1、大體積混凝土施工裂縫控制技術(shù)前言大體積混凝土施工中， 由于水泥水化熱引起混凝土澆注內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化，由此而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因 .裂縫會(huì)影響混凝土的整體性、防水性和使用的耐久性. 為此在大體積混凝土施工中，如何控制裂縫是混凝土施工成敗的關(guān)鍵。工程概況贛龍鐵路芋子英特大橋全橋有混凝土38405m3 。一次性灌注的混凝土量超過1000m 3 的承臺(tái)有三個(gè)。其中10 墩 1095m 3 ，11 墩 1510m 3 ，12# 墩 2571m 3 ，如何控制好這些大方量承臺(tái)的施工是一個(gè)難點(diǎn)問題 ,在實(shí)際施工中通過澆注前詳細(xì)計(jì)算，控制原材料，減少水泥用量， 施工過程及施

2、工后溫度監(jiān)控等措施。較好的解決了這一難題,現(xiàn)將 10 墩的施工做一介紹， 供以后大體積混凝土施工的參考。施工思路3。1 一般措施材料使用高效減水劑和粉煤灰增加混凝土的和易性，從而減少水化熱，石子選用 5 40mm ，可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少.砂子用中粗砂，細(xì)度模數(shù)在3。15 左右,可使每平方米減少用水量 20 25kg ，水泥相應(yīng)也減少2835kg，從而降低混凝土的干縮。3。2 其他措施采取混凝土內(nèi)部埋設(shè)循環(huán)水管措施,可帶走部分混凝土水化熱;埋測(cè)溫管，能及時(shí)控測(cè)混凝土內(nèi)外溫差,控制混凝土入模溫度；澆注完 成后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，做好保溫保濕工作。配合比的選定配合比通過試配最后選定配合比為

3、:水泥：砂：石子：減水劑：粉煤灰=1 ： 2.08 ： 3 。00 ： 0 。005 ： 0.15 。水膠比 =0 。47. 水泥選用強(qiáng)度等級(jí)32.5的普通硅酸鹽水泥.28天水化熱為377J/kg.水泥用量363kg/m3，坍落度 160 180mm.全部泵送入倉。外加劑和摻和料為了滿足泵送要求 ,坍落度需控制在160 180之間，如只增加用水量，水泥用量也將相應(yīng)增加，還會(huì)加劇混凝土的干燥收縮，水化熱增 加，容易出現(xiàn)早期干縮裂縫.因此在施工時(shí)摻入了水泥重量0.5 的FS-R 型高效減水劑，不僅使混凝土的工作性能有了明顯改善,同時(shí)又減少了 10 拌合用水，同時(shí)節(jié)約10 左右的水泥，從而降低了水化

4、熱。每 1m 3 混凝土中摻占水泥用量15% 的級(jí)粉煤灰等量代替15%的水泥。根據(jù)國外大量資料說明， 混凝土中摻入粉煤灰后不僅能代替部分水泥， 而且由于粉煤灰顆粒量球形起潤滑作用，可大大改善混凝土工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱,降低徐變，干縮性和熱膨脹系數(shù)， 提高混凝土抗泌水性和離析，還可提高混凝土抗?jié)B性能，對(duì)抗硫酸侵蝕和抑制堿骨料反映也有效果。粗細(xì)骨料粗骨料。根據(jù)承臺(tái)鋼筋間距1500mm和泵管 150mm的實(shí)際情況，選用上杭森坑石場(chǎng)540mm的石子,由于增大了粗骨料的粒徑， 減少了用水量 ,混凝土的收縮和泌水隨之減少,同時(shí)由于減少了水泥用量，水泥的水化熱減少,降低了混凝土的溫升 .

5、一些資料表明 :采用 5 40mm石子比采用 525mm石子每立方混凝土減少用水量15kg左右,水泥可減少用量20kg左右.細(xì)骨料 .采用中粗砂 ,其細(xì)度模數(shù)為 3。15. 采用中粗砂每立方的用水量和水泥用量減少，對(duì)控制裂縫有利.控制混凝土的出機(jī)溫度及澆注溫度對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子和水的溫度，其次是砂子溫度，水泥溫度影響最小。因此降低石子溫度是最有效的辦法。施工中 在大堆料場(chǎng)搭舍涼棚， 不使太陽直曬砂、 石子，對(duì)石子進(jìn)行灑水降溫。控制澆注溫度 :由于澆注時(shí)間在4 月份，室外溫度為平均20 由澆注溫度計(jì)算式 :Tp=T o + （Ta To ）（1+ 2+ 3+ n）可知：Tp- 混凝

