大体积块石混凝土温度裂缝控制措施

2016-08-26张通浙江海洋工程有限公司

珠江水运 2016年14期

◎ 张通浙江海洋工程有限公司

大体积块石混凝土温度裂缝控制措施

◎ 张通浙江海洋工程有限公司

随着我国对内河水运的加大投入，内河水运发展已成为国家战略，内河水运在发展中将同时面临机遇与挑战。内河的中、小码头也迎来了发展机遇，该类码头普遍采用重力式码头结构形式，墙身采用大体积混凝土。为节省材料和降低大体积混凝土水化热，墙身内部埋设块石，形成块石混凝土。墙身是重力式码头实现船舶靠泊的主要构件，墙身质量直接关系到码头使用耐久性的问题。因此，本文将结合嘉兴某项目的大体积块石混凝土施工经验，对施工工艺进行探讨，以期为今后的大体积块石混凝土施工提供一定的参考。

大体积混凝土温度裂缝预防措施

1.工程概况

嘉兴内河港海宁港区尖山码头工程位于尖山新区钱江村，距硖尖线航道末端177m处。本工程利用原河道两侧布置15个300吨级泊位（水工结构按500吨级船舶设计），码头为重力式结构，底板上方浇注高5.9m的C30块石混凝土墙身，墙后进行抛石棱体和回填。墙身分三次浇注，第一层浇注高度为1.95m，底宽3.43m，上宽3.235m，计算砼方量97.5m3，第二层浇注高度为1.95m，底宽3.235m，上宽3.04m，计算砼方量91.8m3，第三层浇注高度2m，底宽1.1m，计算砼方量33m3。块石含量20％。

2.温度裂缝成因分析

大体积混凝土在浇注完成后，由于水化热的作用，混凝土内部升温较快，而混凝土表面散热较快，以此使混凝土内外温度出现较大差异而产生一定的压应力，以及外部拉应力，从而大幅降低混凝土的抗拉强度。当温差产生的表面抗拉应力大大高于混凝土极限抗拉强度时，便会造成混凝土表面出现裂缝现象。因此，温度控制是关键。

3.温度裂缝控制措施

3.1温控标准

混凝土温度控制的原则是：①控制混凝土表面和气温之间的差异，同时，降低混凝土中心和新老混凝土以及表面之间的温度差；②尽可能的推迟最高温度出现时间，减慢混凝土的温升；③降低降温速率。综合考虑混凝土内部温度、混凝土配合比、约束情况、结构尺寸、以及气温（季节）等各因素，来确定温度控制的方法和制度。结合本工程的实际情况，其温控标准制定为：

砼浇筑温度：

夏季控制在30℃以内，冬季控制在20℃以内。

混凝土最大降温速率不能超过2.0℃/d；

最大内表温差及相邻块温差不能超过20℃ ；

冬季混凝土表面温度与气温的差异不能小于20℃；

混凝土表面养护水温度与混凝土表面温差不能超过15℃。

3.2现场温度控制方法

在大体积混凝土施工过程中，要有效控制整个施工过程中混凝土的运输、振捣、拌和、浇筑、养护以及保温，同时还要严格控制混凝土的原材料选择和配比设计，下面是具体措施：

（1）选择原材料和混凝土配合比设计。按照如下原则配制混凝土，来提高混凝土的抗裂性能、抗侵蚀性以及稳定性。①选用的骨料要粒形良好、洁净、且坚固耐久、级配合格；②减少单方混凝土中胶凝材料及硅酸盐水泥的使用量；③使用性能优良的高效减水剂，以减少拌和水使用量；④最好使用低水化热的和含碱性量低的水泥，禁止使用C3A含量较高的水泥、早强水泥；

（2）材料的堆放。夏季施工时，材料堆放场地采取遮阳措施，并保持通风，取料时从底层取，采取措施降低骨料的温度。

（3）混凝土搅拌。为保证质量，混凝土在工地搅拌站进行集中拌制。拌合前需测定骨料含水量，根据实际工况调整施工配合比。混凝土搅拌按配料单配料，混凝土的组成材料必须进行称量，称量使用的各种衡器必须进行标定，且定期进行检查。每一工作班正式称量前，应对称量系统进行零点校准。夏季施工时，为降低混凝土的浇筑温度，采用冰水拌制。搅拌时间不得少于规范规定时间。

