大体积混凝土温度控制

绥芬河市五花山水库溢洪道工程

混凝土配合比设计及温度监测方案

为了确保黑龙江省绥芬河市五花山水库溢洪道工程中大体积泵送混凝土的施工质量，受黑龙江省水利第二工程处委托，黑龙江省水利科学研究院结构材料研究所根据委托方的技术要求，针对工程实际，研究、设计五花山水库溢洪道工程大体积泵送混凝土的配合比及工程控制措施，为工程提供技术支持和质量保障。

各种大型水工建筑物就其尺寸和体积来说，都是大体积混凝土。水工混凝土大体积浇筑时水泥水化热不易散发，混凝土内部易产生温升过高。当混凝土内部的温度与混凝土表面的温度差超过规范规定的上限时，混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的早期抗拉强度时，混凝土就会被拉裂，产生温差裂缝。造成这种结果的主要原因一是混凝土体积大，收缩量大，易产生收缩裂缝。二是混凝土量大，水泥水化热产生的热量大，加之混凝土为热的不良导体，短时间内混凝土内部的热量很难散去，如果降温速度过快，混凝土会产生较大的温差，而大体积混凝土是不可能一起随温差应力作用而变形的，再加之混凝土失水引起的体积收缩变形与混凝土受到地基和其它结构边界条件的约束引起的拉应力的共同作用，易产生有害的温度裂缝。所以大体积混凝土施工的关键问题是控制由混凝土中水泥水化热所产生的混凝土内部温度与外界环境温度之差以及由此产生的混凝土收缩问题，也就是说控制混凝土水化热的释放速率、释放量和混凝土的降温速率问题。对于温度裂缝，应该在设计和施工中加强温度控制和混凝土的质量管理。在工程实际中，一方面是加强施工的温度控制，降低结构的温度拉应力；另一方面是加强混凝土施工的质量控制，提高混凝土的均匀性和抗裂能力。

大体积混凝土产生裂缝的原因很多，但温度原因是主要的，而且温度裂缝的成因非常复杂，所以大体积混凝土防裂研究通常先从温控着手。从工程实践中已知要降低水工混凝土施工中的水化热必须从控制混凝土的水化温升、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合工程实践采取相应措施。

（1）降低水泥用量，延缓水化热集中释放。选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，在考虑到实际工程混凝土耐久性及工程要求的条件下尽量选用P·O42.5或P·C32.5及其以上等级的水泥。

（2）掺加适量掺合料和外加剂，改善混凝土和易性，降低水灰比。针对工程的实际情况，掺加适量掺合料替代水泥，降低水泥用量，同时使用外加剂降低用水量和水灰比，从而达到保证混凝土和易性，降低水化热的目的，并在工程规定的条件下充分利用混凝土的后期强度，采用60天或90天强度验收。

（3）尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料及品质优良的细骨料。

（4）降低混凝土的入模温度。选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑大体积混凝土。

（5）加强施工中的温度控制。在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温养护，缓缓降温。夏季应避免暴晒，注意保湿，冬季应采取措施保温覆盖，以免产生急剧的温度梯度。必要时采取延长养护时间，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，合理安排施工程序，尽量薄层浇注，控制混凝土在浇筑过程中温度均匀上升，避免混凝土拌和物堆积过大等措施。

针对芬河市五花山水库溢洪道工程混凝土的施工，主要进行以下几个方面的工作: （1）“事前”：按照设计、施工要求设计混凝土配合比，通过混凝土的热力学性能计算验证混凝土配比；（2）“事中”：大体积混凝土浇筑施工过程的温度监测与监控；（3）“事后”：大体积混凝土温度监测数据的整理与分析。

一、绥芬河市五花山水库溢洪道工程大体积混凝土配合比设计

1设计原则

(1)混凝土配合比的设计及优化应根据大体积混凝土的结构特点和温控要求进行；

(2)为降低混凝土内部的温升和水化热,宜采用“掺合料取代”或“双掺”技术；

(3)应满足结构物设计强度的要求，根据其所处环境的重要性,从保证结构安全的角度出发,并考虑到混凝土原材料、拌和、运输、浇筑和养护等的差异进行配合比设计,以满足设计强度的要求；

(4)应满足工作性能的要求，大体积混凝土,采用泵送方式浇筑施工，混凝土的目标坍落度宜为180～220 mm,试配时必须经多次试拌调整,并保证混凝土拌和物不离析、不泌水,确保新拌混凝土有良好的工作性能。

2 技术要求

绥芬河市五花山水库溢洪道工程混凝土技术要求见表1。