混凝土温控及防渗、防裂措施水平研究

混凝土温控及防渗、防裂措施水平研究

一、混凝土温控及防渗、防裂措施调研

通过对国内发行的各种期刊中涉及对混凝土温控及防渗、防裂措施的查阅，来了解国内在混凝土温控及防渗、防裂方面的措施水平，所摘取的内容如下：

1、大体积混凝土坝的温度控制措施：

（1） 材料控制。具体措施从混凝土的减热和散热两方面着手。

① 减热：改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加减水剂等措施减少混凝土中的水泥用量；采用低热量的水泥；拌合混凝土时加冰水或用冰水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；当加冰水拌合不能满足要求时，通常采取骨料预冷的办法。

② 加速混凝土散热：采用自然散热冷却降温；在混凝土内预埋水管通水冷却。

（2） 施工措施。

① 合理的分缝分块；

② 合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；

③ 加强混凝土坝的保温养护。

2、面板裂缝的控制措施：

（1） 减少收缩裂缝的措施

第一， 减少塑性收缩。施工时要严格控制水灰比；避免过长时间的搅拌造成离析；下料时速度要适中，不宜太快；振捣要密实。

第二， 控制混凝土桥面板表面湿度，减少不均匀收缩。预制桥面板梁要尽量延长拆模时间，拆模后立即包裹塑料薄膜并及时洒水养护，桥面板顶面也可采用挡土埝浇水养护的方法。

第三， 桥面板要尽量采用普通硅酸盐水泥、吸水率小的骨料和保水性好的外加剂，严格控制水灰比；控制振捣强度，以免骨料离析。

（2） 避免施工工艺不合理、操作不规范产生裂缝的措施

第一， 采用经有资质实验室检验合格的水泥、骨料及外加剂；

第二， 严格按有资质的实验室出具的配合比控制混凝土配合比；

第三， 做好技术交底工作，严格按施工规范施工，严把质量关。

3、本文以红水河乐滩水电站3#机组和百色水利枢纽RCC坝为背景，以光纤分布式温度测量系统为手段，研究大坝混凝土结构温度场分布式光纤传感监测的部分成果，包括光纤分布式温度测量系统成果的可靠性和准确性、光纤传感网络和埋设工艺、混凝土水化热的释放过程、冷却水管的作用效果、温度随混凝土浇筑层厚度等的变化规律等。最终得出以下结论：

（1）三维光纤分布式传感网络的温度监测与传统的砼大坝温度监测相比较，其测值基本吻合，监测资料符合客观实际，成果可靠。它具有不受电信号干扰、获取信息量大、能实现分布式网络监测、易于形成自动化监测系统等优点。

（2）光纤分布式传感网络的温度监测对了解坝体内的温度梯度；建立大坝三维温度场；控制施工期坝体内、外的温差，防止裂缝的产生等提供了先进可靠的测试手段和技术。这些成果都对发展大坝安全监测理论、技术和仪器做出积极的贡献。

（3）光纤分布式传感技术应用于水电工程，埋设技术与工艺是成败的关键。本文提出了\"支架法\"、\"贴附法\"、\"沿槽法\"等，为光纤传感技术在大坝安全监测中的应用奠定了良好的基础。

（4）通过分布式光纤传感测温技术的引进和实现，积累了不少宝贵的工程实践经验，为正在进行的渗流分布式光纤监测技术的二次开发提供了坚实的理论基础和技术保证。

4、由于抗渗标号没有时间和渗透量的定量概念，不能确切反映碾压混凝土的渗透性能，而且抗渗标号不便于在工程设计中使用，不能象渗透系数那样直接应用于渗流计算中，也难以把现场压水试验结果与之联系。因此，许多学者建议采用渗透系数来评价碾压混凝土的抗渗性能。虽然在有关文献中能找到这二者的关系，但主要是针对常态混凝土，而且多为依据室内制作试件的试验得出的研究结果。本文提出一种确定碾压混凝土渗透系数与搞渗标号间关系的思路和方法，并在高压多功能渗透仪上进行碾压混凝土大量芯样的抗渗试验和渗透试验，试验芯样均取自国内某碾压混凝土坝，基于试验成果，建立碾压混凝土渗透系数与初渗压力（芯样表面开始出现渗水时的水压力）间的相关关系，根据抗渗标号的定义，给出碾压混凝土渗透系数与抗渗标号间的初步关系，为碾压混凝土渗透系数与抗渗标号的换算提供参考依据。通过采用最小二乘法按拟合得到碾压混凝土渗透系数与搞渗标