6、土澆注溫度To- 混凝土攪拌溫度Ta-混凝土運(yùn)輸和澆注時(shí)的室外溫度1+ 2+ 3 + n溫度損失系數(shù) ,按以下規(guī)定 :混凝土裝卸和運(yùn)轉(zhuǎn)，每次=0 。032混凝土運(yùn)輸時(shí)，=Att 為運(yùn)輸時(shí)間攪拌運(yùn)輸 A 取 0。0042澆注過程中，=0 。003tt 為澆注時(shí)間出機(jī)溫度和澆注溫度相差不大。 施工中只需對(duì)混凝土泵管外包麻袋并經(jīng)常澆水，降低因泵管溫度升高對(duì)混凝土溫度的影響。混凝土施工承臺(tái)澆注均采用泵送， 在能保證泵送前提下， 盡可能降低坍落度。因此坍落度控制在晴天高溫時(shí)150170mm,陰雨或夜間130 150mm。澆注時(shí)泵管接至承臺(tái)鋼筋頂面，用軟串筒直接下料，兩臺(tái) 輸送泵從兩邊向中間層層推進(jìn)，分層

7、厚度30cm ，搗固隨澆筑逐排進(jìn)行，注意漏搗。降溫及測(cè)溫設(shè)備布置施工前在承臺(tái)內(nèi)布設(shè)混凝土冷卻水管，冷卻水管的布設(shè)可削減混凝土澆注初期水化熱升溫， 有利于控制混凝土內(nèi)部最高溫度，減小基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差。冷卻水管采用直徑25mm的鋼管 ,水平間距1.5m ，垂直間距1.5m. 架設(shè)在承臺(tái)內(nèi)的鋼管架上,布置如圖：錯(cuò)誤！鏈接無效。冷卻水管長度一般控制在200m以內(nèi)才能更好的發(fā)揮冷卻作用， 每天冷卻水流向互換一次， 以達(dá)到均衡冷卻的效果。 通水時(shí)間不能少于 14 天。冷卻水含泥砂量應(yīng)盡量小。其流量流速應(yīng)保證在管內(nèi)形成紊流。直徑 2。5mm的冷卻管 ,每分鐘流量以 16L 為宜。在每層管出水口裝設(shè)流量計(jì)，

8、定期測(cè)定流量測(cè)溫管的布設(shè)：測(cè)溫點(diǎn)布置圖：承臺(tái)布設(shè)三組測(cè)溫管，每組三根管。第一組因承臺(tái)施工完成5天后要施工墩身，不能測(cè)溫一個(gè)月；第二組布設(shè)在墩身邊緣，盡可能 的接近承臺(tái)中心，但不能影響墩身施工。測(cè)溫管用40鋼管，加工完成后在管底焊鋼板封住,以免漏漿，固定好測(cè)溫管后應(yīng)把上口用木 塞塞住，避免雜物進(jìn)入。測(cè)溫：要求在澆注完成后15d每 2h測(cè)溫一次 ,6 30d每 4h測(cè)溫一次。測(cè)溫記錄如下表：6。2 混凝土的養(yǎng)護(hù)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)關(guān)鍵工作，必須切實(shí)做好。 養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜溫度和濕度條件.混凝土的保溫措施，常常也起保濕的效 果.從溫度應(yīng)力的觀點(diǎn)出發(fā)，保溫的目的有兩個(gè):其一是減少混凝土表面的熱擴(kuò)

9、散 ,減小混凝土表面的溫度梯度,防止產(chǎn)生表面裂縫。其二是延長散熱時(shí)間 ,充分發(fā)揮混凝土強(qiáng)度的潛力和材料松弛特性，使平均總溫差對(duì)混凝土產(chǎn)生的應(yīng)力小于混凝土抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿性裂縫。保溫的作用是使剛澆完的混凝土不脫水而產(chǎn)生干縮性裂縫.在實(shí)際施工中，混凝土澆注完成后，在側(cè)模外嚴(yán)密的掛兩層草袋,并經(jīng)常澆水，使草袋濕潤，在混凝土表面鋪塑料布一層,再在塑料布上鋪一層草袋,并經(jīng)常灑水保濕 .測(cè)溫結(jié)果表明 ,用兩層草袋覆蓋后，草袋內(nèi)外溫差可達(dá)到 7.5 12.5 ，混凝土表面塑料布內(nèi)外溫差可達(dá)8 14 。對(duì)防止混凝土開裂起到了較為滿意的效果。6.3 拆模時(shí)間一般認(rèn)為 ,混凝土終凝后即可拆模，對(duì)于厚度較大的

