【摘 要】混凝土的耐久性好坏将直接关系到整个泵站的运行寿命，温度裂缝是影响混凝土耐久性的重要因素。本文通过邓楼泵站工程温度裂缝控制的实践，分析了裂缝出现的主要原因，准确预测裂缝出现的部位和发生的具体时段，并有针对性地提出具体防裂措施从而实现有效控制大体积混凝土温度裂缝。
【关键词】中文核心期刊论文发表,混凝土,裂缝,控制,邓楼泵站
Cracks in concrete temperature control practice
Zhang Liang1，Mu Fang2
(1.Yellow River Shandong Bureau Project Center Jinan Shandong 250013;
2.The Yellow River in shandong survey design and research institute Jinan Shandong 250013)
【Abstract】The quality of concrete durability will be directly related to the operating life of the entire pumping station， the temperature is an important factor affecting the cracks of concrete durability. Through the practice of Deng floor temperature cracks control pumping station project， analyzes the main reason cracks， the accurate prediction of the site and the specific periods cracks occurred and have put forward specific measures to crack in order to achieve effective control of mass concrete temperature cracks.
【Key words】Concrete;Crack;Control;Deng floor pumping station
混凝土的耐久性好坏将直接关系到建筑物的运行寿命，温度裂缝是影响混凝土耐久性的重要因素。本文通过邓楼泵站工程温度裂缝控制的实践，分析了裂缝出现的主要原因，准确预测裂缝出现的部位和发生的具体时段，并有针对性地提出具体防裂措施从而实现有效控制大体积混凝土温度裂缝。
1. 概况
邓楼泵站枢纽工程是南水北调东线工程第十二级抽水梯级泵站，位于山东省梁山县司垓村以西、司垓闸以东、梁济运河与东平湖新湖区南大堤相交处。邓楼泵站主厂房、引水闸、出水涵闸及节制闸底板、墩墙均为整体式结构，主厂房自下而上共分5层，分别为进水流道层、水泵层、出水流道层、联轴层和电机层，混凝土工程量为5.8万m3，均属于典型的大体积混凝土水工建筑物。
2. 大体积混凝土温度裂缝的形成因素
(1)混凝土裂缝的发生不仅和混凝土浇筑块的温度、混凝土的强度、浇筑质量、环境温度、结构形式和混凝土块尺寸有关，也与混凝土块在施工中所处的位置、拆模时间等有关。根据裂缝出现的时间来分，主要有早期裂缝和后期裂缝两类。
(2)早期出现的混凝土裂缝主要出现在浇筑初期3天以内，一般来讲，裂缝的表现形式是“由表及里”型，启裂点往往位于混凝土的表面。开裂的主要原因是内外温差，内部温度温升升幅度大的混凝土膨胀变形收到外部混凝土的约束，在混凝土表面产生拉应力，而在混凝土内部产生压应力。内外温差越大，早期表面拉力越大，表面开裂的风险也越大。当表面裂缝出现后，很可能向纵深发展，最终形成贯穿性裂缝或深层裂缝。因此在施工期应特别注意混凝土表面的裂缝工作，早期防裂是温控裂缝工作的一个重点。
