摘要：裂縫已成為水電工程常見的工程病害，大體積混凝土澆筑是所有水利工程施工的重中之重，本文結合橋鞏水電站工程大體積混凝土的施工，探討了土溫度裂縫產生的原因，從材料的選料、混凝土配合比設計、施工方法選擇、溫度控制、養護等方面闡述了溫度裂縫控制的措施，可為類似工程提供參考。

　　關鍵詞：大體積混凝土；溫度裂縫；產生原因；控制措施

　　Abstract: cracks has become a common disease of hydropower project engineering, mass concrete casting is all water conservancy project construction is the most important thing, combining with the bridge 鞏 hydropower station of mass concrete construction, this paper discusses the soil temperature cracking reason, from material chooses thematerial, concrete proportion design, construction method choice, temperature control, this paper expounds the maintenance temperature crack control measures, can provide a reference for other similar projects.

　　Keywords: mass concrete; Temperature crack; Reason; Control measures

　　1 大體積混凝土溫度裂縫產生的原因

　　1.1 水泥水化熱引起的裂縫

　　水泥水化熱引起的溫度變形，是大體積混凝土產生裂縫的主要原因�；炷�土內部的��

　　高溫度一般出現在澆筑后的3 d～5 d，混凝土表面溫度較低，而在大體積混凝土內部，由于截面尺寸較大，混凝土自身導熱不良，混凝土內部的最高溫度一般可達60℃～65℃，并且有較長的延續時間，形成熱量積累，從而引起混凝土溫度升高和體積膨脹，內外形成溫度梯度，產生內約束，使得混凝土內部存在壓應力，面層存在拉應力，當拉應力超過混凝土極限抗拉強度時，混凝土表面就產生了裂縫�；炷�土的早期強度很��，隨著齡期的增長，混凝土彈性模量和強度逐漸增加，對混凝土隨后的降溫變形約束較大，這時的溫度應力如果超過極限抗拉強度時同樣會出現裂縫。

　　1.2 外界氣溫變化的影響

　　外界氣溫變化，也會引起混凝土內部溫度變化�；炷�土溫度應力是由水泥水化熱溫度、澆筑溫度和外界氣溫變化共同引起��。其中澆筑溫度是混凝土拌合物出機后經運輸、卸料、泵送、澆筑、振搗等工序后的溫度，其與外界氣溫的高低有直接的關系。因為外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；而如果外界溫度下降，又增加混凝土的降溫幅度，特別是氣溫驟降，會大大增加外界混凝土與內部混凝土的溫度梯度，這對大體積混凝土是極為不利的。一旦混凝土溫度應力超過其抗拉強度時，混凝土就會出現裂縫。

　　2 混凝土配制

　　2.1 材料選擇

　　混凝土配合比設計時，在保證混凝土具有良好工作性能的前提下，應盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用"三低（低砂率、低坍落度、低水灰比）、二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）、一高（高粉煤灰摻量）"的設計準則，生產出"高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值"的抗裂混凝土。

　　2.1.1 水泥及外加劑

　　采用525號普通硅酸鹽水泥，水泥28天的水化熱為460.93kJ。外加劑采用緩凝泵送型UEA-M外加劑。

　　2.1.2 骨料

　　選用粒徑為5mm～40mm的石子，含泥量不到1%的中砂，同時不斷地做含泥量試驗，嚴格控制砂、石質量。

　　2.1.3 攪拌用水

　　由于施工期間正值夏季，室外最高氣溫高達35～40℃。針對這一工程狀況，采用貯水池內加冰的方法降低水溫，水冰摻量為1：1，用冰屑水攪拌混凝土，有效控制混凝土的入模溫度，使其達到30℃以下。

　　2.2 優化混凝土配合比

　　采用泵送混凝土，坍落度控制在(150±20)mm；初凝時間控制在10h以上，終凝時間為(20±2)h，混凝土配合比如表1所示。

　　表1 混凝土配合比

　　材料              水泥    砂      石      水     UEA膨脹劑

　　配合比             1     1.65    2.47    0.43       0.136

　　每立方米用量/kg   440    726    1086.8   189.2       60

　　經試驗表明，混凝土強度符合要求，塌落度為140mm～16Omm，符合泵送要求。

　　3 混凝土內外溫差計算

　　3.1 混凝土的絕熱溫升：T=WQ0(1-e-mt)/cγ

　　式中：T為混凝土的絕熱溫升(℃)；

　　W為每m3混凝土的水泥用量(kg/m3 )，取440kg/m3；

　　Q0為每kg水泥28d的累計水化熱，取460.93Kj/kg；

　　C為混凝土比熱，取993.7J/(kg·K0)；

　　γ為混凝土體積密度，取2400 kg/m3；

　　t為混凝土齡期(d)；

　　m與水泥品種、澆筑時溫度有關的常數。

　　算得混凝土最高絕熱溫升：Tmax=440×460930/(993.7×2400)=85.04(℃)