号的初步关系式如下：

二级配碾压混凝土：

整个坝体碾压混凝土：

5、在混凝土中掺粉煤灰是改善混凝土性能的有效措施，但掺粉煤灰将使混凝土的早期力学性能下降，通过试验得出，粉煤灰掺量在30%以内时，强度的降低率与粉煤灰掺入率相当，掺量超过30%时，强度下降较大。电镜观察表明，随着龄期的增加，粉煤灰颗粒发生水化反应，产生水化硅酸钙纤维状晶体，这些水化晶体产物的增加和与水泥石整体紧密联结，逐步提高了粉煤灰混凝土的力学强度，使粉煤灰混凝土后期强度得到提高。针对粉煤灰混凝土的特点，通过掺外加剂的方法进行研究，得出改善粉煤灰混凝土早期为学性能较为理想的措施如下：

在粉煤灰混凝土中复合掺用早强剂、减水剂和引气剂能有效改善早期力学性能，有利于粉煤灰混凝土抗裂能力的提高，特别是极限拉伸值的增加和弹模的下降正是提高抗裂性所期望的。通过掺复合剂，可以使掺20%的粉煤灰混凝土为学性能不致降低，适当的含气量也使粉煤灰混凝土的抗冻性在为改善。

6、预防混凝土裂缝的措施：

（1）合理选用原材料，降低混凝土水化热温升

① 采用发热量低的矿渣水泥；

② 优化配合比设计；

③ 合理选择骨料；

④ 采取双掺技术；

⑤ 选用低流态混凝土。

（2）控制混凝土的入仓温度及环境温度

① 选择合适的浇筑季节；

② 合理控制混凝土骨料温度；

③ 降低混凝土拌合物的温度；

④ 降低入仓温度；

⑤ 使用的水泥既要新鲜又必须经过一段时间的冷却，不宜使用新出窑的水泥。

（3） 改善施工工艺，减少水化热温升

① 合理的分层分块；

② 控制间歇时间；

③ 埋设冷却水管；

④ 设置混凝土后浇带。

（4） 布置测温设备，搞好后期养护

① 混凝土表面的保护，可以防止外界高温热量向混凝土倒灌，气温骤变时还可以减小混凝土表层温度梯度及内外温差；

② 在有代表性的位置设测温点，随时了解混凝土浇筑后温度升降情况；

③ 不断观察混凝土保湿状况，定时浇水保湿。

7、通过试验比较了单掺聚丙烯腈纤维、混掺聚丙烯腈纤维和钢纤维混凝土的强度、极限拉伸值、弯曲韧性和抗裂性能，试验结果表明：

（1）聚丙烯腈纤维能抑制混凝土早期塑性及干缩裂缝，提高混凝土早期抗弯韧性，对混凝土抵抗早期裂缝有明显影响，从而保证混凝土抵抗环境侵蚀，增加混凝土耐久性能，但对混凝土后期抗裂性能的改善不明显。

（2）混掺钢纤维与聚丙烯腈纤维较大幅度地提高了混凝土的抗压强度、抗拉强度和极限拉伸值，明显改善了混凝土的弯曲韧性，可同时改善混凝土早期与后期的抗裂性能。

（3）混掺钢纤维与聚丙烯腈纤维混凝土的振捣成型较困难，如混凝土成型不当更易形成裂缝。

8、本文论述了喷射混凝土速凝剂品种和掺量选择问题，讨论了速凝剂凝结时间试验结果的使用方法，根据机口基准混凝土强度与现场大板强度试验结果，提出了喷射混凝土配

合比设计方法。试验研究结果表明掺速凝剂水泥净浆凝结时间试验方法，以采用0.35水胶比同时掺用减水剂所确定的速凝剂掺量与实际应用的掺量比较接近。由于影响速凝剂凝结时间因素较多，因此凝结时间试验方法适用于速凝剂品种相对比较，其试验结果不宜作为判定速凝剂是否合格的依据。速凝剂最佳掺量应通过施工确定。无碱速凝剂28d胶砂强度比为100%左右，低碱速凝剂28d胶砂强度比较低只有75%左右。掺无碱速凝剂胶砂初裂时间长，裂缝数量少，低碱速凝剂则初裂时间短，裂缝数量多。综合考虑速凝剂的28d强度比、抗裂性能，为保证混凝土的耐久性，永久工程就使用无碱速凝剂。喷射混凝土配合比设计方法引入机口标准试件强度与大板强度之差的参数，使得喷射混凝土配合比设计方法较为完善。

