东平湖管理局东平管理局 山东泰安 271500
摘要：根据大体积混凝土的特点，结合工作的实际情况，从温度控制，调整混凝土配合比，材料选择，裂缝控制计算等内容提出大体积混凝土浇筑施工温控防裂措施探讨。
关键字：大体积混凝土；浇筑施工；温控；防裂；措施；探讨
1概述
八里湾泵站基础底板面积为1231.85m2，底板混凝土总量2407m3；进水流道混凝土浇筑总量2356 m3 ，均属于大体积混凝土，当前大体积混凝土施工虽然有相关规范标准，由于混凝土体积庞大、一次浇筑混凝土量大、工程条件复杂等，导致其在固化过程中会释放出大量的水化热而使结构产生温度变化，进而导致温度应力的产生，若施工过程中采取措施不当，则极易产生各种结构裂缝，轻者会影响混凝土结构的外观及耐久性，重者则会影响混凝土本身的力学性能，威胁整体结构的安全。因此，研究探讨温控防裂措施尤为重要，
2实施过程
2011年1月10日，东平湖工程局组织八里湾泵站施工项目部技术人员，根据八里湾泵站设计要求，召开底板浇筑前的座谈会，充分听取了有关人员的意见，讨论如何提高浇筑质量。
2011年1月12日，八里湾泵站工程建管局组织设计、监理、施工单位有关人员初步听取了东平湖工程局的讨论情况，认为考虑尚不全面，需要系统进行研究，责成东平湖工程局组织技术骨干集中攻关，拿出初步施工方案，再行研究。
2011年1月13日-1月16东平湖工程局组织技术人员，参考规范要求、借鉴经验，增加了多项技术措施，完成了施工方案初稿。
2011年1月17日，东平湖工程局邀请有关专家及建管、设计、监理等单位对施工方案初稿进行了审查，并提出了相关修改意见。
2011年1月20日，施工方案获得监理部批准。
3温控措施
3.1控制要点
3.1.1温度控制标准，混凝土内外温差≤15℃、表面温差7-10℃控制，埋设冷却管吸收水化热，同时埋设测温装置，定时测温，通过实测温差调节冷却管内水流量，控制混凝土内部温度，搭建暖棚，增加室外温度。
3.1.2调整混凝土配合比，水泥 ：砂 ：石子 ：外加剂：水= 1 : 1.9 : 3.33 : 0.02 : 0.45。
3.1.3采用缓凝型高效减水剂，其作用是：①减少每立方米混凝土用水量，以达到减少水泥用量，从而降低水泥水化热；②延长混凝土拌合物初凝时间，保证现场混凝土施工的连续性，防止出现“冷缝”。③推迟和减少水泥水化热放热峰值，减少热量的集中释放。
3.1.4根据以往大体积施工经验，在不掺用膨胀剂的前提下，采用粉煤灰掺加技术，这样不但能够很好地改善混凝土和易性，大幅度降低水泥用量，减少水泥的水化热。还能够因掺和料与水泥水化产物进行二次水化，增强结构的密实性，提高了混凝土的抗渗性、抗裂性、耐久性。控制塌落度在15cm以内，
3.1.5原材料采用深井水进行搅拌，降低入仓温度。
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3.2计算标准
3.2.1混凝土浇筑前的裂缝控制计算：
（1）混凝土的水化热绝热温升值
参照同类工程施工经验，施工水泥选用P.O42.5矿渣硅酸盐水泥，以每方水泥用量340Kg计算
T(t)=[(C Q)/(c ρ)] (1-e-∞)
=[(340× 461)/(0.96× 2400)] (1-e-∞)
=57.90C
混凝土15天水化热绝热温升值
T(15)=[(C Q)/(c ρ)] (1-e-mt)
=[(340× 461)/(0.96× 2400)] (1-e-0.3×15)
=57.30C
(2)15天龄期收缩变形值
εy(15) =εy0(1-e-0.01t) ×M1 ×M2×……×M10
(M1 =1.0， M2 = M3 = M4= M5 = 1.0， M6 =0.93， M7 =0.7，
M8 =0.54， M9 =1.0， M10 =0.61)
=3.24×10-4 ×(1-e-0.01×15) ×1.25×0.93×0.7×0.54×0.61
=0.968×10-5
(3)混凝土15天收缩当量温差为
Ty=-εy(15)/α
