２０１１年第３Ｏ卷第１期・ＤＷＲＨＥ水利水电工程设计 永定新河防潮闸大体积混凝土 冬季施工温度控制措施 李鑫淼 张淑鹏 摘 要 永定新河防潮闸在闸底板、闸墩大体积混凝土冬季施工过程中，通过掺入大量矿粉、设置冷却循环水管、 实施严格的保温养护等措施，有效地减少了裂缝的产生，实现了预期的大体积混凝土防裂要求。 关键词 大体积混凝土 冬季施工 温度控制措施 永定新河 中图分类号ＴＶ５２１ 文献标识码 Ｂ 文章编号 １００７—６９８０（２０１１）０１ ００２３—０２ 永定新河治理一期防潮闸工程位于永定新河河 口６４＋０３１处。防潮闸共２０孔，闸室总宽３５０ ｍ， 每孔净宽１５ ｍ，闸室长２９ ｍ。闸室布置深槽８孑Ｌ， 底板高程一６．０ ｍ，深槽两侧各布置浅孔６孔，底 土对钢筋的握裹力，降低结构使用寿命；又因为是 冬季施工，所以需对混凝土配合比进行优化，以确 定满足需求的配合比。首先，为满足抗冻要求，水 灰比宜大于０．５；为降低混凝土中的水化热，掺人 大量磨细矿粉，使用性能优良的高效外加剂（具有 很高的减水作用）；减少水泥用量，同时严格控制 砂、石等碱骨料含量，达到控制产生裂缝的目的。 经室内实验确定的冬季施工混凝土配合比见表１。 表１冬季施工混凝土配合比 材料 用量 板高程一１．０ ｍ。闸室采用筏式底板，两孔一联， 底板长２９ ｍ、宽３５ ｍ、厚２ ｍ，其中齿脚部位厚 ３．５ ｍ；深孔闸墩高１１．８ ｍ，浅孔闸墩高６．８ ｍ，闸 墩底２９ ｍ、顶３２ ｍ；中墩厚２ ｒｎ，缝敦厚 １．５ ｍ，闸墩、底板均为Ｃ２５Ｆ１５０混凝土。 ｋｇ 外加剂 １６ ４ 依据ＪＧＪ５５—２ｏ００《普通混凝土配合比设计规 水泥 ２０５ 矿粉 ２０５ 砂子 ７３２ 石子 １ ０５４ 水 １６４ 程》，混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于１ ｍ， 或因水泥水化热引起混凝土内外温差过大（≥２５ ℃）而导致裂缝的混凝土均为大体积混凝土。永定 新河防潮闸闸墩、底板的结构尺寸较大，同时需要 在冬季施工。为防止有害裂缝的产生，确保混凝土 浇筑质量，采取了一系列防裂措施。 注：外加荆具有引气、防冻、泵送效果。 ２．２ 制定科学施工方案。加强施工过程温度控制 冬季混凝土施工时，如不采用保温防冻措施， 新浇混凝土中的液态水将发生冻结。由于液态水冻 结后体积增加９％，引起混凝土各组分之间发生相 １大体积混凝土温度裂缝原因分析 大体积混凝土结构的施工中，由于水泥与水之 间的水化反应产生大量的水化热，在混凝土内部形 对移动，从而使得振捣后的混凝土内部结构遭到破 坏。当混凝土解冻后，破坏了的内部结构不再恢复 原状，最终导致混凝土抗冻及抗裂等强度指标显著 成温度应力，加上混凝土结构外部受地基等约束以 及外部环境条件变化等多种因素的作用下，在混凝 土内产生拉应力。当拉应力超过混凝土抗拉强度 降低，因此，施工中必须防止冻裂。 首先，在混凝土搅拌和运输时加强温度控制。 混凝土拌和采用热水，温度要控制在５０℃以上， 但不得超过６０ ｏＣ；混凝土拌和时的加料顺序为： 热水一骨料一外加剂一水泥一矿粉。水泥人仓时， 仓内温度控制在５０℃以下，防止水泥发生假凝现 时，混凝土内部或表面就会产生裂缝，影响混凝土 结构的质量，降低混凝土结构的使用寿命ｎ］。 ２裂缝控制措施 ２．１合理选择混凝土的各种材料，优化混凝土配 合比 象。混凝土拌合物出机温度控制在１４．６℃左右。 在混凝土运输、浇筑过程中，为减少混凝土热量损 失，对混凝土运输车罐体及泵送混凝土的泵管加装 保温套，控制混凝土入仓温度在１２℃左右。 其次，在混凝土浇筑仓四围，用脚手架及彩条 本工程濒临渤海，空气中ｃｌ一含量高，若有裂 缝，在潮湿环境下会诱使钢筋发生锈蚀，影响混凝 水利水电工程设计ＤＷＲＨＥ・２０１１午第３０卷第１期 布搭设２．５～３．０ ｍ施工围挡，避免冬季大风吹入 用的保温材料。