（4）混凝土的运输。根据实际工况，采用2台混凝土搅拌车进行运输。在使用运输车之前进行喷水湿润，但不能有积水存留。在运输混凝土过程中，防止出现离析、漏浆、沁水和坍落度损失较大的现象。运至现场后，如发生以上现象，应进行二次拌制。二次拌制时，不得任意加水，必要时可同时加水和胶凝材料，保持水灰比不变。若采用自卸车运输，混凝土在运输过程中要遮阳措施，防止混凝土暴晒。

（5）混凝土的浇筑。为有效制混凝土裂缝，需降低混凝土的浇筑温度。与入模温度低的温升值相比，一样的混凝土，入模温度高的要高很多。根据气温的变化，应适时调整混凝土的入模温度。在冬天要控制在5℃以上，夏天控制在28℃以下。在混凝土浇筑之前，通过对砂、水、石、粉煤灰、水泥的温度进行测量，可大概计算出浇筑温度。如果浇筑温度不符合要求，应采取有效相措施进行调整。

①夏天，可通过以下方法降低混凝土入仓温度：在施工前应充分冷却水泥，使其温度在50℃以下。用草袋遮挡混凝土输送管，并进行洒水降温，以降低混凝土在运输和浇筑过程中的温度。当气温高于入仓温度时，应加快运输和入仓速度。防止阳光直射模板和新浇筑混凝土，尽可能在晚上进行浇筑施工，以将入模前的模板和周围的局部气温控制在35℃以下。当浇筑温度超过28℃，及时使用拌和水加冰的方法。在混凝土升温阶段，采取洒水降温、防止暴晒等措施，及时冷却模板及混凝土表面，以降低其温度。

②冬季进行施工时，由于气温较低，需在运输过程采取保温措施，同时采取拌和水加热的方法，避免混凝土受冻。

（6）埋设块石。块石形状应大致方正，最长边与最短边之比不应大于2。若有显著风化迹象、裂缝夹泥砂层、片状体或强度低于设计和规范要求的，均不得使用。块石距混凝土结构物表面的距离：无抗冻性要求时，不小于100mm或混凝土粗骨料粒径的2倍，有抗冻性要求时，不小于300mm。块石应立放在新浇筑的混凝土层上，并被混凝土充分包裹。埋放前应冲洗干净并保持湿润。块石与块石之间的净距不得小于100mm或混凝土粗骨料最大粒径的2倍。浇筑过程中每层混凝土摊铺厚度控制在300～500mm，在每层混凝土面上按规定间距埋设块石。

（7）控制混凝土浇筑间歇期、分层厚度。有效控制各层混凝土浇筑间歇时间，一般在7天左右，最长不能大于10天。在施工中，要尽量连续、薄层施工，以有效减小老混凝土的约束。如果由事故造成长时间断工，应结合实际情况在充分验算的基础上，适当调整上层混凝土层厚度。在进行施工缝处混凝土浇筑时，混凝土抗压强度应在1.2Mpa以上。对混凝土表面进行凿毛处理，并将软弱混凝土层、水泥薄膜以及松动石子清除掉。浇筑新混凝土前，应先用水充分润湿水平缝老混凝土表面，达到饱和面干，低洼处不得留有积水。

（8）内表温差控制。大体积混凝土在水化放热过程中，温度会大幅上升，因此，需采取模板洒水等措施，对其进行降温、散热。在混凝土在降温过程中，为降低降温速度，采取覆盖等保温措施。

混凝土在降温过程中，如遇到强烈的冷空气时，在内外温差超过25℃时，需采取保温措施，及时养护。具体操作：将麻袋（土工布）外包一层彩条布挂在混凝土侧面，以起到保温作用，并将拆模时间适当延长。在拆模时，为防止突然接触空气而因降温过快造成混凝土出现裂缝现象，应综合考虑混凝土强度，以及混凝土的温度与外界气温的差异。拆模后，涂刷养护液，并及时采取保温措施。

（9）养护。混凝土养护包括两个因素，一是湿度，一是温度。施工养护过程中的温度和湿度养护，直接影响着结构表层混凝土的抗裂性和耐久性。湿养护不足是现在建筑行业内普遍存在的问题，这一问题严重的影响着混凝土质量。我们应根据混凝土的材料特性，以及实际的施工情况，合理确定湿养护时间。如果混凝土水胶比较低，且有掺用掺和料，更需及时进行潮湿养护，同时有效控制混凝土的温度变化。根据不同的季节，采取相应的保温和散热措施，以将混凝土内表温差及气温与混凝土表面的温差控制在要求的范围内。