箱梁施工裂缝控制方案

箱梁施工裂缝控制施工方案

一、原材料的选择

1. 水泥

由于混凝土部温升主要是由水泥水化热产生，为了尽可能地降低水化热及其释放速率，应优先考虑采用早期水化热低的水泥并尽可能降低水泥用量。水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，早期水化热主要由C3A产生。应选择C3A含量低、细度适合的水泥。通过调查和试验验证，最终选定海螺牌P·O42.5低碱水泥，其C3A含量为6.8％，满足京沪高铁混凝土验收补充标准小于10%的要求。

2. 砂

采用级配良好的赣江中砂，细度模数在2.4~2.7之间，含泥量为0%.由于其级配良好，空隙率小，总表面积小，单方混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热相应降低，裂缝产生的可能性就减少很多。

3.碎石

粗骨料主要控制其级配和粒形，选择级配、粒形好的碎石，其空隙率也较小，每方混凝土的水泥用量就可以减少，对防止裂缝的产生有利。最终选定的是反击式破碎机加工的和县碎石，采用5~16mm和16~25mm两种级配掺配。

4.掺合料

在胶凝材料总量中，提高粉煤灰、矿粉所占比例，以降低水化热并提高混凝土和易性。①粉煤灰：由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量17%～35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，并产生较少的水化热，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀。②矿粉，矿粉的作用在于可以和水泥、粉煤灰形成良好的

级配关系（由于其颗粒粒径大小不同），提高混凝土的密实性，减小了混凝土的收缩、徐变，相应的也提高了混凝土的耐久性。

5. 外加剂

要实现低水胶比、低胶凝材料用量且强度、耐久性满足设计要求，高性能的外加剂必不可少。外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土耐久性能的产品。经过对比试验，最终选择的是三瑞VIVID-500型聚羧酸高效减水剂。

二、优化混凝土配合比设计

为了提高混凝土的耐久性，改善混凝土的抗裂性能，实现降低混凝土绝热温升和部最高温度的目的。在设计梁体混凝土配合比时，通过多次反复对比试配，以确定最佳的胶凝材料总量和外掺料粉煤灰、矿粉的掺量。最终选定的配合比如下：

表2－1 混凝土理论配合比（每m3）

胶凝材料总量为471公斤，水泥用量为375公斤，外掺料用量为96公斤，掺量达20.4%（不包括普硅水泥中自身的外掺料），有效地降低了混凝土的最高温升。对该配合比进行实测，环境温度为28℃时，混凝土拌和物出机温度为30℃，3天龄期混凝土芯部温度为60℃，满足设计要求。通过混凝土绝热升温公式对比验证，计算

出的3天龄期温升值为49.8℃，最高温度为55.5℃,与实测基本一致。

计算过程如下：

混凝土某个龄期的绝热升温按下式计算： ()τ

τρm c e C Q

W T --=1 （2－1） ()∞--=e C Q

W T c 1max ρρC Q

W c = （2－2）

式中：T τ─龄期混凝土的绝热升温（℃）；

W c －混凝土的水泥用量（kg/m 3）；

Q －水泥的水化热（kJ/kg ）；

C －混凝土的比热（kJ/kg.℃）；

ρ－混凝土的容重（kg/m 3）；

m －随水泥品种及浇注温度有关的经验系数，一般取0.2~0.4；

τ－龄期（天）。

由式(2-1)可以看出，混凝土的绝热升温是混凝土在的固有属性，单位体积混凝土水泥用量和水泥的水化热是影响混凝土绝热升温的主要因素。这也证明了优选低热水泥、降低水泥用量的思路是正确的，可行的。

三、施工过程控制

1. 搅拌站

开盘前严格测定粗细骨料的含水率换算施工配合比。在混凝土满足工作性的前提下，尽量缩短搅拌时间。搅拌站的夏季降温措施主要有：①集料仓，搭设遮阳蓬，以避免暴晒；砂石料堆，采用搭设遮阳蓬、喷洒冷水等方法降低集料温度。②胶凝材料（水泥、矿粉、粉煤灰）储存仓，夏季白天温度高时，通过洒水来降低罐

体温度。控制水泥、矿粉、粉煤灰进入搅拌机的温度不大于40℃。③搅拌站储水箱、皮带运输机采取遮阳措施（夏季采用加冰块降低水温）。

2.现场材料

钢筋、模板：炎热天气下灌注混凝土，应尽量避免模板和新浇混凝土受暴晒。混凝土入模前，通过浇洒冷却水来降低钢筋、模板温度，控制模板和钢筋的温度不超过40℃。但浇筑前必须清除模板积水。

冬季时，也应采取适当的覆盖措施，避免雨雪对钢筋、模板的直接接触。

3.拌和、运输

拌和用水，夏季采用加冰水或井水搅拌混凝土，根据热工计算，在环境温度高于30℃时，要保证混凝土出机温度不高于30℃，拌和水温度宜控制在6～9℃。计算结果如下表：

混凝土运输，夏季应对混凝土运输车身浇洒冷水以避免车身热量传入混凝土导致混凝土温度升高。冬季则对罐体覆盖保温层。

4.入模控制

选择合适的灌注时间，夏季一般安排在傍晚16:00至18:00之间开始浇筑，第二天早晨8:00前完成浇筑工作。不宜在早晨浇筑以免白天温度上升时加剧混凝土的部温升。控制混凝土入模温度不宜高于30℃.

5.浇筑

箱梁施工采用的混凝土配合比，初凝时间为15h10min，终凝时间为18h25min。能满足梁体混凝土浇注时间的需要。浇注时，控制混凝土的浇注速度在满足总体浇注时间的前提下，不宜过快，以利于利用梁体截面面积大的特点，通过混凝土自身散热，降低混凝土部温度。通过斜向、水平方向分层浇筑提高散热量。混凝土浇注速度控制在50 m3/h左右,最大摊铺厚度不宜大于300mm。

6.养护

混凝土浇筑、振捣完毕，为了防止混凝土表面出现收缩裂纹，应加强新浇筑混凝土表面的收浆抹面工作。整孔粱浇筑完后，2小时开始抹面，反复多次进行，在混凝土初凝前完成收浆抹面工作，以消除收缩裂纹，并使平整度满足要求。收浆抹面后要及时洒水并采用土工布覆盖进行潮湿养护，防止水分蒸发产生收缩裂纹。根据京沪高铁混凝土养护要求，结合本地区历年气象条件，夏季梁板混凝土潮湿养护时间不宜少于28天。养护时，注意控制养护水的温度与混凝土表面温度差，不得大于15℃。

7.拆模

拆模除了要考虑强度因素外，还应考虑拆模时混凝土的温度因素。梁体芯部与表层、表层与环境以及箱梁腹板外侧混凝土之间的温差均不得大于15℃。混凝土的温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇注凉水养护。混凝土部开始降温前以及混凝土部温度最高时不得拆模（需根据实际量测温度确定）。

8.加强水化热散发的措施

混凝土浇注完后，采用适当的覆盖措施，避免夏季直射和冬季寒风直接接触混凝土表面，减少与周围环境的温差幅度。