大体积混凝土施工的温度控制

大体积混凝土施工中温度与裂缝控制

摘要：结合南京南站北广场工程实例，分析了大体积混凝土施工中温度裂缝产生的原因和机理，探讨了现场混凝土温度控制和预防温度裂缝的具体措施。

关键词：大体积混凝土；温度；裂缝；控制

abstract: combining the nanjing south north square

engineering examples, this paper analyzes the construction

of mass concrete temperature cracking reason and mechanism,

the paper discusses the concrete temperature control and

prevention measures of the temperature cracks.

keywords: mass concrete; temperature; crack; control

中图分类号: t u 528 文献标识码：a文章编号：t2012-02（03）8048

0引言

钢筋混凝土结构，因为材料价廉物美，施工方便，承载力大，可装饰强等特点，应用十分广泛，在现代工程建设中占有重要的地位。而由于钢筋混凝土结构的受力特点、混凝土的材料特性、混凝土施工技术等原因，混凝土的裂缝以及如何预防混凝土开裂是工程建设中带有一定普遍性的技术问题，特别是大体积混凝土，影响裂缝产生的因素更多，预防混凝土开裂的难度更大。而混凝土裂缝一旦形成，特别是贯穿性裂缝出现在重要的结构部位危害极大，它会

影响结构的整体性，降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，甚至会危害到建筑物的安全使用。所以，如何采取有效措施防止混凝土开裂，特别是大体积混凝土开裂，是一个值得研究和探讨的问题。

水能经济81水闸大体积混凝土施工温度控制【摘要】混凝土结构裂缝是大体积混凝土常见的质量问题,温度控制是大体积混凝土工程施工质量控制的重点。文章通过结合水闸工程，从合理的材料配合比、施工工艺、测温监控等方面进行控制，对于提高混凝土结构本身强度及有效地减少和防止温度裂缝的出现效果显著。【关键词】大体积混凝土；结构裂缝；控制措施郑百强广州市水电建设工程有限公司 广东广州 5100001、前言大体积混凝土，即浇筑块体尺寸较大，需要考虑采取温度控制措施以减少裂缝发生几率的混凝土，也是预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。防止混凝土裂缝,是现代大体积混凝土结构设计、施工中十分重要的研究课题。因为，混凝土结构一旦产生裂缝，混凝土内的水泥成分随裂缝中的渗水析出，致使混凝土强度降低，同时钢筋也很快锈蚀、断面减小直至断裂，从而破坏了结构的整体性，改变了混凝土内部应力分布，使混凝土结构发生破坏。现在水利工程建设中大体积混凝土结构施工比较常见，因此，大体积混凝土温度裂缝问题在水闸施工中也受到了各参建单位的高度重视。裂缝产生的主要原因有：水化热与约束，地基和老混凝土与约束，温差与约束，混凝土收缩与约束等。这些原因中除第四个与水分蒸发有关，其余三个全部与施工中的混凝土温度有关，因此温度控制成为大体积混凝土工程施工质量控制的重点，下面将结合具体的水闸工程就大体积混凝土工程施工温度控制技术进行浅析。2、工程案例水闸对于水利工程施工有着至关重要的作用，而水闸关键部位的质量控制则是水闸持续正常运行的保障。某水闸位于出海口，主要作用是阻挡海潮、防洪防涝、航运通行、紧急调水等等，所能允许的极限排涝量为640m3/s,水闸闸孔的宽度为58m，闸底的高程为1.4m。底板和闸墩的原材料使用的是C40型混凝土，底板一共制作了三块，其中每块的厚度都为2.4m，底面面积为800m2;而闸墩长度为28m，高度为8m，厚度为3m，总体积约为670m3。在对这两个部位进行混凝土施工时，要按大体积施工为标准对施工的质量进行控制，并应该符合其他质量控制标准。3、混凝土施工裂缝控制方式大体积混凝土浇筑技术的浇筑质量直接影响到混凝土凝固以后的质量，如果对混凝土凝固以后开裂的原理不了解，那么当遇到这类问题时，将不知道如何处理，所以无法对整体的施工质量进行控制。裂缝产生的主要原因有两点，一是混凝土在刚开始凝固时，流体变为固体，会发生体积收缩或者因为水分的挥发而产生体积收缩，最终形成的收缩裂缝；二是混凝土在凝固时内部和外部会有温差，由于温差而产生的温度裂缝。所以混凝土的裂缝控制就需要针对这两种情况，采取相应措施。3.1 根据实际需求挑选原料，找出最佳配料比该水闸工程的底板和闸墩使用的原材料为C40型混凝土。最佳配料比的选择:初始配料比的设计可以参考工程设计所提出的配料比，结合当前实际情况，采用比较的方法进行配料比设计。然后对不同强度的混凝土进行实验，主要是C30和C40两种强度类型的混凝土。对C30和C40两种混凝土分别进行配料比性能检测，当各项性能满足施工要求以后，将该配料比设计方案进行提交，然后设计温度控制实验。经过性能测试与温度控制之后最终确认最佳配料比。3.2 规划混凝土浇筑工艺3.2.1 底板混凝土施工工艺该水闸工程一共有十一块底板，其中包括三块位于闸室的底板，位于边部的底板两块，厚度都是2.4m，长度为28.4m，宽度为28.3m；中间部分的底板一块，厚度为1.4m，长度为28.4m，宽度为28.3m；左右两边侧墙位置的底板各有一块，厚度为1m。外河测有三块，每块厚度为1m；内河侧也有三块，厚度为1.1m。为了防止混凝土在凝固期间，各底板之间会产生相互作用力使得底板发生形变，所以把中间部分的底板和周围底板之间的接缝设置成锯齿形状。为了使得混凝土浇筑能高效、有序进行，中间部分的底板浇筑放到最后进行。混凝土施工方式：利用浇筑专用泵将混凝土送入底板进行混凝土浇筑，浇筑首先从长边开始，按照阶梯状分层浇筑，台阶的宽度约为250cm。每次混凝土浇筑量和浇筑时间间隔都应该遵守相关规定，避免生成冷缝。3.2.2 闸墩混凝土施工工艺当底板混凝土的机械强度达到设计要求值的80%时，就可以开始进行闸墩混凝土施工。闸墩混凝土施工方式同样为分层施工方式，具体分层为：地下4m到地下1m，地下1m到地表4m，地上4m到10m。闸墩胸墙下方部分的混凝土施工需要两侧同时进行，利用串筒下料，串筒与施工面之间的距离在2m以内，每层混凝土浇筑量为28m3，厚度为0.3m。每个闸墩施工需要用到4个串筒，同时下料，每个点每次下料约为7m3混凝土在振捣时，必须严格按照要求执行，振捣时注意振捣的幅度，幅度不能过小防止有些部位漏振；也不能过大，幅度过大很容易使模板发生形变。如果发现有水分的残留，则在下次混凝土施工之前先把水分清理干净。3.2.3 混凝土维护工作水闸工程在进行混凝土施工时，最大的特征就是工程整体体积比较大，而混凝土凝固时集中放热，使得混凝土内部的温度比较高，而外部的温度比较低，当温差形成以后由于热胀冷缩的原理使得混凝土产生裂缝，影响混凝土施工质量。闸墩混凝土施工时使用的模板为钢制材料，施工完成以后马上在底板上添加了一层塑料膜，再添加了一层土工布，最后用固定装置进行固定。因为底板部分的温度不是很高，只需要保持这个温度，不需要额外的冷却装置。优化施工工艺，尽量缩短混凝土浇筑的时间，降低浇筑温度受外界环境的影响程度；分层浇筑，严格控制每层浇筑的时间；施工完成以后，及时覆盖保温膜稳定混凝土外表面温度，减少内外温差。3.3 投入测温装置，缩小内外温差为了尽量缩小内外温差，降低温度裂缝出现的可能性，特意投入测温装置，对施工现场的混凝土温度进行监控测量。测温实验一共82水能经济有三组，一组位于底板的中间部分，一组位于底板的边缘部分，一组位于闸墩中间部分。具体情况如图一。

