船闸工程大体积混凝土施工温控措施探讨

摘要：大体积混凝土在船闸工程中的应用非常广泛，但在船闸工程施工过程中，极易因为对大体积混凝土温度控制措施实施不到位而产生裂缝。文章分析了大体积混凝土产生温度裂缝的原因，并从降低水化热、降低入仓温度、合理分段浇筑及做好后期养护等方面，提出相应措施对船闸大体积混凝土施工温度进行有效控制，从而避免大体积混凝土温度裂缝的产生。

关键词：船闸;大体积混凝土;温控措施

0 引言

随着我国经济社会的发展，内河货运量也日渐提高。为满足经济社会的发展需要，亟需在内河建设多个大型船闸。船闸建设规模的提高，对船闸的工程质量也有了更高的要求。船闸结构多为大体积混凝土，因其体积大，散热慢，在施工过程中极易因温度原因产生裂缝，而对大体积混凝土温度的控制效果直接影响到船闸工程的质量。大体积混凝土受温度应力影响尤为突出，开裂主要是因为混凝土结构与结构之间、结构与基础之间或结构的不同部位之间的温度应力超过了混凝土的抗裂能力而产生[1]。因此，必须采取有力措施对船闸大体积混凝土施工温度进行有效控制，降低混凝土温度应力，才能确保船闸工程质量。

1 温度裂缝产生的原因

船闸大体积混凝土温度裂缝主要是由于混凝土内部和外部环境存在较大温度差，引发的温度应力超过了混凝土的抗裂能力而产生。在大体积混凝土的施工过程中，混凝土内部产生的水化热是导致混凝土温度升高引发温度差的关键，且内外温度差是混凝土出现裂缝的常见原因。在我国大部分地区，夏季时，混凝土温度可达到70 ℃以上，外界温度同时也会接近40 ℃，导致混凝土散热较慢，混凝土内外部温差过大容易导致混凝土的表面张力变强，也大于混凝土内部的拉力，这时混凝土就会产生裂缝。冬季时，混凝土内部温度远远高于外界温度，温差可能达到30 ℃左右，这时混凝土的表面与内部形成较大的温差，导致膨胀问题发生，进而产生裂缝。

2 温度控制措施

根据船闸大体积混凝土施工温度裂缝产生的原因，要想控制船闸大体积混凝土施工温度裂缝，必须从控制混凝土温升，降低混凝土与外界环境的温差着手。要达到这一目的，可采取的控制措施主要有降低混凝土水化热、降低混凝土入仓温度、合理分段浇筑混凝土和做好混凝土后期养护等几种方式。

2.1 混凝土水化热温度控制

科学选用混凝土配合比是降低船闸大体积混凝土水化热温度的关键。原材料是构成船闸工程大体积混凝土结构的基础[2]，通过对船闸工程大体积混凝土原材料进行检验，科学选定所采用的水泥、粗骨料、细骨料、掺合料和外加剂的类型和掺比，才能找出混凝土配合比最优方案，尽量减少水泥用量，降低水化热。比如通过采用优质的中低热水泥，掺加粉煤灰、矿渣粉等材料，尽量合理控制水泥在混凝土中的占比，在减少水泥用量的同时，还可以尽量降低水化热的产生，进而减少后期混凝土的内外温差，避免混凝土出现裂缝。

2.2 混凝土入仓温度控制

在确定混凝土最优配合比，合理选用原材料后，要想降低混凝土的内外温差，还需控制好混凝土的入仓温度。主要从混凝土出机口温度控制、混凝土运输过程温度控制两方面入手。

2.2.1 出机口温度控制

混凝土出机口温度的控制主要体现在对原材料温度的控制上。要控制好混凝土出机口温度，首要就是降低混凝土原材料的温度。除了严控混凝土原材料进场温度外，还应注重混凝土原材料的堆存方式，并在混凝土搅拌前进行风冷或水冷等。具体措施有：（1）加强对制冷设备的维护保养，确保制冷设备的完好率和利用率;（2）加强制冷系统的工艺控制，按设计要求确保制冷冷风、冷水的冷却效果;（3）加强混凝土制冷生产的调度，密切联系用料单位，合理安排制冷生产;（4）骨料堆场应确保骨料的堆高，控制在6 m以上，避免日光暴晒堆场内部骨料，尽量延长骨料堆存的时间，确保廊道内的骨料出口温度达到设计要求;（5）严格执行温控混凝土生产时段的料仓填补石料规定，合理控制填补石料料位，骨料各储料仓保持储存2/3以上的骨料，确保骨料有足够的预冷时间;（6）控制好原材料水泥的入库温度，水泥进场温度按设计及规范要求控制在60 ℃以下，为避免水泥进场温度过高采用分罐储存的措施，遵循先来先用的原则，降低原材料水泥本身的温度;（7）尽量减少夏季或中午高温时段开展混凝土浇筑，以免因外界温度过高导致预冷混凝土温度也相应升高或回升;（8）尽量避免在冬季温度过低时浇筑混凝土，以免产生内外温差。

