船闸混凝土温控防裂施工技术分析

宋金峰

摘要：随着国民经济发展水平的不断提高，水运工程的建设数量和规模也在逐渐的扩大，其中船闸作为水运工程中的重要组成部分，也发挥着重要的作用。在船闸施工时需要用到大量的混凝土。由于受到外界因素的影响，若混凝土所承受的温度应力超过了其自身的抗拉强度，就会导致裂缝出现在混凝土结构中。本文主要对混凝土温控防裂技术在船闸施工中的应用进行了分析，以期为具体的施工操作行为提供理论指导。

关键词：船闸；混凝土温控防裂；施工技术

船闸混凝土属于非均质材料，由于受到外界因素的影响可能会出现温度裂缝，所谓的温度裂缝是指混凝土结构物在外界荷载作用下而出现的裂缝，导致这种裂缝出现的原因是多方面的，主要包括温度、不均匀沉降等。混凝土裂缝的产生会使得船闸的稳定性受到影响。如果不及时采取相应的防控和修复措施，将导致在船闸工程中存在一定的安全隐患。根据《混凝土结构设计规范》中的规定，如果在混凝土构件中的裂缝超过了0.2-0.3mm，会出现较为严重的渗水情况，必须要对裂缝进行灌浆处理，确保混凝土的强度和稳定性能能满足施工的要求。在船闸施工中，混凝土温控防裂施工技术的应用，能够实现对混凝土温度的检测和控制，将施工过程中混凝土的温度控制在标准之内，避免出现温度应力超过混凝土最大抗拉强度，使混凝土构件的防渗性能和承载能力受到影响。

1工程案例

某船闸工程距离下河口45km，拟将其规划为Ⅳ级标准的航道，将船闸的年通航能力设计为400万吨，按照相应的标准和要求来开展施工作业，根据实际的地质情况在闸首处设计为钢筋砼机构，上闸首的规格尺寸为长20m，宽24m。经由技术人员对施工现场的勘测，船闸工程的施工条件相对良好，周边紧邻公路工程，为施工材料的运输提供了极大的便利。施工范围内的地势无太大的起伏，整体地势平坦，经测量得出地表的标高在23-25m之间。根据施工《水工混凝土施工规范》和方案设计的要求，将混凝土构件的内外温度差值确定为25℃以下，基面和底面的温差保持在20℃以内，如果在实际的施工过程中超出了这一范围，就需要及时采取相应的处理措施，防止在混凝土构件中出现裂缝，影响船闸工程的稳定性能。

2船闸混凝土产生裂缝的原因

2.1水泥水热化因素的影响

在船闸混凝土施工时，水泥材料在水化的过程中由于其中一系列的物理反应，需要释放出一定的热量，但是受到外部断面的影响，所产生的热量不能及时地释放出去，使得混凝土构件内部的温度不断的上升。在此过程中混凝土的配合比是影响温度变化的重要因素，原材料的用量不同，水热化所释放出来的热量也存在差异。一般情况下，水泥混凝土的导热性能比较差，且随着混凝土固结强度的增加，对内部温度变化的反应能力也在不断地增强，如果温度应力的变化范围超过了混凝土所能承担的最大抗拉强度，就会导致混凝土表面出现裂缝。

2.2外界氣温变化

船闸混凝土在施工的过程中，其质量也会受到外界因素的影响。一般船闸工程的施工周期相对来说比较长，因此可能会出现较为明显的温度变化情况，混凝土内部的温度由多种元素组成，外界温度与混凝土构件的温度成正比例关系，如果外界温度突然下降，那么所形成温差就会导致温度应力的出现，且温度应力随着温差的变化而逐渐的增大，待温度应力达到一定的数值之后就会出现混泥土裂缝。因此在施工的过程中应严格控制内外温差值的大小，一旦温差超过设计方案要求的范围，应及时采取相应的处理措施。

2.3约束条件的变化

约束条件是指外界的因素件会阻碍混凝土结构在固结的过程中产生的形变，一般情况下混泥土的变形值的计算方式为s=△T*a（其中T为温差，a为温度膨胀系数），如果混凝土变形所产生的张力超过了其自身所能够承担的最大拉伸至，就会导致裂缝的出现。在具体的施工操作时应对约束条件的变化加以重视，将温度差控制在合理的范围之内。