9、防止混凝土产生温度裂缝的措施：

（1）水泥的品种及用量

尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。因为大体积混凝土施工期限长，不可能28d向混凝土旗加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期向后推迟到56d或者90d是合理的。这样充分利用后期强度则可以第1m3混凝土减少水泥40~70kg左右，混凝土内部的温度相应降低4~7℃。

（2）掺加掺合料和外加剂

在混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰，既能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。

（3）骨料控制

在骨料的选择上应该选取粒径大强度高级配好的骨料。这样可以获利较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

（4）优化大体积混凝土的设计

虽然大体积混凝土不布置钢筋或者布筋较少，还是可以在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋，从而让钢筋代替混凝土承担拉应力，这样可以有效的控制裂缝的发展。在设计中利用中低强度的水泥充分发挥利用混凝土的后期强度。在工程结构设计中要特别注意降低结构的约束度。对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值，因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。

（5）改进施工工艺

搅拌工艺：在实际浇筑中，采用二次搞料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%，并进一步减少水化热和裂缝。

振动工艺：对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

养护工艺：为了严格控制在体积混凝土在内外温差，确保混凝土质量，减少裂缝，养护是一个十分重要和关键的工序，必须切实做好。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿

度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，，防止表面裂缝。

10、通过对三峡三期工程施工混凝土温控资料进行统计分析，有以下几点认识：

（1）混凝土的浇筑温度控制结果表明，混凝土从出机口到入仓的温控措施：控制出机口温度、仓面喷雾、及时覆盖、提高浇筑强度等，对控制混凝土入仓温度及入仓后温度回升都是有效的。

（2）混凝土的内部最高温度控制结果表明，初期通水冷却起到了削锋的作用，削减了大体积混凝土内部矛盾的最高温度，使其不超过允许的最高值。

（3）混凝土的内部中期通水冷却以及表面保温效果好，混凝土未因内外温差和气温骤降而产生裂缝。

（4）接缝灌浆部位的温控结果表明，在灌浆前通水冷却采用的后期冷却水的温度以及通水流量是合适的。

11、三板溪水电站尾水隧洞薄壁混凝土初砌采用了干缩性较大的人工扎制的砂岩骨料为原材料，使用翻模结合泵送混凝土施工工艺，初期各类裂缝较多，通过对裂缝成因的分析，找出了有针对性的控制办法，取得了显著效果，可为类似工程裂缝控制提供借鉴。控制裂缝的措施如下：

（1）改善水泥等原材料品质

由于所采用的水泥和骨料的干缩都偏大，容易产生裂缝，因此要求水泥生产厂家在细度方面进行改，增加水泥降温散热措施和出厂存放时间。在人工砂石料方面，对砂石系统

进行改造和完善，增加了棒磨机，减少粗骨料的超逊径，改善了粗骨料的级配。

（2）混凝土配合比优化

混凝土配合比的优化是一个综合性措施，在原材料和工艺要求基本明确和改判后，对混凝土配合比采取了如下优化措施：

① 在配比原材料选用中，优化使用低中热水泥，改善骨料级配，保证砂子细度及选用I级粉煤灰。

② 调整砂率，增大粉煤灰掺量，改善了混凝土的和易性。

③ 使用高效减水剂，适当减小坍落度，其中底拱一般为12~15cm，边顶拱为15~16cm；水胶比由0.467调整为0.45；初凝时间由原来的10~12h调整为6~8h。

④ 混凝土级配尽量采用三级配。

（3）改进施工工艺，缩短混凝土初砌段长

为保证混凝土有序入仓使浇筑避免初凝，增加下料点，加大入仓强度。缩短混凝土衬砌段长，将每个仓面的分块长度由15m减小到7.5m，增设结构缝，使每块的浇筑强度和各工序的时间间隔也容易得到控制和掌握，确保混凝土浇筑的连续性。

（4）加强围岩地基处理

混凝土浇筑前对基础尖角和凹凸不平部位进行严格的打圆、修整，对底拱凹坑部位提

前30d浇筑基础垫层混凝土以避免基岩过大起伏，从而可避免因应力集中面产生裂缝。

（5）加强温控和养护

冬季施工时对浇筑混凝土段的主要通风洞口进行封闭；对过早拆模的混凝土表面采用保温被进行覆盖保温；延长钢模台车的脱模时间。夏季施工时则采取加强混凝土降温、洒水和保水养护等措施。

