大体积混凝土在船闸工程中的应用

李 军 （安徽省路港工程有限责任公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

某船闸工程闸室尺度：长×宽×槛上最小水深=130m×12m×3.0m，闸室底板厚度2m，共分8段设置伸缩缝，每段长16.25m，底板也按每16.25m为一施工段。对于如此大体量的混凝土，如何防止温度裂缝的产生，是一道难题，如果不解决温度裂缝的产生，将会严重影响船闸质量，为了解决温度裂缝，采取了以下措施。

1 施工准备

1.1 材料选用

水泥：水泥的选用要符合国家标准《通用硅酸盐水泥》。普通水泥不适宜在大体积混凝土中使用，短时间内会产生大量的水化热，如果散热不及时，当混凝土表面温度和内部温度相差过大时，比如超过25℃，易产生裂缝，所以考虑选用低水化热的水泥。在港航工程中，可以选用的低水化热水泥有粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等。早强水泥不能用，在早期强度生成时，产生大量的水化热，特别易开裂。经过调查，附近厂家生产的复合硅酸盐水泥各项指标符合规范要求，报经批准，决定选用。

粗骨料：粗骨料选用的级配碎石粒径控制在4.75mm～31.5mm，含泥量不应大于1%，泥块含量也要限制在0.5%以内。因为船闸地处北方，到了冬天温度在0℃以下，会结冰，所以有抗冻要求。含泥量控制更严，含泥量不大于0.7%，泥块含量最大值0.2%。调查了附近几家石子厂，经过比选，选定了符合要求的厂家供料。

细骨料：选用中粗砂，中粗砂应级配稳定、洁净，含泥量符合相关规定，最大值不超过3%，泥块含量的最大值1%。不符合要求的细骨料，不能使用。

粉煤灰：掺加粉煤灰可以代替部分水泥用量，减少水化热，便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰能改善混凝土的性能，但是在掺加粉煤灰时减少等量的水泥，会降低混凝土的早期强度，从而会影响混凝土的抗裂性能，这是一个两难问题。经过综合考虑，决定主要采用外掺法，掺加粉煤灰时，不减少水泥用量，这样对混凝土早期强度影响较小，有利于抗裂。

外加剂：根据相关经验，决定掺加一定量的外加剂。掺加的外加剂主要是高效缓凝减水剂，其减水率不宜小于18%。减水剂可以在不降低混凝土工作性的条件下，减少用水量，降低水泥水化热的峰值，推迟混凝土温度峰值的时间。

1.2 现场准备

人员准备：安排好各个岗位的人员，进行技术交底。被交底人员应包括施工现场管理人员、技术人员、操作的工人等，确保每一个参与人员都知道自己的岗位职责，掌握各自岗位的操作要领，能够熟练完成自己的岗位工作，保证各项工作的顺利进行。

材料准备：碎石、黄砂、水泥等主要材料要保证存料充足，运输通畅，并联系好商品混凝土，保证在有意外发生时现场混凝土不断供。对于一些养护和测温材料，如塑料薄膜、测温管、冷却水管等，要及早备齐，运到现场，在浇筑到相应位置时，及时安装，不得漏掉。

施工机具准备：拌合站、输送泵、振捣棒、装载机、备用发电机等各类机械设备提前检修，发现问题及时修理，保证设备完好，操作时运转正常。

1.3 设计配合比

混凝土配合比设计非常重要，一定要非常重视，找到最佳施工配合比，在保证安全性的前提下，兼顾经济性。配比要按照国家现行的规范、规程等相关规定进行，同时满足以下要求：

①设计与施工的要求，按照绝热温升低、抗裂性能良好的原则通过优化确定；

②配合比设计中，在满足工艺要求的条件下，选择较小的坍落度和较小的砂率；

③采用外掺法掺加粉煤灰时，不减少水泥用量，仅等量替代砂用量。

2 控制温差的措施

2.1 控制混凝土的拌和及出机温度

热天施工时，采取对料仓设置遮阳棚，用低温水或冷水拌和混凝土等措施，降低水泥和骨料温度，来降低混凝土的出机温度，浇筑时段宜在温度较低时开始，如下午五点钟以后开始施工；冷天施工时，宜采取料场覆盖、加热拌和水等措施，来提高出机口混凝土温度。同时缩短暴露时间，缩短混凝土运输距离等。

