摘要：本文介紹了水下大體積混凝土澆筑施工防裂技術，通過原材料的科學選用、混凝土配合比的合理設計，以及施工中的溫度控制措施，成功解決了溫度裂縫的難題。
　　關鍵詞：水下大體積混凝土，澆筑，溫度裂縫，配合比，溫度控制
　　1前言
　　水下大體積混凝土在大型橋梁、大型碼頭、大型水壩等現代工程建設中占有重要的地位，因此，這些大體積混凝土結構質量的優劣就顯得相當重要。然而，大體積混凝土結構厚、體形大、鋼筋密、混凝土用量多、工程條件復雜，在施工質量的控制上難度非常大，尤其是水泥水化過程中釋放的大量水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮而產生的溫度應力和收縮應力，經常導致水下大體積混凝土結構產生裂縫，已成為大體積混凝土澆筑施工的一個質量通病。裂縫對混凝土結構安全的危害很大，嚴重的裂縫會惡化結構的強度和穩定，破壞其整體性和抗滲性，加速混凝土碳化和溶蝕，影響到結構的安全使用，輕微的裂縫也會影響結構的耐久性，有的還會發展成為嚴重的裂縫。由此可見，溫度裂縫的控制和預防是保證水下大體積混凝土施工質量的關鍵。
　　2水下大體積混凝土溫度裂縫產生的原因
　　水下大體積混凝土多數要求一次連續澆筑完畢，不允許留施工縫，整體性要求高，澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚積在內部不易散發，澆筑初期混凝土內部溫度顯著升高，而表面散熱較快，這樣形成較大的內外溫差，使混凝土內部產生壓應力，而表面產生拉應力，由于初期混凝土強度很低，當上述溫度應力超過混凝土的抗拉強度時，就會導致裂縫。澆筑后期混凝土內部逐漸散熱冷卻產生收縮時，由于受到基底或已澆筑的混凝土的約束，接觸處將產生很大的剪應力，在混凝土正截面形成拉應力。當拉應力超過混凝土當時齡期的極限抗拉強度時，便會產生裂縫，甚至會貫穿整個混凝土斷面，由此帶來嚴重的危害。另外，混凝土澆筑不連續，間歇時間過長，導致在新老混凝土之間出現薄弱層面，在溫差作用下，新混凝土的收縮變形受到老混凝土約束產生拉應力，由此出現約束裂縫。
　　3水下大體積混凝土澆筑的溫度控制措施
　　大體積混凝土在硬化期間，大量釋放的水泥水化熱導致混凝土中心區域溫度升高，這是大體積混凝土結構產生溫度裂縫的原因，解決大體積混凝土溫度裂縫的關鍵是溫度控制，所以在施工過程中應采取溫度控制措施，防止裂縫的產生。
　　⑴大體積混凝土澆筑前的熱功計算
　　為保障水下大體積混凝土的澆筑質量，澆筑前必須對混凝土水化熱進行計算，通過計算預估大體積混凝土內部溫度及內外溫差，預先做好溫度控制預案工作。
　　混凝土水化熱絕熱溫升計算公式：
　　混凝土內部實際最高溫度計算公式：
　　混凝土表面中心溫度計算公式：
　　⑵混凝土原材料的選用及配合比的控制
　　混凝土配合比的合理性不僅僅影響到混凝土自身強度要求，還會影響澆筑時的泵送要求、坍落度、和易性等，以及混凝土澆筑后的水化熱產生的多少，特別是大體積混凝土水化熱的控制將影響到混凝土的裂縫控制進而影響整個大體積混凝土的質量。
　　①科學選用水泥。在大體積混凝土澆筑中，混凝土溫度的升高主要因素是水泥產生的水化熱，水泥水化過程中放出大量的熱，且主要集中在澆注后的7d左右，水化熱溫升主要取決于水泥品種、水泥用量及散熱速度等。因而，在滿足設計強度的前提下，盡可能采用水化熱低、安全性好和凝結時間較長的水泥，可選用礦渣硅酸鹽水泥，以減低水泥所產生的水化熱。如要采用高水化熱的水泥，就必須采取相應措施延緩水化熱的釋放。
