预防大体积混凝土施工裂缝的技术攻关方案

预防大体积混凝土施工裂缝的技术攻关方案提要：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

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　　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：*

　　副组长：*

　　组  员：**

　　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、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3~5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60~65℃）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5~31.5mm的级配卵石，细度模数2.8~3.00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40~45%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。

　　C30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σ0=5Mpa；

　　混凝土拌合物坍落度为70~90mm；

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