12、为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

（1）控制温度的措施

① 采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；

② 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；

③ 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

④ 在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；

⑤ 规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；

⑥ 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

（2）改善约束条件的措施

① 合理地分缝分块；

② 避免基础过大起伏；

③ 合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

13、在直岗拉卡水电站中采用了高标号的硅粉混凝土，为了控制混凝土的裂缝，采用了如下措施：

（1）施工过程控制

硅粉混凝土比较粘稠，出机后应尽量缩短运输时间、减少倒运次数，尽快摊铺和振捣，避免坍落度损失。硅粉混凝土早期易产生干缩性开裂，在施工中用篷布采取挡风措施，减少混凝土表面水分蒸发。时间用冲毛机对周围环境进行喷雾降温等措施，保持混凝土表面潮湿。

（2）混凝土养护控制

硅粉混凝土的养护要比常态混凝土的养护时间提前一点。为防止硅粉混凝土早期出现干缩及水分的蒸发，仓面采用塑料膜和草袋双重覆盖。更好的防止由于受烈日的爆晒致使硅粉混凝土表面水分损失过快引起的干缩裂缝。硅粉混凝土的养护重点是其表面始终处于饱和水潮湿状态，并保持28d以上。

（3）混凝土的温控措施

直岗拉卡水电站硅粉混凝土基本在夏季施工，所以在高温季节采取了有效的温控措施，具体措施有：

① 成品骨料用冷水喷洒；

② 混凝土拌制时加冷水和冰；

③ 合理安排车辆，减少倒运次数，加快覆盖速度；

④ 避开高温时段，利用早晚及阴天施工；

⑤ 采用冲毛机对周围环境喷雾。

14、根据当地10朋下旬正负湿（约+12℃~-3℃）波动的施工气候情况和转炉基础的结构特点拟定措施，其技术施工重心为：减少温差、稳定体积、消解应力、慎防裂缝，在施工中具体采用如下措施：

① 选用PS32.5级低热矿渣硅酸盐水泥及缓凝型减水剂，得以消除施工缝，推迟混凝土放热峰。

② 按60d达100%fcu.k，以及结构核心区30℃~42℃模拟养护条件配制C30混凝土，以便单位水泥乃是降至最低限度。

③ 规范施工工艺：控制混凝土拌全物水灰比W/C<0.40；坍落度（15±1）cm；入模温度10℃~20℃，分段、分层连续浇筑、以利于结构内部散热。结构表面，应在混凝土初凝~终凝将要失去塑性前压实、抹光，以利挤出多余游离水，提高其表面抗拉强度。

④ 持久保湿、强化保湿：混凝土浇筑完毕40min内被覆一层塑料薄膜和两层草垫。注意草垫互相错开，以防止冷空气侵袭致使局部骤冷、钢筋收缩引起混凝土裂缝。核心温度缓慢降至常温前，慎防混凝土裸露，而扩大其内外温差。

⑤ 垫层平整磨光，必要时结构周边铺垫300mm宽油毡或塑料布，减少约束。

⑥ 在结构最中心和沿高度和顶表面、中心底面和底表面等有代表的布点测温，约21d左右，以便及时掌握和调整结构内外温差，并采取相应措施防止裂缝的产生。

15、控制和防止裂缝的产生应从提高面板混凝土的抗裂能力和改进施工工艺两个方面入手。

（1）提高面板混凝土抗裂能力

采用强度等级较高的水泥，采用优质砂石骨料，采用优质高效减水剂、引气剂、粉煤灰，以降低混凝土单位用水量，尽量减小水灰比，可提高混凝土强度，减小干缩。

（2）施工工艺方面

① 保证大坝填筑碾压质量；

② 选择适宜的施工时段；

③ 加强保湿、保湿养护；

④ 分期浇筑；

⑤ 面板配筋。

16、本文介绍了万家寨水利枢纽大坝混凝土温度控制与防裂措施，具体温控防裂措施如下：

① 降低混凝土水化热温升

根据不同的部位，选用不同的水泥，并采用掺高效减水剂，掺粉煤灰，采用高级配低流态混凝土，合理选择砂率等方法降低混凝土水化热温升。

② 夏季混凝土施工时的温控防裂措施

加大骨料堆积高度地垄取料，使骨料降温预冷；在拌和楼和混凝土吊罐外部包裹泡沫塑料板以隔热；控制层高；避免在炎热天气条件下浇筑混凝土，尽量安排在夜间浇筑；采用加冰和冰制水拌和混凝土；在坝体内部通水冷却；在浇筑后及时洒水养护，白天覆盖草袋以防日晒，夜间揭开草袋以利散热。