混凝土保温养护的主要目的是减少 混凝土浇筑仓，改善混凝土仓施工条件并提高浇筑 仓内温度，减少风力造成的底板混凝土上表面水分 蒸发。施工过程中，注意天气变化情况，混凝土开 仓浇筑要尽可能选在天气晴好的白天或气温不发生 骤降的时间；浇筑过程中由于仓内面积较大，暂时 不浇筑的仓面采用吸湿较小的保温材料进行覆盖保 温。 混凝土表面的热扩散，降低混凝土结构温度梯度， 防止产生表面裂纹 ；保湿养护的主要目的是防止混 凝土表面失水出现收缩裂纹。 拆除模板时，要将保温材料分部位逐层拆除， 使混凝土表面温度逐渐下降。当混凝土表面温度与 空气温度的温差不大于２０℃时，方可拆除模板。 模板拆除后立即覆盖一层塑料薄膜，并在薄膜外挂 最后，在混凝土浇筑完毕后立即覆盖保温，表 面覆盖塑料薄膜，上铺草帘（或棉被）严密封盖。根 据混凝土的浇筑时间和天气变化，加强混凝土外露 面及模板表面的苫盖。由于闸底板面积较大且浇筑 时间较大，在施工前将保温材料覆盖在侧模上并使 用铅丝加固牢靠；由于闸墩体形较高，在施工过程 草帘、棉絮或橡胶海绵等保温材料，对混凝土进行 保温保湿养护，防止风裂和温度裂缝。侧墙的塑料 薄膜粘结牢固，保温材料用原模板的支立系统进行 固定；顶板部分用钢管压牢。 ３结语 中随着混凝土浇筑液面的升高，及时使用保温材料 对闸墩进行包裹，同时在浇筑完成后外部使用彩条 布进行包裹，对混凝土进行保温保湿。 ２．３冷却管循环水降温 永定新河治理一期工程在闸底板、闸墩混凝土 施工中，严格地控制了原材料、搅拌、浇筑、养 护、温控等各个环节，减少了裂缝的产生。 （１）通过对现场混凝土取样检测，证明优化的 混凝土配合比满足了混凝土的强度、抗冻、抗渗、 防冻要求，掺磨细矿粉改善了？昆凝土的和易性，同 时降低了混凝土的水化热。 （２）通过科学组织施工，加强现场控制，提高 了混凝土浇筑仓内温度，改善冬季混凝土施工作业 环境，保证混凝土入仓浇筑温度及早期强度的上 升，防止混凝土冻害的发生。 为了降低混凝土内部水化热，防止由于混凝土 内外温度过大而出现温度裂缝，采取在混凝土内部 设置冷却水管的方法，降低混凝土内部温度，减少 混凝土内外温差。 在闸底板和闸墩均布设冷却水管。闸墩冷却水 管沿竖向布置，在闸墩内呈螺旋形上升。 冷却管冷却采用一期冷却法，即在混凝土浇筑 完毕后立即通水冷却。首先从进水口将冷却水（水 温与混凝土内部温度温差控制在１５～２０℃）注入闸 墩冷却水管内，随后从出水口将水排至出水口水箱 内，再将出水口水箱内水由泵引至进水口水箱内， 由泵注入冷却水管内，如此形成循环输水系统，降 低混凝土内部温度。整个混凝土冷却持续时间根据 混凝土内部温度变化情况决定，且不小于１０ ｄ，同 时根据混凝土内部温度情况及时调整循环冷却水的 循环速度。 （３）由于采用冷却水管循环水降温系统，有效 地降低了混凝土内部温升速度和峰值，避免了裂缝 的产生。 （４）通过加强混凝土后期保温养护，控制了大 体积混凝土内、表温度变化梯度，有效地减少了表 面裂缝的产生，保证了工程质量。 参 考 文 献 ［１］尹洪明，王静．大体积混凝土的温度控制与防裂［Ｊ］．山西建筑， ２００８，３４（２９）：１６４—１６５． 在冷却水施工结束后，将冷却水管内的冷却水 作者简介 全部抽空，随后采用压力灌浆的方法将冷却水管进 行封堵。 ２．４加强混凝土养护 李鑫淼 女 助理工程师 天津市水利工程建设管理中心 天津３００２０４ 张淑鹏 女 助理工程师 中水北方勘测设计研究有限责 任公司 天津３００３２２ （收稿日期２０１０—１２—０２） 由于闸底板、闸墩等混凝土施工处于低温季 节，采用综合蓄热法养护，用导热系数小、防风耐 声 明 为适应我国信息化建设，扩大本刊及作者知识信息交流渠道，本刊已被《中国学术期刊网络出版总库》及ＣＮＫＩ系列数据库收录， 其作者著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。如作者不同意文章被收录，请在来稿时向本刊声明，本刊将做适当处理。