　　②砂石料的級配要合理。細骨料是混凝土中影響較為敏感的原材料，直接影響混凝土的和易性和強度，偏粗則和易性差、泌水大，偏細則含泥多比表面積大，細度模數要控制在2.6-2.9之間，同時0.315mm篩孔通過量不應小于15％，0.16mm篩孔通過量不應小于5％。含泥量控制在2％以下。粗骨料的選擇應優先選用熱膨脹系數小的骨料，并強調骨料的連續級配，盡量用粒徑大、比表面積小、空隙率也比較小并具有足夠強度的優良骨料，這樣可以提高骨料在混凝土中的所占體積，提高混凝土的密實性，并可以節約水泥降低水化熱和減少用水量，而且石塊本身也具有吸收發熱量的功能，能使水化熱進一步降低，同時混凝土的收縮和泌水也隨之減少。
　　③摻加摻和料。摻加適量的混凝土用摻和料（如磨細粉煤灰）和外加劑（如緩凝劑、減水劑），從而減少水泥用量，改善混凝土和易性，對降低溫升、減小收縮也具有良好的效果，從而提高其抗裂性。
　　④做好混凝土配合比的試配工作。根據試驗室試配資料，對比現場情況（或預拌廠拌制現場）砂、石料含水率、含泥量等與試驗室試配原材料的差別，適當調整混凝土配比，滿足實際混凝土拌制要求，以達到質量標準。合適的配合比應使混凝土具有足夠的可塑性和粘聚性，易于在導管中流動而又不易離析。水下混凝土坍落度為15-20cm。
　　⑤盡可能降低混凝土溫度。混凝土要用料搭棚遮蓋，避免日光曝曬，高溫時用冷卻水拌合，降低混凝土入倉溫度。
　　⑶混凝土的運輸
　　在澆注前，停止其他結構物的混凝土澆注施工，為大體積混凝土澆注施工備料。混凝土拌合采用拌合站集中拌制，要冷卻骨料，降低混凝土拌和溫度，專門混凝土運輸車輸送，并盡量縮短混凝土的泵送距離。混凝土運至澆筑地點后，澆筑前應記錄每車混凝土現場實測塌落度，不合格的退回攪拌站。施工澆筑時混凝土不離析、不分層，組成成分不發生變化，并符合施工必需的稠度。
　　4水下大體積混凝土施工方法的控制
　　水下大體積混凝土通常采用直升導管法澆筑，操作階段相對來說并不復雜，但要嚴格按照預定計劃和施工方案進行澆筑，定時定點測溫，做好溫度控制工作。
　　①控制入模溫度。選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開炎熱天氣澆筑，可充分利用日低溫區段施工，降低混凝土的入模溫度，混凝土入模溫度應控制在28℃以內。
　　②水平分層澆筑。根據澆注后混凝土的強度增長情況和初凝時間，采用分層連續澆筑，每層厚度控制在30cm左右，最厚位置不超過40cm，以加快熱量散發，降低混凝土內部的溫度峰值，并可使溫度分布較均勻。必須在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆注，否則外表上下層由于混凝土凝結速度不一致而出現施工縫。
　　③控制澆筑速度。適當控制混凝土的灌注速度，盡量減小新老澆筑混凝土的溫差。在開澆階段通過導管澆筑混凝土堆腳高度不宜小于0.40m，以便導管口能埋在混凝土內的深度不小于0.3m。
　　④控制內外溫差。加強混凝土內外測溫監測工作，將差改度嚴格控制在25℃內，在混凝土結構內部埋設冷卻水管和測溫點，通過冷卻水循環，降低混凝土內部溫度，減小內表溫差，通過測溫點測量，掌握內部各測點溫度變化，以便及時調整冷卻水的流量，控制溫差。冷卻循環水管采用黑鐵管，埋設在混凝土澆筑層的中心位置稍靠下。每層水管的進、出水口相互錯開，且出水口有調節水閥和測流量設備。冷卻水供給采用潛水泵集中供水。
　　5結語
　　為防止和控制水下大體積混凝土結構澆筑后產生溫度裂縫，必須優先選用水化熱低的水泥，摻入適量的粉煤灰，降低水泥用量，嚴格控制混凝土的配合比，施工過程中要合理降低澆筑速度和減小澆筑層厚度，澆筑后要進行測溫，隨時掌握大體積混凝土內的溫度變化，以便及時調整降溫及養護措施，將大體積混凝土結構內外溫差控制在25℃以內，降低混凝土的溫度應力，有效控制有害裂縫的出現。    期刊論文網