③ 冬季混凝土施工时的温控防裂措施

预先储备骨料，增加堆料高度，骨料预热，加热水拌和。将基础或老混凝土加热成正温，加热深度不小于10cm，确保混凝土浇筑温度达到5~10.5℃坝体上下游及侧面均用保温模板，收盘后顶部覆盖保温被，如果拆模，靠保温被保温。仓面搭设暖棚，四周挂保温被，顶部蒙帆布进行仓面保温，使混凝土浇筑养护处于正温条件。封闭或掩盖廊道等孔洞，避免冷空气侵袭。

17、本文以西河闸除险加固工程为例，介绍了混凝土冬季施工的一般原理和具体措施，

主要的温控措施如下：

① 加入优质高效的减水剂、防冻剂等。

② 对骨料和水泥等均进行覆盖保温。

③ 进行热工计算，拌和前对水、砂等预先加热；对拌和用水通过燃煤并结合电热棒进行加热，水温控制在拌和水泥以前不超过60℃。利用电热棒和暖气管等对砂进行加热。给搅拌机搭设暖棚，在暖棚内用炉子燃煤保暖。

④ 混凝土采用罐车运输，用专用的棉被包裹罐体，减小运输途中热量损失。

⑤ 混凝土养护：混凝土浇筑前，借助脚手架系统利用\"帆布-塑料布-帆布\"计三层结构将待浇闸墩四周进行围护。浇筑过程中闸墩暖棚中生火炉控制温度，浇筑完毕及时用塑料布将顶面覆盖，棚内继续烧煤加温，同时，经常检查混凝土是否处于湿润状态，如有必要适当洒水。

18、 本文采用渗流场求解的结点虚流量法、缝面无厚度平面单元、排水子结构和排水孔开关器等方法，依托10多年来对龙滩高碾压混凝土重力坝渗流特性和渗控优选方案的研究，对碾压混凝土大坝的坝上下游面防渗体和坝内排水孔幕的防渗与排水设施的渗控机理及效果进行了系统深入的分析研究。其中包括对上下游面防渗体的作用、本体的弱渗透性、层面和缝面的强透水性、上游面防渗体竖直缝和水平裂缝的影响、坝段横缝止水失效的影响以及排水孔孔径和孔距的影响等问题的研究。最后得出如下结论：

(1) 在改善和控制碾压混凝土坝渗流特性中，保证坝体缝面施工质量甚为重要，从而

减小坝体混凝土的渗透各向异性程度，特别是坝上游面变态混凝土和二级配碾压混凝土的渗透各向异性比，以提高它们的防渗能力。

(2) 因碾压混凝土坝体不可避免地会是强渗透各向异性体，故坝体不但需要设置坝上游面的防渗结构，而且也需要坝下游面的防渗体，以免渗透水流直接从坝下游面渗出。

(3) 在坝上下游面有防渗体和坝内有排水孔排水幕的坝体渗控设施系统能够取得很好的渗控效果，但是当贯穿性竖直劈头缝贯穿了二级配混凝土后，坝体渗流特性不能很好控制，因此如何确保变态混凝土和二级配混凝土不被裂缝贯穿是碾压混凝土坝渗控效果的关键所在。

(4) 当坝上游面同时有变态混凝土和二级配混凝土防渗体时，若变态混凝土不发生贯穿性裂缝则变态混凝土起到了防渗体的效果，只有当变态混凝土发生了贯穿性劈头缝时，二级配混凝土才上升为主防渗体。

(5) 若坝体发生了水平向贯穿性裂缝，则裂缝的影响范围是局部性的，对大坝整体稳定性没有多大的影响。

(6) 在碾压混凝土坝中对坝段间的横缝止水的要求要比在常态混凝土坝中要高，严格地说，在碾压混凝土坝中是不允许横缝止水设施发生贯穿性破坏的，否则会危及大坝的整体稳定性，因此建议在高碾压混凝土坝中设置3道横缝止水铜片，同时要特别注意第一道铜片的施工质量。

