三亚南防波堤胸墙、护肩大体积混凝土裂缝控制技术

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1、三亚南防波堤胸墙、护肩大体积混凝土裂缝控制技术摘要本文针对三亚南防波堤胸墙、护肩大体积混凝土，在现场无法预埋冷却水管和施工条件差、气候炎热、大风等特殊情况，提出综合性大体积混凝土裂缝预防措施，有效地降低了水泥水化热，防止了混凝土产生裂缝。关键词大体积混凝土裂缝配合比防波堤1工程概述三亚工程南防波堤总长1028m，分东西两段。堤头段均为长34.8m的明基床直立沉箱结构，西段斜坡段长253.2m，顶部直接安装护面块体，东段斜坡段长705.2m，顶部为混凝土胸墙和护肩。挡浪墙混凝土基础分别为碎石整平层、二片石整平层和堤心石。南防波堤混凝土总方量约4万方，工期6个月。其中东段斜坡顶

2、部的胸墙和护肩混凝土为现浇混凝土，设计标号为C30，每段长15m，下部尺寸为10m×10m×3m～2m，上部呈梯形，底宽3m，顶宽1.5m，高3.5m～4.5m；护肩结构尺寸分别为5m×4m×2m和5m×2.6m×1.2m。在标高3.5～4.5m处分两层浇筑。下层混凝土方量约为281m3，上层混凝土方量约为71m3。现场施工时，混凝土由水上混凝土站搅拌后用泵输送至施工现场浇筑，泵送距离约50m。现场年平均气温为25℃，月平均最高气温为29℃，最低气温为20℃，极端最高气温36℃，极端最低气温5℃。由于胸墙和护肩现浇混凝土方量大，属大体积混凝土，且内部不能预埋金属冷却水管，加

3、上施工条件差，如果不采取有效措施，混凝土将会出现裂缝，影响施工质量。为了保证工程的顺利进行，确保胸墙和护肩现浇混凝土的质量，二航局三亚项目部委托武汉港湾工程设计研究院对南防波堤胸墙、护肩大体积混凝土裂缝控制技术进行研究。2研究方案所谓大体积混凝土，由于其结构尺寸大，水泥用量较多，水泥水化热引起的混凝土温度升高不易及时散发，形成混凝土内外较大的温度差异。较大的温度变化和差异引起混凝土体积变化所产生的温度应力，会导致受约束的混凝土开裂。一般防止大体积混凝土产生裂缝的主要措施是：合理的分层、分块、分缝，采用低热水泥，在受压区埋置块石，加掺合料（如粉煤灰），埋入冷却水管，预冷骨料，

4、预冷水，加强养护等。由于该工程的具体情况，无法采取埋冷却水管来降低混凝土温升，减少水泥水化热成为降低混凝土绝热温升的关键措施。降低混凝土发热量的主要措施有：（1）采用低水化热的水泥，一般应用中热或低热水泥；（2）应用低开裂温度的胶凝材料（用开裂试验架按标准方法测定开裂温度小于10℃）；（3）掺加粉煤灰；（4）应用缓凝高效减水剂。由于现场水泥已无法更换，且工期紧迫，我们主要考虑通过对胸墙和护肩混凝土的原配合比进行优化，在保证混凝土强度和工作度的前提下，通过增加粉煤灰的用量，降低水泥用量，并降低每方混凝土胶凝材料总量，来减少水泥水化热。同时采用其他措施，共同控制混凝土裂缝，保证

5、混凝土质量。2.1混凝土配合比优化设计2.1.1设计要求（1）混凝土设计强度为C30，采用普通硅酸盐水泥拌制，并掺入粉煤灰取代部分水泥以降低水化热；（2）要求坍落度在14～18cm，并应具有良好的和易性、保水性、粘聚性；（3）混凝土缓凝时间6小时。2.1.2试验依据《水运工程混凝土施工规范》JTJ268－96《水运工程混凝土试验规程》JTJ270－982.1.3试验用原材料（1）水泥：广西鱼峰42.5P.O水泥；广西红水河32.5P.O水泥；（2）砂：藤桥产河砂，细度模数2.8；（3）石：亚龙湾花岗岩碎石，规格为5mm～25mm、20mm～31.5mm两级配；（4）粉煤灰：

6、海口Ⅱ级粉煤灰；（5）外加剂：北京兴宏光外加剂厂WDN－2型高效减水剂；武钢浩源外加剂厂FDN－9000型高效减水剂；上海海碧建材有限公司WL－3型高效减水剂。（6）拌合水：自来水。2.1.4试拌结果通过配合比优化设计，和原配合比相比每方混凝土水泥用量减少49kg左右，粉煤灰每方掺量增加15％，水灰比约减小0.02。为了解决原配合比混凝土早期强度偏高、工作度不好的问题，在其他原材料不变的情况下，采用32.5P.O水泥代替42.5P.O水泥，并考虑设计要求及现场实际情况，采用现场提供的原材料，用三种混凝土外加剂进行了试拌，试拌结果表明：（1）除个别组的28d强度达不到配制强度

7、以外，其余各组都达到了配制强度。掺30％粉煤灰的混凝土强度比掺40％粉煤灰的略高；（2）增大粉煤灰用量，混凝土的和易性得到明显改善；（3）不同批号的WL－3减水率相差很大，同样掺量时实际水胶比为0.43～0.51，波动较大；（4）在满足28天设计强度的前提下，用32.5P.O水泥配制的混凝土工作度明显好于用42.5P.O水泥配制的混凝土。2.1.5水化热测试根据现场试拌结果，选用鱼峰42.5P.O水泥和红水河32.5P.O水泥，掺入一定比例的粉煤灰，测试其1天、3天、7天的水化热，为大体积混凝土应力场及温度场计算提