(3)后期裂缝的出现主要是由于内部温降和外在约束，其表现形式往往为“由里及表”型。混凝土内部温度达到峰值后温度会慢慢降低，早期的压应力将逐渐转化为拉应力，越到后期温降幅度越大，混凝土内部的后期拉应力也越大。因此，后期出现裂缝的话，其开裂点通常位于混凝土内部。
3. 温控防裂的控制措施
邓楼泵站工程混凝土于2010年07月13日开始浇筑，浇筑时室外最高温度达40度，为了保证混凝土的浇筑质量，组织有关专家及参建各方有经验的工程技术人员，对其他类似工程的大体积混凝土防裂技术进行了分析、比较和研究，并结合本工程实际情况制定了具体的控制方案，主要包括以下几方面：
3.1 优化混凝土配合比设计，减少水化热。
委托有CMA认证资质的试验室精心设计混凝土配合比。泵站混凝土设计标号为C2830W4F150，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低(低水泥用量、低水胶比、低砂率)二掺(掺优质粉煤灰和高效减水剂)一高(高粉煤灰掺量)”的准则，精选原材料，优化混凝土配合比，有效降低水泥用量，减少水化热，提高混凝土自身的抗裂能力。
3.2 加强对原材料的质量控制，确保使用材料质量合格。
(1)水泥：采用山水水泥有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥采用出炉一个月以上，温度趋于稳定的散装水泥。每批水泥进场时均应附有生产许可证、出厂合格证，经试验室检测合格及监理单位认可后方可进场使用。
(2)黄砂： 砂子采用平均粒径较大的宁阳大汶河中砂，含泥量控制在3%以内。
(3)石子：石子取自嘉祥马集石料厂，料源稳定，材质良好，石子粒径为5～20mm、20～40mm两种，含泥量控制在1%以内，其他各项指标均满足规范要求。 (4)外加剂：选用江苏建科院生产的SBTJM-9型缓凝高效减水剂，可以改善混凝土的性能，减少混凝土单位用水量，降低水化热，并可以推迟混凝土初凝、终凝时间(初凝时间为5小时以上)，明显地延缓水化热释放速度。
(5)粉煤灰：粉煤灰采用邹县电厂I级灰，各项指标均符合规范要求，施工中现场掺优质粉煤灰除了节约部分水泥外，更重要的是能改善混凝土的和易性，降低水化热温升，对混凝土起到改性作用。
3.3 从源头控制混凝土入仓温度。
根据工地现场条件，采用以下几点措施控制混凝土的入仓温度：
(1)选择适当的浇筑时间。注意浇筑期的气象趋势，尽量选择阴天或多云天气进行浇筑，以达到降低混凝土温度的目的;若无法避开晴天，则选择傍晚开始浇筑;
(2)拌和用水采用地下水。混凝土拌和用水采用地下水，水温约13度，可以降低混凝土的入仓温度。当气温过高时，在拌和系统的水箱中投入冰块。经现场测试，加冰后混凝土拌和用水的温度降幅约3～4度。
(3)用地下水连续喷淋石子。在开仓浇筑前一天及浇筑过程中用地下水连续喷淋料场石子，一是可以降低石子的温度，降低混凝土入仓温度;二是石子饱和后，可减少混凝土的干缩影响;三是进一步减少石子的含泥量。
(4)集料仓上方搭设凉棚。粗细骨料集料仓骨料的堆高不宜低于6m，并在集料仓上方搭设凉棚，避免阳光直射;
(5)水泥罐降温。在拌和系统水泥罐四周裹一层土工布，其顶部安装喷林水管，在浇筑过程中连续喷淋，以降低水泥罐内的水泥温度;
(6)覆盖混凝土输送管道。从输送泵出口至浇筑现场的输送管道设置无纺布覆盖遮阳。并不停洒水降温。
3.4 安装冷却水管，降低混凝土水化热升温。
(1)为保证工程质量，尽量避免裂缝的产生，有效降低水化热温升，采取埋设冷却水管降温的措施。冷却水管采用带钢丝塑料管，管内径3.5cm，冷却水管在混凝土厚度中间设置，间距1m，水管连接采用钢管接头。
