預防大體積混凝土施工裂縫的技術攻關方案
達成鐵路擴能改造工程zqgs-6標的16座雙線大橋，設計為c30現澆混凝土承臺和橋墩臺、蓋梁，承臺寬度6公尺、長度為10.1公尺、厚度為2公尺，矩形墩寬2.2公尺，長8.
6m左右；以及15座隧道，主要是iv、v級圍岩，仰拱回填澆築最大厚度達2.2m，最小厚度1.4m左右，一次澆築長度最長為12公尺；其結構符合有關 「結構單面最小厚度在0.
8m後以上、水化熱引起混凝土內的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土」 的施工要求。根據工程特點，為預防大體積混凝土施工產生裂縫，特此成立「預防大體積混凝土施工裂縫技術攻關領導小組」，運用裂縫控制理論，研究裂縫原因，提出施工防治措施，確定具體工點，經過實踐總結經驗推廣全線，使我單位工程質量進一步提高。
一、 成立技術攻關領導小組
預防大體積混凝土施工裂縫技術攻關領導小組
組長：焦雲洲
副組長：白成彬
組員：李仲學、李春野、潘曉勇、韋健正、劉中陽、樊海清、李岩楓、郝俊鎖、王棟、李維巨集、呂云峰、趙其良
二、 試驗工點
1、 承臺：李家灣雙線大橋10#橋墩承臺
2、 墩柱蓋梁：李家灣雙線大橋9#橋墩
3、 隧道仰拱回填：石鼓咀隧道
三、 預期目標
1、通過優化混凝土設計配合比，以降低混凝土水化熱所產生的溫度、收縮變形，而到達予以控制現澆混凝土裂縫產生；
2、通過施工控制措施，防止混凝土裂縫產生；
3、實現大體積混凝土一次整體澆築，取消各種處理工作，從而簡化施工程式，加快施工進度，提高結構整體性。
根據大體積混凝土裂縫產生的原因制定相應措施，經過現場實踐，最終實現全標段大體積混凝土結構物無裂縫現象產生。
四、大體積混凝土裂縫產生的原因
大體積混凝土施工階段產生的裂縫，一方面是混凝土的內部因素：由於內外溫差而產生的；另一方面是混凝土的外部因素：結構的外部約束和混凝土各質點之間的約束，阻止混凝土收縮變形，而混凝土抗壓強度較大，但手拉里卻很笑，所以溫度應力一但超過混凝土承受的抗拉強度時，即會出現裂縫。
這種裂縫的寬度在允許限值範圍內，一般不會影響結構的強度，但卻對結構的耐久性有所影響，對結構的美觀性有較大的影響，因此必須予以重視和加以控制。產生裂縫的主要原因有以下幾方面：
1、水泥水化熱
水泥在水化熱過程中要釋放一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面係數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水花熱無法及時散發出去，以至於月季約稿，使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，並隨混凝土的齡期而增長。
由於混凝土結構表面可以自然散熱，實際內部的最高溫度，多數發生在較諸侯的最初3~5天。
2、外界氣溫變化
大體積混凝土再施工階段，它的澆築溫度隨著外界氣溫變化而變化。溫度應力是由於溫差變化造成的，溫差愈大，溫度應力也愈大。因此，因採取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。
對於大體積混凝土，因其自身具有保溫效能，內部散熱比其表面散熱要緩慢得多，因此內部溫度（混凝土內部溫度一般可達到60~65℃）在澆築後的一段時間裡，將比其表面溫度高得多。混凝土內部與其表面的溫差如果能控制在一定範圍內，則混凝土將不會產生表面裂縫（規範規定溫度差值為25℃）。
3、混凝土的收縮
混凝土中約20%的水分是水泥應化所必需的，而約80%的水分要蒸發。多於水分的蒸發引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起的混凝土收縮。
如果混凝土收縮後，在處於水飽和狀態，還可以恢復膨脹並幾乎達到原有的體積。影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻和料的品種，以及施工工藝（特別是養護條件）等。
五、預防混凝土裂縫的措施
根據上述混凝土裂縫產生的原因，採取相應預防措施。
1、優化選用原材料
（1）水泥：選用水化熱低、凝結時間長的水泥，有選中低熱礦渣矽酸鹽水泥，並控制水泥用量，一般控制在300kg/m3以下；
我單位使用的水泥為「富皇牌早強普通矽酸鹽水泥」，為了減少單位混凝土中水泥用量，保證混凝土的和易性和可幫浦性，在混凝土中摻入i級粉煤灰，建議c30混凝土使用標號為42.5#的水泥，同時降低水泥水化熱。
（2）摻複合型外加劑，控制水灰比，延長緩凝時間
依據大體積混凝土裂縫產生的原因，複合型外加劑應具有：減水效能——降低混凝土的用水量，控制混凝土失水收縮；並通過較少用水，降低單位混凝土水泥用量。緩凝效能——延長緩凝時間，減慢水泥水化熱釋放數度，推遲和降低體內溫度峰值。
微膨脹效能——微膨脹效能達到補償混凝土收縮，控制或減少混凝土收縮開裂。
（3）嚴格控制骨料級配和含泥量
選用5~31.5mm的級配卵石，細度模數2.8~3.00的中砂。砂、石含泥量控制在1%以內，並不得含有有機制等雜物。
2、優化混凝土設計配合比
混凝土中砂率控制在40~45%之間，在滿足施工條件和強度的條件下，盡可能降低砂率，減小坍落度，降低單位體積水泥用量。經過理論計算，並經過試驗優選確定混凝土設計配合比。
c30粉煤灰混凝土理論配合比計算：
（1） 已知條件：
混凝土設計強度等級為c30，其標準偏差σ0=5mpa；
混凝土拌合物坍落度為70~90mm；
水泥採用32.5r普通矽酸鹽水泥，ρc=3.1g/cm3；
粗骨料為卵石，其最大粒徑為31.5mm，ρg=2.7g/cm3；
細骨料為中砂（混合砂），ρx=2.6g/cm3；
i級粉煤灰，ρf=2.85g/cm3；
復合外加劑，減水率18%，摻量1%；
（2）優選混凝土配合比方法
以既有c30混凝土設計配合比為依據，按已知條件調整單位混凝土水泥用量，通過試驗確定。
基準配合比：水泥：砂：
石：水：粉煤灰：
高效減水劑=340：502：1321：
165：92：4.