2.2 加强测温、控制混凝土的内表温差

做好充分的准备工作，保证混凝土连续施工，防止浇筑中断，浇筑完成后及时进行各种降温或保温措施。

在底板混凝土中放置冷却水管，分上下两层放置，间距1m。浇筑后及时通低温水进行冷却，通水方向要定期改变。

对于无筋或少筋大体积混凝土宜埋放块石，块石应质地坚硬，埋放前清洗干净，埋放块石的总量控制在混凝土体积的25%以内，且块石不能埋放在混凝土受拉区。

定时检测混凝土的内表温度。混凝土内部的最高温度，一般在浇筑三天后达到最大值，然后趋于稳定，并逐步降温。在此过程中，要加强温度检测，建立温度曲线，及时掌握内表温差，通过采取各种措施，确保温差不大于25℃。

3 浇筑混凝土

船闸底板一段长16.25m，厚度2m，不能一次性浇筑完毕，需要分段浇筑，每段再分层浇筑，共分两层，每层1m。采用混凝土输送泵输送混凝土，根据拌合站和输送泵的功率，来确定分段长度，保证在浇筑上层和下段混凝土时，下层和前段混凝土接茬处混凝土没有初凝。浇筑从距拌合站最远端开始，由远及近浇筑。当一段下层浇筑完毕后，再返回到最远端，开始浇筑上层混凝土，直到设计标高。在浇筑下层时，拆卸的泵管放在旁边，以便浇筑上层时接长，浇筑下段时，前面拆卸的泵管清洗干净，运回后场，以便下次再用。

浇筑过程中，管理人员全程现场指挥、调度，及时调配人料机，控制浇筑质量。安排专门的试验人员检测混凝土质量，保证混凝土符合配比要求，符合坍落度要求，并做试块以备强度试验；安排技术熟练的专业人员振捣，现场振捣人员应不少于3人，分布不同位置，确保及时、全面振捣，不漏振也不过振，保证振捣质量。钢筋密集处加强振捣，防止漏筋、空鼓现象；对于不同的环境温度，采取不同的措施：高温天气，模板壁洒水降温，钢筋上用阻燃草帘被覆盖；温度较低时，浇筑过的混凝土，及时覆盖保温，防止表面温度降低过快。

在浇筑过程中对各种预埋筋、预埋管道、预留测温孔等要及时埋放，不得遗漏。

确保连续浇筑混凝土，如因故中断，间歇时间不得超过混凝土的初凝时间。

4 混凝土测温

要重视混凝土测温工作，安排专门人员测温，至少安排2组，每组2人，24小时不间断平行测温，详细记录，及时将数据整理成测温曲线，观测温度变化，特别是内表温差变化，根据温差变化情况，及时调整控温措施。要对测温人员进行技术交底，确保按设计要求进行测温。

可用玻璃棒式温度计对混凝土温度进行测量，布置的测温管每组应有3个，埋设不同位置，分别测量混凝土底部、中部和上部温度并记录。

混凝土浇筑温度监测每台班不应少于2次；在温度上升期间，监测混凝土的内部温度、表面温度，当天的环境温度、冷却水温度等，监测频率按照2h～4h监测一次；在降温期，可以降低监测频率，按照2～4次/天进行，温度监测持续时间不应少于20天。

5 混凝土养护

大体积混凝土在抹面收光后要及时进行养护。

常温施工时洒水养护，高温时要立即覆盖塑料薄膜和保温层，养护水温和混凝土表面温度之差不宜大于15℃。

低温季节时宜覆盖保温材料，如棉絮等保温，在冬季施工时要进行蒸汽养护。当日平均气温低于5℃时，不宜洒水养护。

6 结论

本船闸工程通过采取一系列措施，有效降低了大体积混凝土的内表温差，减少了温度应力，尽量避免了温度裂缝的产生，有力地保证了船闸的工程质量。