(2)冷却水管采用钢筋支架支撑牢固，在混凝土浇筑前试通水，排除堵塞或外漏。在高温季节施工，在浇筑时应边通水冷却、边浇筑混凝土。通水时间为7天，前2天每4小时改变一次通水方向，第3～4天为每8小时交换一次通水方向，其后每半天改变一次水流方向。水管流速控制在0.6m/s，通水流量在35L/min，冷却水采用地下井水抽至水箱，通水流速，水流量通过阀门进行控制。在通水过程中每2小时检测一次混凝土及冷却水温度差，根据混凝土内部温度调节水温，及时对冷却水进行更换。在混凝土内部达到最高温度后，通水降温温度控制在每天下降1～2℃。通水冷却设专人进行管理，实行24小时不间断值班。沿中心埋设四处测温点，每个测温点埋设上中下三个传感器。
3.5 加强抹压收面。
消除混凝土初期裂缝。混凝土浇筑完成后，派专人24小时值班做到随时抹压。混凝土振捣后，立即用木抹子碾压一遍，然后根据天气环境和混凝土表面塑性收缩变形情况，在混凝土初凝时，再进行一次全面抹压。最后在混凝土终凝前，再进行有选择性的抹压，彻底消除塑性收缩产生的裂缝。抹压时间必须掌握恰当，过早抹压没有效果，过晚抹压消除不了混凝土表面已出现的裂缝。
3.6 表面保温保湿养护。
(1)采用一层塑料膜，再加一层毛毡进行覆盖，起到保温、保湿和隔风的作用，保温时间不得少于10天。在掀除保温材料时要注意选在气温仍然较高的下午4～5点的时候，且第一次只掀除上覆盖层，底层塑料膜继续保留尽可能长的时间，起到继续保温和保湿的作用。
(2)在混凝土浇筑后的早期(3至5天)遇到昼夜温差时，则需要采用一层农用塑料膜加两层草袋进行覆盖，待7天后先掀除最上面的一层草袋，同样在龄期10天时可以掀除中间的那层草袋，而底层塑料膜同样尽可能保留长的时间。
3.7 确定正确的拆模时间。
严格控制拆模时间，尽可能延缓拆模时间，在混凝土内部温度逐渐降低并与外部最低气温相差20度以内时拆除模板，拆模后及时涂刷养护剂。
4. 温控防裂效果
4.1 2013年12月，南水北调东线一期工程顺利进行了通水验收，邓楼泵站工程混凝土强度均达到了设计要求、表面平整度及外观质量良好，无裂缝产生。
4.2 通过该温控措施在南水北调邓楼泵站工程上的研究与应用，效果显著：(1)防止了混凝土出现有害裂缝，保证了工程质量;(2)避免了高温季节主体工程的停工，工期提前了三个月;(3)有效节约资金209万元，取得了明显的经济效益。该成果实现了科学、合理、经济、有针对性性地进行大体积混凝土防裂，今后可在水闸、泵站、船闸、隧道等同类水工混凝土工程中进行推广应用。
5. 混凝土温控防裂的几点体会
5.1 建设各方重视是做好混凝土温控防裂的有力保证。建设各方驻工地主要领导亲自抓，多次召开专门会议部署、研究重点技术环节的工作，是此次混凝土温度裂缝控制成功的有力保证。
5.2 制定周全的施工组织设计和混凝土施工方案，是温控防裂的技术保证。在工程施工中，做到了严格按照建设管理程序，层层把关，认真落实。
5.3 防裂工作重点应放在早期。该工程表明，高温季节施工时，混凝土若不采取保温措施，早期开裂风险较大。在混凝土表面盖上一层塑料膜，再加一层厚毛毡，基本可以保证早期不出现“由表及里”型裂缝;在采取保温措施的同时，在混凝土内部埋设冷却水管冷却，早期裂缝风险可进一步降低。
5.4 在高温季节浇筑混凝土时，拆模时间及拆模方式的选择非常重要。由于混凝土表面覆盖了较好效果的保温材料，因此拆模瞬间混凝土表面温度骤降，应力大幅反弹，很有可能混凝土从表面启裂。
5.5 混凝土的温控防裂工作复杂，影响因素多。在某一环节或某一方面出现问题，就有可能导致混凝土的开裂，只有建设、监理、设计、施工等参建单位共同积极配合，在实践中严格落实各项措施，才能取得良好的温控防裂效果。