16中国水科院科学技术奖2012年度获奖成果汇编 1.4大体积混凝土温度应力与温度控制 ¾ 简要信息 【获奖类型】理论特等奖 【任务来源】从1955年开始，结合梅山、响洪甸、新安江、古田、刘家峡、小湾、三峡等数十座混凝土坝设计与施工的实践进行研究 【课题起止时间1995年～2012年 【完成单位】中国水利水电科学研究院 【主要完成人】朱伯芳 ¾ 立项背景 本书作者1951～1957年参加我国第一批三座混凝土坝（佛子岺坝、梅山坝、响洪甸坝）的设计和施工，这些工程根据当时国外文献的介绍，都采取了与国外类似的水管冷却等温控防裂措施，但实际上都产生了裂缝。使作者认识到温控防裂是混凝土坝建设中的一个比较复杂、值得深入研究的课题。 1957年底作者被调到中国水利水电科学研究院，分工担任混凝土高坝研究。当时已进入水利水电建设的高潮，三门峡、新安江、古田、刘家峡等数十座混凝土坝进行建设，温控防裂是这些工程中共同存在的一个重要技术课题。本书作者密切结合这些混凝土高坝建设，对大体积混凝土的温度应力和温度控制进行系统的、长期不懈的研究，先后发表关于本课题的论文40余篇，建立了比较完整的理论体系，提出了合理的技术措施。 ¾ 详细科学技术内容 本书在全世界首次建立了大体积混凝土结构温度应力和温度控制较完整的理论体系，包括下列几方面： （1）混凝土结构形式和材料性质的优选，以利于防裂； （2）混凝土温度场的计算方法； （3）重力坝、拱坝、水闸、浇筑块、弹性地基梁等各种大体积混凝土结构温度徐变应力的计算方法和变化规律； （4）控制温度防止裂缝的技术措施，包括水管冷却、预冷混凝土、表面保护、