2.4混凝土的收缩变形

在船闸混凝土固结的过程中，由于材料之间存在缝隙和水分，会出现一定的收缩与裂缝变形现象，会导致混凝土的性质受到影响。但是混凝土的收缩时间相对来说比较长，它是一个缓慢的过程，其中具体的收缩系数与龄期的关系如表1所示。

在船闸混凝土固结的过程中，收缩变形的情况根据实际条件也会有所差异。自由收缩主要是在固结时化学作用引起的，其变形值也具有不确定性。塑性收缩一般发生在混泥土浇筑完成的初期，此时水化现象比较剧烈，出现湿度变化较大的情况，进而由于水分的缺失而出现收缩现象，这种收缩变形所产生的量级很大，可以达到1%左右。碳化收缩现象的发生需要遇到的一定外界条件，在混凝土构件湿度为50%左右时会出现此类收缩的现象。在具体的施工中，温差是导致收缩现象出现的主要原因。

3船闸混凝土温控防裂施工技术的应用分析

3.1现场温度监测

在船闸混凝土施工的过程中，应按照相应的标准对施工现场的温度进行实时监测，一般需要采用性能相对比较稳定的温度传感器，通过对各个监测点温度的测控，来制作现场温度变化的曲线图，及时发现在施工过程中存在温度应力过高的部分，并采取相应的处理措施。在具体的施工操作中温度应力发展变化的工程如图所示。

根据施工现场的实际情况选取相应规格的传感器，在钢筋绑扎施工的过程中将传感器准确地安放至设计方案要求的位置，为了避免由于施工操作中混凝土振捣作业对传感器的正常运行造成破坏，尤其是传感器的导线部位，应采取一定的防护措施。

3.2底板施工过程中的温控措施

3.2.1降低水泥热化

船闸混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥热化的影响因素，在降低水泥热化方面，首先是对于各项原材料的选择，可根据工程的实际情况选取低水热化的水泥材料，在条件允许的范围内可采用一定量的减水剂，这也能够达到降低水热化的目的。其次是在配合比设计和拌制时，配合比的设计应充分考虑到水泥热化的影响因素，双掺法的应用能够有效地减少水的用量，降低后期在固结过程中水泥所释放出来的热量。

3.2.2加强施工中的温度控制

在混凝土砼入模的时候，以施工现场的实际情况为依据，尽量降低入模时的温度，如果施工现场的温度比较高，还可以采用低温水进行混凝土的拌合工作。在混凝土浇筑施工完成之后，必须按照相关的标准进行养护工作，定期对表层洒水，使得表层温度得到缓慢地下降，避免出现温度骤降的现象，导致混凝土构件内外的温度差过大，温度应力增加出现混凝土裂缝，在养护作业的后期还应在表层覆盖土工布，防止暴晒。在地板施工的过程中还需要配备冷却水管，实时检测底板温度变化，在温度过高时进行冷水浇筑。

3.3闸墙施工中的温控措施

一般情况下闸墙部位的厚度相对比较大，在此部分混凝土土浇筑的过程中，尽量是配合比的设计得到优化，适当添加粉煤灰的用量，减少水泥用量或者是选用低水热化的材料。此外还需要在混凝土构件的内部采取相应的降温措施，在混凝土构件内部降温散热方面，循环水是一种较为高效且操作简便的方式，在混凝土浇筑的过程中，将冷水注入钢管内部，使混凝土的温度得到有效的降低。其具体的操作措施是在闸墙下侧部位放置散热管，散热管在连接冷水源的同时，在另一侧需做好排水工作，防止在施工现场产生积水的问题。

4结束语

综上所述，在船闸工程建设的过程中，混凝土施工是重要的组成部分，其施工质量对于船闸的稳定性和承载能力有着重要的影响。但是由于混凝土构件容易受到外界温度因素的影响而形成相应的温度应力，一旦温度应力的数值超过了混凝土构件所能够承担的最大抗拉值，就会产生混凝土裂缝，因此在施工的过程中应对混凝土的温度进行实时的检测，及时发现温差过大的问题，并采取相应的处理措施。endprint