(7) 因碾压混凝土坝坝体为强渗透各向异性体，坝内排水孔幕的导渗降压效果特别好，排水孔孔距较目前工程中常用的3m还可以大一些，建议采用4~5m；但是排水孔孔径不

宜太小，以防排水孔被堵塞。在大坝的整个长期运行过程中，坝内排水孔必须要时刻保持排水畅通，才能确保坝体缝面的扬压力很小。

(8) 坝上游面防渗体防渗效果的好坏，不是取决于防渗体的厚度，而是它的相对防渗能力，因此防渗体的厚度不是取决于坝体防渗效果的需要，而是取决于防渗体的耐久性和如何确保防渗体不会发生贯穿性开裂的要求，这需要进行专门的混凝土温控防裂和防渗体与坝体结构之间的相互作用和变形协调问题的研究。

(9) 因碾压混凝土大坝的渗流特性特别复杂，对于一些重要工程需要进行专门的渗控设计方案研究，以确保大坝建成后不出现这样或那样的渗流和渗漏问题。

19、介绍了CCTV主楼超长超厚底板通过大量试验粉煤灰掺量达到50%的应用成果。

(1) 粉煤灰应当作为一个独立组分，而不是单纯作为水泥的替代品，以工程设计与施工及环境的要求为基准，而不是以不掺粉煤灰的混凝土为基准，进行混凝土设计、生产、浇注和养护，粉煤灰的用量就可以达到50%。

(2) 超大掺量粉煤灰混凝土宜采用较低的水胶比及高效减水剂。对于采用泵送技术的混凝土，宜将入泵坍落度控制在18~22cm，可以使混凝土具备更好的和易性、工作性及可泵性。由于绝对用水量小，所以适当提高坍落度不会影响混凝土的强度。

(3) 混凝土抗渗性能及耐久性与混凝土的匀质性与密实性有关，当采用较低的水胶比，混凝土和易性良好时，混凝土的抗渗性能及耐久性有较大的提高。

(4) 超大掺量粉煤灰混凝土由于绝热温升小，所以混凝土温度应力较小，加之大掺量

粉煤灰混凝土可以减少混凝土在凝结硬化过程的收缩，所以可以较好地减小和控制混凝土裂缝。

本文主要通过工程实例，说明超大掺量粉煤灰混凝土在各项指标检测中均能满足要求，说明发展超大掺量粉煤灰混凝土技术是完全可行的，并且该技术对环境保护、发展绿色混凝土有较好的推动作用，具有良好的应用前景。

20、在CCTV底板超厚大体积混凝土施工实践中，采用了较低的水泥用量、大掺量粉煤灰与高效减水剂结合的配合比设计方案，并在施工过程中严格控制各个工序。

采用了智能电脑测温技术，与混凝土浇注同步进行，由于电脑测温数据获取快，数据分析快，可以很好地进行混凝土温度的监控。

在养方面采用\"保湿软管+塑料软管+塑料布+草帘被\"的方式。草帘被覆盖层数根据底板厚度、养护期间环境温度、底板混凝土内外部温差等情况调整。进入冬季后，由于天气恶劣，为防止风雪，还要在草帘被外覆盖一层帆布，在混凝土表面形成双层不透风保温。底层塑料布下预设补水软管，补水软管沿长向每10cm开φ5mm小孔，根据底板表面湿润情况向管内注水，保证混凝土表面始终处于湿润状态。冬季施工期间，取消补水软管且不得向保温材料浇水，底层塑料面必须覆盖密实以保证混凝土表面的湿润。

在工程实践中，还得出了以下几个结论：

(1) 超大体积底板混凝土强度评定应以60d或者90d后期强度评定为宜，以减少水泥总用量，从而有效地降低水化热。

(2) 尽可能不采用\"双掺\"、\"三掺\"、掺膨胀剂、掺密实剂等技术措施。混凝土是多组分混合材料，成分越复杂，品质越不容易控制。

(3) 大体积混凝土施工可以采用超大掺量粉煤灰技术，减小温度应力，控制结构裂缝。同时，大掺量粉煤灰混凝土后期强度发展、耐久性较基准混凝土高。

(4) 对于混凝土拌合物的品质，不能仅用坍落度来控制，而应该结合混凝土的和易性、配合比设计等因素，综合控制。

21、混凝土浇注后温度由浇注温度、绝热温升、散热条件决定，当混凝土体量超出常规后，由于超厚大体积混凝土散热条件明显改变，所以温度变化规律比普通大体积混凝土更为复杂，主要表现为降温速率在幅降低，发果按照普通混凝土降温经验指导养护，混凝土就很容易开裂。本文中采用ANSYS软件对CCTV主楼底板混凝土浇注完成后温度场及温度应力进行了有限元数值模拟分析计算，提出基于成熟度方法的温度场计算方法。计算机模拟结果与现场实际测量结果基本吻合，所以超厚大体积混凝土施工在利用经验公式的基础上，采用ANSYS程序对温度场进行模拟，做到心中有数，科学指导施工。