10、混凝土體監(jiān)控的結(jié)果表明 ,混凝土中心在澆注后20 30 小時(shí)即可達(dá)到最高溫度， 如此時(shí)拆模 ,可能會(huì)使混凝土內(nèi)外溫差大于25 ，開裂的可能性大增， 應(yīng)采取鋼模外保溫， 同時(shí)延長拆模時(shí)間到45d 。拆模后因混凝土曝露在空氣中 ,如出現(xiàn)急劇降溫，可能出現(xiàn)裂縫，因此決定在拆模后立即回填，以達(dá)到恒定保溫的效果。熱工計(jì)算砼土比熱計(jì)算：式中 C、CO 、CS、Cg 、CW - 分別為混凝土、水泥、砂、石子、水的比熱（ kj/kg.k） 可查得：比熱分別為： 0.536 、0。745 、0.708 、4。187計(jì)算得： C=1/100(15。2 0.536+31.430。745+45。25 0。708+8。

11、12 4.187 ）=0.98kj/kg.k絕熱溫升計(jì)算：試中 mc 為每立方混凝土中的水泥用量Q 為水泥水化熱C 為混凝土比熱P 為混凝土的容重考慮承臺(tái)一維散熱，散熱影響系數(shù)取0.6 。水化熱升溫 Tmax =0.6 58。18=34。9預(yù)測(cè)基礎(chǔ)中心最高溫度為20+34.9=54.9（ 20 為入模溫度） 實(shí)測(cè)最高溫度為52 ，與理論計(jì)算相接近。實(shí)測(cè)降溫曲線見圖 :7。3 計(jì)算混凝土的收縮變形值：式中y 0 為 3 。24 10 4e=2.718 t 為各齡期的計(jì)算時(shí)間錯(cuò)誤！鏈接無效。7。4 計(jì)算水化平均溫度實(shí)測(cè)已知 3d 的 T1( 混凝土表面溫度） =39 T2（混凝土中心溫度)=53

12、由公式得：Tx（ 3）=T 1 +2/3（ T2-T 1 ）=39+2/3（53-39)=48。3 已知混凝土澆筑30d后，T1 =26 T2=30.5 TX(30) =26+2/3（ 30。5-26 ）=29 水化熱平均總降溫差 :TX=T X(3）-T X（ 30 ）=48.3 29=19。3 7.5 計(jì)算各齡期混凝土收縮值及收縮當(dāng)量：其中m 1- 1.0m 2 - 1.35m 3 -1.0m 4 1.105m 5-1 。3m 6 0.93m 7 0。54m 8 1.006m 9 1.0m 10 0.5y(3) =3.24 10 4 （1 e-0.01t )1 。01。35 1.0 1 。

13、105 1。 30.93 0.54 1.006 1.00。5=0 。4719 10 53d 的收縮量為：同樣計(jì)算得 :y（ 9）=1.37 10 -5Ty（ 9) =1 。37 y（ 15 ） =2.2 10 -5Ty（ 15 ）=2 。2y（ 21 ） =3 。010 -5Ty（ 21 ）=3 。0y（ 27 ） =3 。25 10 5Ty(27 ） =3 。25 y(30 ） =4.11 10 -5Ty（ 30) =4 。11 降溫疊加：T9=7+0。9=7 。9T15 =8+0。81=8 。81 T21 =4+0.8=4。8T27 =2+0。75=2 。75 T30 =1.5+0.36=

14、1。86 總綜合溫差 : T(t ）=T （9 ） +T (15 ）+T (21 ） +T （ 27 ）+T (30 ）=7 。9+8 。81+4.8+2。75+1.86=26 。127。6 計(jì)算各齡期的混凝土彈性模量:Ec=2.8 10 4E（3 ）=0.66 10 4E（ 9 ）=1 。55 10 4E（15 ）=2 。07 104E（ 21 ） =2.37 10 4E(27 ）=2.55 10 4E（ 30 ） =2 。61 10 4各齡期混凝土的松弛系數(shù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別取 : S(3 ）=0.186S（ 9）=0.214S(15) =0.233S（ 21) =0 。301S（ 27 ）=0.570S（30 ） =17。7 最大拉應(yīng)力計(jì)算：式中 :取 1 。0 10 5=0 。15Cx=0 。6n/mm3H=4500L=15 。6009d （第一階段）自3d到 9d溫差引起的應(yīng)力 :根據(jù)雙曲余函數(shù)表可查得： 代入上式可得 :同理,可計(jì)算得：=0.085=0.0612=0 。06519=0 。0792總降溫產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力:=0.06565+0。085+0。0612+0。0652+0.0792=0 。3563 n/mm2混凝土抗拉強(qiáng)度取1.6n/mm2 ，則抗裂安全度：k=1.6/0.3563=4.49 1.15滿足抗裂條件，不會(huì)