1、预防大体积混凝土施工裂缝的技术攻关方 案达成铁路扩能改造工程 ZQGS-6 标的 16 座双线大桥，设计为 C30 现浇混凝土承台和桥墩台、盖梁，承台宽度 6 米、长度为 10.1 米、厚度为 2 米，矩形墩宽 2.2 米，长 8.6m 左右；以及 15 座隧道，主要是 IV、V 级围岩，仰拱回填浇筑最大厚度达 2.2m，最小厚度 1.4m 左右，一次浇筑长度最长为 12 米；其结构符合有关 “结构单面最小厚度在 0.8m 后以上、水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差预计超过 25的混凝土，称为大体积混凝土” 的施工要求。根据工程特点，为预防大体积混凝土施工产生裂缝，特此成立“预防大体积
2、混凝土施工裂缝技术攻关领导小组” ，运用裂缝控制理论，研究裂缝原因，提出施工防治措施，确定具体工点，经过实践总结经验推广全线，使我单位工程质量进一步提高。一、 成立技术攻关领导小组预防大体积混凝土施工裂缝技术攻关领导小组组 长：焦云洲 副组长：白成彬组 员：李仲学、李春野、潘晓勇、韦健正、刘中阳、樊海清、李岩枫、郝俊锁、王栋、李维宏、吕云峰、赵其良二、 试验工点1、 承台：李家湾双线大桥 10#桥墩承台2、 墩柱盖梁：李家湾双线大桥 9#桥墩3、 隧道仰拱回填：石鼓咀隧道三、 预期目标1、通过优化混凝土设计配合比，以降低混凝土水化热所产生的温度、收缩变形，而到达予以控制现浇混凝土裂缝产生；2、
3、通过施工控制措施，防止混凝土裂缝产生；3、实现大体积混凝土一次整体浇筑，取消各种处理工作，从而简化施工程序，加快施工进度，提高结构整体性。根据大体积混凝土裂缝产生的原因制定相应措施，经过现场实践，最终实现全标段大体积混凝土结构物无裂缝现象产生。四、大体积混凝土裂缝产生的原因大体积混凝土施工阶段产生的裂缝，一方面是混凝土的内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点之间的约束，阻止混凝土收缩变形，而混凝土抗压强度较大，但手拉里却很笑，所以温度应力一但超过混凝土承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值范围内，一般不会影响结构的强度，但却对
4、结构的耐久性有所影响，对结构的美观性有较大的影响，因此必须予以重视和加以控制。产生裂缝的主要原因有以下几方面：1、水泥水化热水泥在水化热过程中要释放一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水花热无法及时散发出去，以至于月季约稿，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际内部的最高温度，多数发生在较诸侯的最初 35 天。2、外界气温变化大体积混凝土再施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。温度应力是由于温差变
5、化造成的，温差愈大，温度应力也愈大。因此，因采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。对于大体积混凝土，因其自身具有保温性能，内部散热比其表面散热要缓慢得多，因此内部温度（混凝土内部温度一般可达到 6065）在浇筑后的一段时间里，将比其表面温度高得多。混凝土内部与其表面的温差如果能控制在一定范围内，则混凝土将不会产生表面裂缝（规范规定温度差值为 25） 。3、混凝土的收缩混凝土中约 20%的水分是水泥应化所必需的，而约 80%的水分要蒸发。多于水分的蒸发引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起的混凝土收缩。如果混凝土收缩后，在处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到
6、原有的体积。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺和料的品种，以及施工工艺（特别是养护条件）等。五、预防混凝土裂缝的措施根据上述混凝土裂缝产生的原因，采取相应预防措施。1、优化选用原材料（1）水泥：选用水化热低、凝结时间长的水泥，有选中低热矿渣硅酸盐水泥，并控制水泥用量，一般控制在 300kg/m3 以下；我单位使用的水泥为“富皇牌早强普通硅酸盐水泥” ，为了减少单位混凝土中水泥用量，保证混凝土的和易性和可泵性，在混凝土中掺入 I 级粉煤灰，建议 C30 混凝土使用标号为 42.5#的水泥，同时降低水泥水化热。（2）掺复合型外加剂，控制水灰比，延长缓凝时间依据大体积混凝土裂缝