用ANSYS模拟温度应力分析可以说是对传统的综合温差堃的改进，考虑温度对反应速率的影响作用，提出基于成熟度方法的温度场计算方法，改进工作传统水化热公式的不足，充分利用计算机运算能力强的特点，解决不同点由于温度差别而造成的成熟度的差异，从而使温度及温度应力的计算更接近真实值。

22、本文中所采用的温控措施主要从两个方面入手：

a) 从材料、配合比入手，采用低、中热水泥，运用双掺技术，可以保证大体积混凝土

的可施工性和低热性，有利于温度控制。

b) 采用合理分层分块、浇筑温度控制、冷却水管降温、外包保温材料等温控措施，能够有效地控制大体积混凝土的温度裂缝。

23、不同工程、不同部位、不同季节的养护措施：

(1) 对于地下部分的底板防水混凝土一般采用蓄水养护；

(2) 对于地下部分外墙的防水混凝土，可采用顶面设多孔管淋水养护；

(3) 地上部分混凝土一般采用塑料薄膜覆盖并保持湿润养护；

(4) 对于冬季施工，应采取保温、保湿联合养护；应晚拆除模板，模板拆除后，应在涂刷养护剂；

(5) 对于水工混凝土，尽量采用补偿收缩混凝土来替代，特别是对大体积、大面积底板应及时分块保湿养护。

24、温度控制要点（夏季施工）：

(1) 对骨料搭设凉棚，用地下水冲洗骨料表层，降低骨料温度；采用地下深处冷水拌合混凝土，水温控制在10~14℃，有效地降低混凝土内部温度。

(2) 运输混凝土自卸车安装隔热遮阳棚，缩短混凝土暴晒时间。

(3) 将混凝土施工尽量安排在早晚和夜间施工的低温时期碾压；覆盖坝基及岸坡岩石，以降低基础温度。

(4) 骨料堆高在6m以上，以利于降低骨料内部升温。

(5) 采用人仓薄层铺筑，斜层法施工，缩短混凝土层间间隔时间。

(6) 仓内设喷雾装置，形成仓内局部小气候，降低仓内碾压混凝土温度。

(7) 避开高温时段施工。

25、天生桥二级水电站引水隧洞地质条件十分复杂，混凝土衬砌后多处出现裂缝，通过分析产生裂缝的成因，提出了相应的裂缝控制措施：

(1) 选择低水化热及较低收缩的水泥、具有高抗拉性能的水泥和骨料配合比，严格控制砂石骨料的含泥量，降低水灰比，选择有效的减水剂，加入粉煤灰减少水泥用量可提高和易性和后期强度。

(2) 合理配置构造钢筋，尽可能密布细筋。

(3) 采用保温养护、缓慢降温，有利于降低内外温差，发挥混凝土的应力松弛效应，防止环境突然降温及突然干燥对新浇混凝土的冲击作用。

26、在紫坪铺工程导流隧洞施工过程中，硅粉混凝土初砌出现了裂缝，对其进行了勘察分析，提出了防治产生裂缝的措施如下：

(1) 减少水泥用量，增加粉煤灰和硅粉含量，使用低碱膨胀剂来减少混凝土干缩；

(2) 采用缓凝剂，延长终凝时间；

(3) 采用低热水泥；

(4) 推迟拆模时间；

(5) 加强混凝土养护，采取挂草帘、喷雾等措施，以减少内外温差；

(6) 在拱脚处加钢筋网片。

二、混凝土温控及防渗、防裂措施汇总

为了在经济、性能等方面满足需要的条件下，达到混凝土防渗、防裂的目的，国内在混凝土施工中主要在材料、施工及混凝土温度等方面进行控制。

1、 材料控制

(2) 改善骨料级配，合理选择砂率。采用优质砂石骨料，可以减少水泥用量。在骨料的选择上应该选取粒径大强度高级配好的骨料，这样可以获利较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

