綏芬河市五花山水庫溢洪道工程

混凝土配合比設計及溫度監測方案

為了確保黑龍江省綏芬河市五花山水庫溢洪道工程中大體積泵送混凝土的施工質量，受黑龍江省水利第二工程處委托，黑龍江省水利科學研究院結構材料研究所根據委托方的技術要求，針對工程實際，研究、設計五花山水庫溢洪道工程大體積泵送混凝土的配合比及工程控制措施，為工程提供技術支持和質量保障。

各種大型水工建筑物就其尺寸和體積來說，都是大體積混凝土。水工混凝土大體積澆筑時水泥水化熱不易散發，混凝土內部易產生溫升過高。當混凝土內部的溫度與混凝土表面的溫度差超過規范規定的上限時，混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土的早期抗拉強度時，混凝土就會被拉裂，產生溫差裂縫。造成這種結果的主要原因一是混凝土體積大，收縮量大，易產生收縮裂縫。二是混凝土量大，水泥水化熱產生的熱量大，加之混凝土為熱的不良導體，短時間內混凝土內部的熱量很難散去，如果降溫速度過快，混凝土會產生較大的溫差，而大體積混凝土是不可能一起隨溫差應力作用而變形的，再加之混凝土失水引起的體積收縮變形與混凝土受到地基和其它結構邊界條件的約束引起的拉應力的共同作用，易產生有害的溫度裂縫。所以大體積混凝土施工的關鍵問題是控制由混凝土中水泥水化熱所產生的混凝土內部溫度與外界環境溫度之差以及由此產生的混凝土收縮問題，也就是說控制混凝土水化熱的釋放速率、釋放量和混凝土的降溫速率問題。對于溫度裂縫，應該在設計和施工中加強溫度控制和混凝土的質量管理。在工程實際中，一方面是加強施工的溫度控制，降低結構的溫度拉應力；另一方面是加強混凝土施工的質量控制，提高混凝土的均勻性和抗裂能力。

大體積混凝土產生裂縫的原因很多，但溫度原因是主要的，而且溫度裂縫的成因非常復雜，所以大體積混凝土防裂研究通常先從溫控著手。從工程實踐中已知要降低水工混凝土施工中的水化熱必須從控制混凝土的水化溫升、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件和設計構造等方面全面考慮，結合工程實踐采取相應措施。

（1）降低水泥用量，延緩水化熱集中釋放。選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土，在考慮到實際工程混凝土耐久性及工程要求的條件下盡量選用P·O42.5或P·C32.5及其以上等級的水泥。

（2）摻加適量摻合料和外加劑，改善混凝土和易性，降低水灰比。針對工程的實際情況，摻加適量摻合料替代水泥，降低水泥用量，同時使用外加劑降低用水量和水灰比，從而達到保證混凝土和易性，降低水化熱的目的，并在工程規定的條件下充分利用混凝土的后期強度，采用60天或90天強度驗收。

（3）盡量選用粒徑較大、級配良好的粗骨料及品質優良的細骨料。

（4）降低混凝土的入模溫度。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大體積混凝土。

（5）加強施工中的溫度控制。在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫養護，緩緩降溫。夏季應避免暴曬，注意保濕，冬季應采取措施保溫覆蓋，以免產生急劇的溫度梯度。必要時采取延長養護時間，規定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，合理安排施工程序，盡量薄層澆注，控制混凝土在澆筑過程中溫度均勻上升，避免混凝土拌和物堆積過大等措施。

針對芬河市五花山水庫溢洪道工程混凝土的施工，主要進行以下幾個方面的工作: （1）“事前”：按照設計、施工要求設計混凝土配合比，通過混凝土的熱力學性能計算驗證混凝土配比；（2）“事中”：大體積混凝土澆筑施工過程的溫度監測與監控；（3）“事后”：大體積混凝土溫度監測數據的整理與分析。

一、綏芬河市五花山水庫溢洪道工程大體積混凝土配合比設計

1設計原則

(1)混凝土配合比的設計及優化應根據大體積混凝土的結構特點和溫控要求進行；

(2)為降低混凝土內部的溫升和水化熱,宜采用“摻合料取代”或“雙摻”技術；

(3)應滿足結構物設計強度的要求，根據其所處環境的重要性,從保證結構安全的角度出發,并考慮到混凝土原材料、拌和、運輸、澆筑和養護等的差異進行配合比設計,以滿足設計強度的要求；

(4)應滿足工作性能的要求，大體積混凝土,采用泵送方式澆筑施工，混凝土的目標坍落度宜為180～220 mm,試配時必須經多次試拌調整,并保證混凝土拌和物不離析、不泌水,確保新拌混凝土有良好的工作性能。

2 技術要求

綏芬河市五花山水庫溢洪道工程混凝土技術要求見表1。