　　3.2 混凝土中心溫度

　　Th= Tj+Tmaxζ          Tj = Tc +(Tp- Tc)(A1+A2+A3+…)

　　式中：Th為混凝土中心溫度；

　　ζ不同澆筑混凝土厚度的溫度系數，1m厚混凝土澆筑后3d，ζ=0.36；

　　Tj為混凝土澆筑溫度(℃)；

　　Tc為混凝土拌合溫度(它與各種材料比熱及初溫度有關)，取24℃；

　　Tp為混凝土澆筑時的室外溫度，取24℃；

　　A1,A2,A3…為溫度損失系數。

　　所以混凝土澆筑溫度：Tj = Tc +(Tp- Tc)(A1+A2+A3)＝24+(30-24)×(0.064+0.126+0.18)

　　= 26.22(℃)

　　混凝土內部中心溫度：Th=26.22+85.04×0.36 =56.83(℃)

　　3.3 混凝土內外溫差

　　從上述計算得知，在澆筑后的第3d，混凝土內部實際溫度約為57℃，比當時室外平均溫度(30℃)高出約27℃，因此在蓄熱養護中混凝土中心最高溫度與表面溫度之差以及混凝土表面溫度與大氣溫度之差均可控制在25℃之內，不需要其他措施就可以滿足抗裂需要。

　　3.4 混凝土溫度應力計算

　　計算出累計最大溫度應力為1.26N/mm2，小于C45混凝土抗拉強度1.74N/mm2，表明按此配合比施工，在充分養護的條件下，混凝土自身在齡期各階段內部產生的溫度應力均小于其本身的標準抗拉強度，不會出現溫度裂縫。因此，關鍵是控制混凝土內部與混凝土表面的溫差。

　　4 大體積混凝土施工

　　4.1 混凝土出機和入模溫度控制

　　由于大體積混凝土澆筑在夏季，故要求攪拌站嚴格控制混凝土的出機溫度在25℃左右。為此攪拌站對砂石料場、上料皮帶及主機進行封裝，將液體外加劑儲存池設在地下，避免陽光直射；攪拌用水采用貯水池內加冰的方法，用冰屑水攪拌混凝土；在施工現場地給泵設置遮陽棚，混凝土輸送管用毛氈包裹并澆水降溫，控制澆筑的入模溫度不超過30℃；施工現場周圍定時灑水降溫。

　　4.2 混凝土攪拌

　　混凝土攪拌采用二次投料法，即在攪拌的混凝土時，改變以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子進行攪拌的方法。

　　4.3 混凝土運輸

　　保證罐車滿足均勻、連續供應混凝土的需要，加強調度減少停滯時間，對罐車保溫、淋水降溫。

　　4.4 混凝土澆筑振搗

　　混凝土的澆筑結合實際情況，采用斜面分層，取斜面的坡度為1/4，混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移�；炷�土的振搗適應斜面分層澆筑工藝，在每個斜面層的上、下各布置一道振動器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實。下面一道振動器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實。隨著混凝土澆筑的向前推進，震動器也相應跟上，分層澆筑時層間相距時間不能太長，避免產生冷縫。

　　4.5 混凝土泌水及表面處理

　　混凝土表面出現的泌水，主要以引流為主，將水引至后澆帶流入集水坑。

　　對混凝土的表面處理在初凝前采用三次抹面刮平的方法以防止早期混凝土表面收縮裂縫的產生。初步按標高用長尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓數遍，再用木蟹打磨壓實，以閉合收水裂縫，約12h后，覆蓋薄膜和麻袋充分澆水濕潤養護。

　　4.6 混凝土養護

　　混凝土的養護和保溫采用先2層塑料薄膜加蓋2層麻袋，先1層塑料薄膜，后2層麻袋，再1層塑料薄膜，以保證混凝土內外溫度差不超過25℃。養護時間為20天（不少于15天），拆模后立即回填土或再用麻袋覆蓋保護。

　　5 結語

　　通過采取以上施工措施，有效的控制了大體積基礎混凝土裂縫的產生，保證了工程質量。由此可見，合理選擇材料、優化混凝土配合比、精心組織施工是大體積混凝土溫度裂縫控制的關鍵。

　　參考文獻：

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