(3) 采用低热量的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山类水泥等。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。因为大体积混凝土施工期限长，不可能28d向混凝土旗加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期向后推迟到56d或者90d是合理的。这样充分利

用后期强度则可以第1m3混凝土减少水泥40~70kg左右，混凝土内部的温度相应降低4~7℃。

(4) 掺入掺合料和外加剂，减小水灰比，提高混凝土强度，减小干缩。掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。掺用早强剂、减水剂和引气剂能有效改善早期力学性能，有利于粉煤灰混凝土抗裂能力的提高，特别是极限拉伸值的增加和弹模的下降正是提高抗裂性所期望的。加入缓凝剂可以延长终凝时间，推迟混凝土放热峰。

(5) 掺钢纤维、聚丙烯微纤维。掺入钢纤维或聚丙烯微纤维能较大幅度地提高了混凝土的抗压强度、抗拉强度和极限拉伸值，明显改善了混凝土的弯曲韧性，可同时改善混凝土早期与后期的抗裂性能。

2、 施工控制

(1) 加强围岩地基处理。混凝土浇筑前对基础尖角和凹凸不平部位进行严格的打圆、修整，对底拱凹坑部位可以提前浇筑基础垫层混凝土以避免基岩过大起伏，从而可避免因应力集中面产生裂缝。

(2) 合理地分缝分块，合理的安排施工工序，控制间歇时间。

(3) 采用补偿收缩混凝土。

(4) 施工：对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，

提高抗裂性。结构表面，应在混凝土初凝~终凝将要失去塑性前压实、抹光，以利挤出多余游离水，提高其表面抗拉强度。

(5) 养护：为了严格控制在体积混凝土在内外温差，确保混凝土质量，减少裂缝，养护是一个十分重要和关键的工序，必须切实做好。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。

3、 温控措施

(1) 夏季混凝土施工时的温控措施

① 对骨料搭设凉棚，用冷水或冷风冷却骨料，降低骨料温度；

② 加大骨料堆积高度，地垄取料，使骨料降温预冷；

③ 在拌和楼和混凝土吊罐外部包裹泡沫塑料板以隔热；

④ 采用加冰和冰制水拌和混凝土；

⑤ 运输混凝土自卸车安装隔热遮阳棚，缩短混凝土暴晒时间；

⑥ 合理安排车辆，减少倒运次数，加快覆盖速度；

⑦ 避免在炎热天气条件下浇筑混凝土，尽量安排在夜间浇筑；

⑧ 采用人仓薄层铺筑，斜层法施工，缩短混凝土层间间隔时间。

⑨ 仓内设喷雾装置，形成仓内局部小气候，降低仓内碾压混凝土温度。

⑩ 控制层高；浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

⑪ 在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；

⑫ 养护：在浇筑后及时洒水养护，白天覆盖草袋以防日晒，夜间揭开草袋以利散热。

(2) 冬季混凝土施工时的温控防裂措施

① 预先储备骨料，增加堆料高度；

② 进行热工计算，拌和前对水、砂等预先加热；（有工程实例对拌和用水通过燃煤并结合电热棒进行加热，水温控制在拌和水泥以前不超过60℃。利用电热棒和暖气管等对砂进行加热。）

③ 给搅拌机搭设暖棚，在暖棚内用炉子燃煤保暖；

④ 混凝土采用罐车运输，用专用的棉被包裹罐体，减小运输途中热量损失。

⑤ 将基础或老混凝土加热温；

⑥ 采用保温模板，混凝土表面覆盖保温被；

⑦ 规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；

⑧ 改变仓面条件：仓面搭设暖棚，四周挂保温被，顶部蒙帆布进行仓面保温；必要时在暖棚中生火炉控制温度，浇筑完毕及时用塑料布将顶面覆盖，棚内继续烧煤加温，同时，经常检查混凝土是否处于湿润状态，如有必要适当洒水。封闭或掩盖廊道等孔洞，避免冷空气侵袭等措施。

⑨ 养护：在浇筑后及时洒水养护，保温，保湿。

目前有些工程已采用ANSYS软件对混凝土浇筑完成后温度场及温度应力进行了有限元数值模拟分析计算，提出基于成熟度方法的温度场计算方法。计算机模拟结果与现场实际测量结果基本吻合，所以在利用经验公式的基础上，采用ANSYS程序对温度场进行模拟，做到心中有数，科学指导施工。