32，通過計算單位混凝土水泥用量為：320、300、280的試驗強度，確定滿足設計混凝土強度的最小水泥用量的配合比。
3、控制混凝土入模溫度
（1）混凝土中的各種原材料，尤其是石子和水，對出機溫度影響最大、氣溫高在砂石堆場設定簡易遮陽棚，氣溫較高時可採取向骨料噴水等措施；
（2）夏季施工時，在輸送幫浦送時採取降溫措施，以防止混凝土溫度公升高在攪拌站搭設遮陽棚，攪拌用水用機井現抽的冷水；
（3）水泥嚴禁使用新進場的帶有大量熱量的水泥，進場的水泥要碼在蔭涼通風的地方散熱一段時間後再用；一般進場水泥需要存放15天後使用。
4、混凝土施工
（1）混凝土澆築順序的安排，以薄層連續澆築以利散熱，不出現冷縫為原則；
①採取分層澆築，每層的厚度為：在基礎、無配筋混凝土或配筋稀疏構件中，分層厚度控制在250mm；在梁、柱結構中，分層厚度控制在240mm；
②分層澆築時，應保證在下層混凝土凝結前將上層混凝土澆築並搗固完畢；
③根據一層澆築混凝土量和混凝土運輸能力、兩層澆築完畢間隔時間（一般為2h）確定澆築方案：
全面分層——在整個抹板內全面分層，灌注區面積下為基礎平面面積；第一層全部澆築完畢後澆築第二層，爹仍在第一層混凝土凝結之前，全部澆築振搗完畢，如此逐層進行；橋梁承臺、墩柱蓋梁面積較小宜採用該方法。
分段分層——混凝土從底層開始澆築，進行一定距離以後就回頭澆築第二層，如此向前呈梯形推進；隧道仰拱回填面積較大宜採用該方法。
（2）混凝土澆築振搗過程中的泌水應予以排除；
（3）混凝土振搗採用二次振搗的方法加快混凝土的熱量散發，使溫度分部均勻；振搗採取直上直下，快插慢拔，不過振、漏振，確保混凝土的密實度；
（4）灌注完混凝土後將混凝土面抹平整、去除浮漿，在混凝土凝固前二次收漿人工壓抹兩邊，以消除表面收縮裂縫。
5、保溫、保濕措施
（1）混凝土內部中心溫度與表面溫差應控制在25℃以內；混凝土澆築實際進行測溫；混凝土公升溫階段，每隔3h測溫一次；混凝土降溫階段，每隔6h測溫一次。根據理論和經驗，一般混凝土澆築3天後內部溫度達到最高，最高達70℃；之後混凝土內部開始降溫，6天後一般在55℃左右。
（2）根據本工程特點，混凝土不進行內部溫度測量；但根據理論需進行氣溫、混凝土表面溫度的測量；測量記錄標如下：
混凝土入模溫度測量記錄表
但測量混凝土表面溫度與混凝土內部理論溫度差值差過25℃時，需採取草袋等臨時保溫覆蓋措施
（3）混凝土保濕措施：混凝土拆模後，及時採用一層塑料薄膜對結構物進行覆蓋封閉，承臺、蓋梁頂面在塑料薄膜外覆蓋草簾作保溫。
混凝土養護溫度控制測量記錄表
（4）本工程混凝土為粉煤灰混凝土，且摻入複合型外加劑具有緩凝作用；因此，要求混凝土養護不得少於14天；在養護過程中，隨時注意保濕（灑水）。
養護是大體積混凝土施工中的一項關鍵工作。養護主要是保持事宜的溫度和濕度條件，以控制混凝土內錶溫差，促進混凝土強的正常發展及防治裂縫的產生。
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