=-0.968×10-5 /1.0×10-5
=-0.968℃
(4)混凝土15天的弹性模量
E(15) = Ec(1-e-0.09t)
=3.25×104×(1-e-0.09×15)
=2.3×104N/mm2
(5)混凝土露天养护最大温差为
△T=T(t)+T0 -Tn
=57.9+15-10
=62.9℃
(6)露天养护期间基础混凝土产生的降温收缩应力
σ（15） =- [ E(t) α △T S(t) R ]/(1-ν)
=1.37 N/mm2
fct=1.1 N/mm2
K = fct /σ（15）=1.1/1.37=0.80≤1.05
由此计算知基础混凝土在露天养护期间可能出现裂缝，在此期间混凝土表面应采取养护和保温措施，使养护温度提高(即Tn加大)，综合温差△T减小，使σ<1.1/1.05，则可防止裂缝出现。
3.2.2混凝土浇筑后裂缝控制
混凝土浇筑后，根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，分别计算各降温阶段的混凝土温度收缩拉应力，如其累计总拉应力不超过同龄期的混凝土抗拉强度，则表示采取的防裂措施能有效控制预防裂缝的出现，如超过该阶段时的抗拉强度，则应采取加强养护、保温（覆盖草包或回填土）等措施，使其缓慢降温和收缩，以控制裂缝的出现。
3.2.3养护材料选用理论计算
大体积混凝土养护是个突出问题，养护不足，容易产生裂缝或温差裂缝。养护的目的是缩小混凝土内外温差，途径有两条：一是减少混凝土与外界热交换、即将已浇筑的混凝土封闭;以减少内外温差，在小温差条件下，使混凝土得以硬化。二是降低混凝土内部温度。
本工程采用混凝土封闭保温养护。
封闭的目的是使已浇注的混凝土不直接裸露在大气中，而是在封闭的空间内，以较小的温差自行固结硬化。该温度差一般为150C。在此条件下，混凝土一般不会产生温差裂缝，超出此条件需考虑暖棚法保温措施施工。
a、保温材料料厚度计算：
（1）混凝土的最高温升Tmax(0C)
Tmax=To+W/10+F/50
式中 To-- 混凝土浇灌温度(0C)
W—单位 水泥用量（Kg/m3）
F—单位磨细粉煤灰掺量（Kg/m3）
Tmax=10+34+1.6=45.6
（2）保温材料厚度：
δ＝0.3Hλ1(Ta-Tb)/ λ2(Tmax-Ta)k
式中 H—底板厚度 λ1－覆盖材料导热系数（取值0.14）
λ2—混凝土导热系数2.3
Ta=Tmax-∆T(∆T为温差)
Tb —施工时日平均气温
k—导热系数修正值1.5。
Ta=20.60C
δ=0.3×1.6×0.14(30.6-22)/2.3×(55.6-30.6)×1.5
=0.007m
b、保温材料的铺设：
将保温毛毡覆盖在混凝土的外露面，保温毛毡下铺设以塑料薄膜，薄膜间与保温毛毡间互相搭接，确保混凝土无裸露部位，以保湿保温，混凝土浇筑后必须测量实际内外温差，以指导养护工作。
搭设暖棚，采用焦炭炉子加热，使混凝土外部环境温度保持在15℃以上。
3.2.4能耗计算
暖棚内的热量消耗，可根据暖棚尺寸、围炉构造、地面的导热系数和室内换气（按每小时2次计算）等来计算确定。
4结语
2011年1月20-1月23日、5月28日-29日，山东黄河东平湖工程局在八里湾泵站施工中，对体积较大的泵站底板和进水流道砼施工采取了有效的综合温控防裂措施，泵站底板和进水流道施工方案科学合理，措施得当，施工准备充分、加强了后期养，施工质量得到了保障，取得了很好的效果。
2013年12月21-22日，山东省南水北调局组织的八里湾泵站设计单元工程完工验收技术性初步验收时，专家组给予了高度评价，并列入验收工作报告中重大技术问题处理专项。在今后水利工程建设领域，具有广阔的参考应用价值。
论文作者:毕华威,黄强,曲淑文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/22
标签：混凝土论文; 温差论文; 水化论文; 裂缝论文; 工程局论文; 泵站论文; 温度论文; 《防护工程》2018年第23期论文;