的温升值要比入仓温度低的大许多。混凝土的出机温度与原材料的温度成正比，在混凝土浇筑之前，可通过测量水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度，估算浇筑温度。为了能够保证混凝土的入仓温度，在夏季施工中主要从降低混凝土的原材料温度着手。现场降低混凝土入仓温度的措施有：施工前，水泥应放置充分冷却，并避免使用刚出厂的新鲜水泥，并对水泥罐进行遮阳防晒处理，使用前水泥的温度宜控制在60℃以下。对砂石骨料搭设遮阳棚或覆盖遮阳，堆高骨料、底层取料，用水喷淋粗骨料降温等。避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射，入仓前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不超过40℃，可采取仓面喷雾降温、侧模板外侧浇水降温等措施。为此，应合理安排工期和施工时段，炎热季节尽量采用夜间浇筑，避开高温时段。

2.3 控制混凝土内外温差。

对于渡槽高强混凝土，由于水化放热会使温度持续升高，如果气温不是过低，在升温的一段时间内应加强散热(如采用冷却水管则应加大通水流量、降低通水温度等)。当混凝土处于降温阶段则要保温覆盖以降低降温速率。混凝土保温充分、时间足够长，让混凝土慢慢冷却，拉应力会在混凝土内松驰掉，直到温差达到允许范围，可有效控制裂缝的产生。

2.4 控制混凝土施工质量。

为确保渡槽混凝土施工质量，提高混凝土的均质性和抗裂能力，必须加强对每一环节的施工控制。控制原材料的质量稳定。施工期间，及时掌控原材料的变化，特别是矿物掺和料品质、外加剂适应性、水泥强度、砂子细度模数、含泥量与碎石的级配、粒形、压碎值等关键性能指标的变化情况。混凝土拌制配料前，请计量部门对各种衡器进行计量标定，称料误差符合规范要求，严格按确定的配合比拌制。通过监控及时掌握混凝土温度变化。温度监控的最终目的是为了掌握混凝土内部的实际最高温度和混凝土中心至表面温度梯度，保证内部与表面的温差小于20℃及降温速率。为了客观反映混凝土温度状况，宜进行原材料温度、出机口温度、入仓温度、环境温度、覆盖养护温度、混凝土内部温度等6个项目的测试，便于及时调整温控措施。

3 结语

高强度混凝土渡槽结构复杂、混凝土强度高、水化放热量大，为避免温度应力过大引起的渡槽结构表面早期开裂，其关键是采取有效温控措施控制混凝土早期内部最高温度及内表温差引起的温度应力对结构的影响，这些措施包括以下几方面。通过混凝土原材料优选和配合比优化设计及辅助抗裂措施，降低混凝土的水化热温升、提高混凝土的抗开裂敏感性；通过降低混凝土浇筑温度削减水化热温峰；通过加强混凝土升温过程中的散热与降温过程的保温，降低混凝土内外温差；控制原材料的质量稳定与混凝土拌和物的质量，采取合理的施工工艺，提高混凝土浇筑的均质性、密实性。；加强混凝土施工早期的保湿保温养护，控制混凝土拆模时间和温度，减少表层混凝土的塑性收缩、干燥收缩、自收缩与温度收缩，提高表层混凝土的抗开裂性与耐久性。

参考文献

［1］ 俞俊良.工程结构裂缝控制［M］.中国建筑工业出版社,2008.

［2］ 侯鹏诊.浅谈混凝土裂缝的成因及预防措施［J］.山西建筑,2008, (28).