2.2.2 运输过程温度控制

除了控制好混凝土的出机口温度外，还应加强混凝土在运输过程中的温度控制。混凝土完成搅拌后，应迅速运至浇筑部位。平时要加强对运输道路的维护，保持良好的运输路况，尽量缩短混凝土运输时间。做好运输车辆和入仓设备的调配，减少运输车辆等待卸料的时间，避免因等待时间过长而导致混凝土升温。做好运输车辆的降温或者遮阳防护，可采用向混凝土罐车进行洒水降温，或者在运输车辆上搭设遮阳蓬的方式，尽量避免混凝土因阳光照射而升温。

2.3 混凝土浇筑过程温度控制

合理分段浇筑可以有效降低大体积混凝土在浇筑过程中的温升。在船闸工程项目大体积水泥混凝土结构的施工中，应注意合理进行分段浇筑[3]。根据船闸工程的结构特点，混凝土浇筑可按斜向分层、层层推进、齐头并进的方法进行。混凝土分层厚度一般应≤3.0 m，在基础强约束区分层厚度应≤1.5 m。同时，在浇筑时提前预埋冷却水管，按分层分段埋设，便于后期对混凝土进行通水降温养护。新旧混凝土浇筑间隔时间应尽量缩短，一般≤7 d。混凝土浇筑应充分利用早上、晚上或者阴天进行。在混凝土浇筑过程中，为防止外界气温过高，仓面新浇筑的混凝土温度回升过快，对已经振捣好的混凝土表面进行覆盖，浇筑方式采用的是台阶浇筑法，尽量使新浇混凝土少受阳光直射，降低混凝土温升。在混凝土浇筑过程中如气温较高，可在浇筑仓面周围通过水管喷雾器进行喷射水雾来降低浇筑仓面的环境温度，从而降低混凝土温升。顶层混凝土浇筑完毕，要及时覆盖保湿。

2.4 混凝土后期养护控制

混凝土后期养护是控制混凝土内外溫差，避免混凝土出现温度裂缝的最后防线。大体积混凝土在养护时，要加强对湿度和温度的控制与养护，以实现控制内外温差的目标，从而加强对混凝土裂缝的控制[4]。混凝土浇筑完毕后，要及时做好降温保湿。在高温季节，可使用预先埋设好的冷却水管通水降温，通过管内水流动可带走部分混凝土热量。冷却水管通水水流方向每天调换一次，通水时间根据降温情况来确定，一般≤15 d。待冷却水管通水达到降温效果后，管内采用水泥浆灌注及封孔。同时要及时在混凝土表面覆盖土工布，并在浇筑完毕后的12～18 h内开始进行洒水或者流水养护，时间≥14 d。当气温开始下降时，可推迟混凝土模板拆除时间，拆除模板后应立即用土工布或麻袋覆盖保温。当温度<5 ℃时，应停止洒水养护，并在混凝土表面覆盖土工布或麻袋等进行保温。

3 结语

船闸工程大体积混凝土的施工温度控制是一项非常专业和复杂的综合性工程。为避免船闸工程大体积混凝土因温度应力原因产生裂缝，在施工过程中，必须从混凝土原材料选用、混凝土生产和浇筑工艺、减少外界环境不利影响等多方面入手，采取多项综合措施，对混凝土施工温度进行有效控制，尽量减小混凝土内外温差，降低温度应力，才能保证船闸工程质量。

[1]吕小凡.浅析港口与航道工程大体积混凝土裂缝控制[J].中国水运，2019（7）：83-85.

[2]张晓军.船闸工程大体积混凝土裂缝成因及控制对策研究[J].中国高新技术企业，2013（34）：20-21.

[3]施海波.船闸工程大体积混凝土裂缝成因及控制[J].科技创新与应用，2017（36）：169-170.

[4]满 晨.现浇大体积混凝土温度裂缝控制措施[J].建材与装饰，2019（25）：51-52.

作者简介：覃聪晓（1989—），工程师，研究方向：港口航道与海岸工程。