17特等奖 分缝分块、氧化镁混凝土等及其降温防裂效果的计算方法； （5）混凝土温度控制准则和允许温差； （6）混凝土坝仿真计算，可考虑分层浇筑、分区冷却、分区灌浆等十分复杂的施工过程和当地气候条件，计算混凝土坝从施工期到运行期的温度场和应力场的演变过程及各种温控措施的效果。 ¾ 发明及创新点 （1）大体积混凝土温度应力和温度控制的理论体系 本书在全世界首次建立了大体积混凝土温度应力和温度控制完整的理论体系，可有效防止混凝土裂缝，这一理论体系整体上是一项重要的创新。 （2）混凝土坝数字监控新理论和方法 混凝土坝传统的监控是仪器观测，不能给出大坝应力状态和安全系数。如目前混凝土拱坝的安全评估仍然采用拱梁分载法，不能考虑施工过程等因素。作者提出数字监控新理念和方法，由观测资料的反分析决定材料参数，用有限元方法根据实际施工过程和气候条件，计算从施工期到运行期的坝体应力、变位和安全系数。在施工期可根据当时实际状态和施工计划，预测完工后大坝的应力、变位和安全系数，如发现问题，可及时采取对策。在运行期，可考虑施工过程及运行条件计算大坝应力、变位和安全系数，对大坝安全进行评估，使大坝安全监控的精度大幅度提高。 （3）长期保温、全面温控的新理念 过去国内外只重视对寒潮的短期保温，由于气温年变化也能引起很大拉应力，本书作者提出长期保温、全面温控的新理念，利用泡沫塑料，这一新理念的应用，施工方便，价格低廉，效果明显。 （4）同时考虑水管冷却、天然冷却和水泥水化热的混凝土水管冷却等效热传导方程 τψθτφτ∂∂+∂∂−+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂00222222)()(wTTzTyTxTaT （1） 式中T—温度，τ—时间，T0—混凝土初温，Tw—冷却水温，θ0—混凝土最终绝热温升。由于冷却水管的间距为1.5m×1.5m，半径只有1.2cm，如果直接用有限元计算，单元尺寸必须小到1.2cm左右，对于几十米厚、几十米到几百米高的混

大体积混凝土温度控制范围

说到大体积混凝土的温度控制，那真是一个让人又爱又恨的话题。你想啊，混凝土这玩意儿，就像个小孩，温度控制得当，才能健康成长。温度一高，哎哟，那可就麻烦了。很多人可能不知道，混凝土在硬化的时候，会放出热量，温度一旦上升，可能导致开裂，甚至影响整个工程的质量。就好比一锅煮沸的水，温度高了，水蒸气四散，锅盖子都可能飞起来，嘿，这可不是小事。

大体积混凝土一般指的就是那些体量比较大的结构，比如大坝、桥梁基础等等。为了让这些大块头健康成长，我们得控制好它的“脾气”。理想的温度控制范围就是20到25摄氏度，当然了，具体情况还得具体分析。温度低了，混凝土固化太慢，强度上升不够快，心急吃不了热豆腐，对吧？温度高了，又容易出现裂缝，就像你打游戏的时候，突然卡住，那种心急的感觉，真让人抓狂。

怎么才能保证这个温度范围呢？有几个小妙招，绝对值得一试。比如，在炎热的夏天，我们可以用水洒混凝土表面，既能降温又能保持湿润。就像给植物浇水一样，浇得恰到好处，植物才能茁壮成长。浇筑的时候选择早晚，天气凉快的时候进行，简直是一个聪明的选择。毕竟，太阳不那么毒辣的时候，混凝土也会觉得舒服点。

当然了，冬天的冷可不是开玩笑的。低温会让混凝土硬化得慢得像蜗牛。为了让它不冻成冰块，我们可以采取一些保温措施。像用保温材料覆盖，或者用加热设备给它“加加温”，就像人穿上厚厚的棉衣，温暖又舒适。这些小方法，真是能让混凝土过个好冬天，安心地待在施工现场。

哎，真心说，混凝土这东西虽然看似简单，其实内里门道多着呢。温度控制如果没做好，后果可就不堪设想。裂缝一旦出现，那就像在婚礼上突然插入了一首悲伤的音乐，

心情瞬间变得复杂。大家都知道，混凝土是建筑的骨骼，温度就像它的血液，流畅而稳定，才能构建出一个坚固的家园。

说到这里，大家有没有想过，除了温度，还有其他因素会影响混凝土的表现？哈哈，当然有！湿度、风速、施工工艺等等，都能让这位“混凝土小朋友”表现得不一样。所以，想要给混凝土一个良好的成长环境，真得关注这些细节。