7、产生的原因，复合型外加剂应具有：减水性能降低混凝土的用水量，控制混凝土失水收缩；并通过较少用水，降低单位混凝土水泥用量。缓凝性能延长缓凝时间，减慢水泥水化热释放数度，推迟和降低体内温度峰值。微膨胀性能微膨胀性能达到补偿混凝土收缩，控制或减少混凝土收缩开裂。（3）严格控制骨料级配和含泥量选用 531.5mm 的级配卵石，细度模数 2.83.00 的中砂。砂、石含泥量控制在 1%以内，并不得含有有机制等杂物。2、优化混凝土设计配合比混凝土中砂率控制在 4045%之间，在满足施工条件和强度的条件下，尽可能降低砂率，减小坍落度，降低单位体积水泥用量。经过理论计算，并经过试验优选确定混凝土设计配合比。C
8、30 粉煤灰混凝土理论配合比计算：（1） 已知条件：混凝土设计强度等级为 C30，其标准偏差 0=5Mpa；混凝土拌合物坍落度为 7090mm；水泥采用 32.5R 普通硅酸盐水泥，c=3.1g/cm 3；粗骨料为卵石，其最大粒径为 31.5mm，g=2.7g/cm 3；细骨料为中砂（混合砂） ，x=2.6g/cm 3；I 级粉煤灰，f=2.85g/cm 3；复合外加剂，减水率 18%，掺量 1%；（2）优选混凝土配合比方法以既有 C30 混凝土设计配合比为依据，按已知条件调整单位混凝土水泥用量，通过试验确定。基准配合比：水泥：砂：石：水：粉煤灰：高效减水剂=340：502： 1321：165
9、 ：92：4.32，通过计算单位混凝土水泥用量为：320、300、280 的试验强度，确定满足设计混凝土强度的最小水泥用量的配合比。3、控制混凝土入模温度（1）混凝土中的各种原材料，尤其是石子和水，对出机温度影响最大、气温高在砂石堆场设置简易遮阳棚，气温较高时可采取向骨料喷水等措施；（2）夏季施工时，在输送泵送时采取降温措施，以防止混凝土温度升高在搅拌站搭设遮阳棚，搅拌用水用机井现抽的冷水；（3）水泥严禁使用新进场的带有大量热量的水泥，进场的水泥要码在荫凉通风的地方散热一段时间后再用；一般进场水泥需要存放 15 天后使用。4、混凝土施工（1）混凝土浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑以利散热，不出现
10、冷缝为原则；采取分层浇筑，每层的厚度为：在基础、无配筋混凝土或配筋稀疏构件中，分层厚度控制在 250mm；在梁、柱结构中，分层厚度控制在240mm；分层浇筑时，应保证在下层混凝土凝结前将上层混凝土浇筑并捣固完毕；根据一层浇筑混凝土量和混凝土运输能力、两层浇筑完毕间隔时间（一般为 2h）确定浇筑方案：全面分层在整个抹板内全面分层，灌注区面积下为基础平面面积；第一层全部浇筑完毕后浇筑第二层，爹仍在第一层混凝土凝结之前，全部浇筑振捣完毕，如此逐层进行；桥梁承台、墩柱盖梁面积较小宜采用该方法。分段分层混凝土从底层开始浇筑，进行一定距离以后就回头浇筑第二层，如此向前呈梯形推进；隧道仰拱回填面积较大宜采用
11、该方法。（2）混凝土浇筑振捣过程中的泌水应予以排除；（3）混凝土振捣采用二次振捣的方法加快混凝土的热量散发，使温度分部均匀；振捣采取直上直下，快插慢拔，不过振、漏振，确保混凝土的密实度；（4）灌注完混凝土后将混凝土面抹平整、去除浮浆，在混凝土凝固前二次收浆人工压抹两边，以消除表面收缩裂缝。5、保温、保湿措施（1）混凝土内部中心温度与表面温差应控制在 25以内；混凝土浇筑实际进行测温；混凝土升温阶段，每隔 3h 测温一次；混凝土降温阶段，每隔 6h 测温一次。根据理论和经验，一般混凝土浇筑 3 天后内部温度达到最高，最高达 70；之后混凝土内部开始降温，6 天后一般在 55左右。（2）根据本工程
12、特点，混凝土不进行内部温度测量；但根据理论需进行气温、混凝土表面温度的测量；测量记录标如下：混凝土入模温度测量记录表混凝土浇筑日期 气温（） 砼入模温度（）但测量混凝土表面温度与混凝土内部理论温度差值差过 25时，需采取草袋等临时保温覆盖措施（3）混凝土保湿措施：混凝土拆模后，及时采用一层塑料薄膜对结构物进行覆盖封闭，承台、盖梁顶面在塑料薄膜外覆盖草帘作保温。混凝土养护温度控制测量记录表测量时间浇筑后天数 测试时间气温 （）混凝土表面温度（）理论混凝土内部温度 （）3 704 655 606 55（4）本工程混凝土为粉煤灰混凝土，且掺入复合型外加剂具有缓凝作用；因此，要求混凝土养护不得少于 14 天；在养护过程中，随时注意保湿（洒水） 。养护是大体积混凝土施工中的一项关键工作。养护主要是保持事宜的温度和湿度条件，以控制混凝土内表温差，促进混凝土强的正常发展及防治裂缝的产生。
