陳海艷

(中國(guó)電建集團(tuán)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(shù)

陳海艷

(中國(guó)電建集團(tuán)第五工程局第三分局,四川成都 610225)

本文采用優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)、冷卻管降溫及雙摻技術(shù)等多項(xiàng)措施,成功地進(jìn)行了承臺(tái)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(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的幾何尺寸較大，且必須采用技術(shù)措施以避免水泥水化熱及體積變化引起裂縫的結(jié)構(gòu)。大體積混凝土，具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土用量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)。除了必須滿(mǎn)足強(qiáng)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(kāi)展。由于水泥水化過(guò)程中釋放的水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力是其產(chǎn)生裂縫的主要因素。這些裂縫往往給工程帶來(lái)不同程度的危害，因此控制溫度應(yīng)力和溫度變形裂縫的開(kāi)展是大體積混凝土施工的一個(gè)重大課題。

談?wù)勎以诰哞F三標(biāo)段二工區(qū)水電五局施工時(shí)，針對(duì)特大橋承臺(tái)大體積混凝土施工防裂技術(shù)的體會(huì)，承臺(tái)長(zhǎng)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(jí)為C40，澆注量為1050m3。

由于水泥水化熱集中，構(gòu)件散熱條件較差，極易造成混凝土構(gòu)件內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，引起結(jié)構(gòu)的溫度裂縫，對(duì)構(gòu)件的耐久性影響較大，甚至使構(gòu)件喪失使用功能。尤其是高標(biāo)號(hào)大體積混凝土，為了保證承臺(tái)施工質(zhì)量，把溫度裂縫作為施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)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(nèi)外溫度差，即溫度梯度，提高混凝土早期抗拉強(qiáng)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(guò)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(fā)·拉法基，P·O42.5)，粉煤灰為I級(jí)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(qiáng)度極限R28達(dá)48.5Mpa，R3達(dá)22.5Mpa，R7達(dá)到34.5Mpa，粉煤灰取代率為24%，根據(jù)計(jì)算，混凝土絕熱溫升達(dá)52.9℃。

2 循環(huán)水散熱

在承臺(tái)頂面以下1.7m處布設(shè)一層φ50散熱管，水平間距1.5m，相互聯(lián)通，一端設(shè)置進(jìn)水管，另一端設(shè)置出水管，構(gòu)成循環(huán)水系統(tǒng)，將混凝土內(nèi)部熱量帶出地面。混凝土澆注完畢，用1臺(tái)2寸管道泵作動(dòng)力，使散熱管循環(huán)水暢通，每小時(shí)循環(huán)水量6～7m3，散熱管進(jìn)出水口實(shí)測(cè)為4℃，遠(yuǎn)小于25℃控制值，通水時(shí)間為6天，視測(cè)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(diǎn)鐘開(kāi)始澆注，18個(gè)小時(shí)澆注完，整個(gè)混凝土澆注均在氣溫較低的時(shí)段進(jìn)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(huán)境溫度一致，由于施工時(shí)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(shí)間達(dá)到8小時(shí)，延緩水泥水化熱集中現(xiàn)象。

5 二次振搗

加強(qiáng)振搗，提高混凝土密實(shí)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(qiáng)度。

6 表面蓄熱

混凝土表面利用循環(huán)熱水進(jìn)行溫養(yǎng)，并用隔熱泡沫板覆蓋。

7 早期拆模回填

模板在混凝土達(dá)到5Mpa后，并在氣溫最高階段拆除，并趕在水化熱高峰值到來(lái)之前回填。根據(jù)監(jiān)測(cè)溫度我們安排在混凝土澆注完160小時(shí)拆模，拆模后及時(shí)回填土保溫、保濕養(yǎng)生。讓混凝土水化熱量均勻地散入地表土層中。

8 溫度監(jiān)控

承臺(tái)混凝土從2007年3月24日晚23：00開(kāi)始澆注，至25日晚19：00時(shí)澆注完成，隨后在混凝土表面覆蓋塑料薄膜并灑水養(yǎng)護(hù)。在承臺(tái)頂面約2m截面處的承臺(tái)四周混凝土保護(hù)層和心部共預(yù)埋5個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)。

溫度監(jiān)測(cè)從澆注完成開(kāi)始，前100h每隔2h測(cè)一次，100～200h每隔4h監(jiān)測(cè)一次，其后監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔為8h、12h、24h，至6月22日，監(jiān)測(cè)時(shí)間共2156h。承臺(tái)混凝土表面溫度在2晝夜時(shí)，達(dá)到最高溫度37.2度。隨后緩慢下降，60天后，與環(huán)境溫度一致。心部溫度5晝夜后達(dá)到最高溫度51度，8晝夜后開(kāi)始緩慢下降。承臺(tái)表面和心部混凝土降溫緩慢與拆模后及時(shí)回填土有關(guān)，有效的控制了溫差，避免了溫差裂縫的產(chǎn)生。

由于工期緊張，根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果，與混凝土澆注完成后160h開(kāi)始拆模，此時(shí)承臺(tái)混凝土表面溫度為34.1度，心部溫度為50.9度，環(huán)境溫度為17.5度，混凝土表面和環(huán)境溫差為16.6度。

拆模時(shí)的混凝土表面與環(huán)境溫差以及混凝土心部與混凝土表面溫差控制在設(shè)計(jì)要求以?xún)?nèi)。15天后，在回填前檢查，混凝土表面光潔、平整、無(wú)溫度裂縫。表明此次大體積混凝土承臺(tái)施工是成功的，所采取的措施是有效可靠的。從承臺(tái)混凝土溫差控制方面，保證了承臺(tái)混凝土的施工質(zhì)量。