混凝土工程水化热控制措施

水化热的影响因素是多方面的，如水泥 熟料结构和水灰比、入模和养护温度、水泥

内置钢筋骨架形成的钢筋混凝土使钢筋的 细度和混合材料掺量与质量、浇筑层厚度 等。水灰比影响水化全过程并且二者成正

抗拉性能和混凝土的抗压性能都能得到良 好的发挥，适用于多种结构形式，广泛应用

比，水化程度随水灰比的增加而提高。水泥

于房屋建筑结构、抗震抗暴结构、防护结构 等。然而裂缝是混凝土工程的通病，轻则影

4种主要矿物熟料完全水化放出的热量关系 为铝酸三钙 > 硅酸三钙 > 铁铝酸四钙 > 硅

响混凝土工程的观感质量，重则对混凝土工 酸二钙，因此，降低铝酸三钙和硅酸三钙含 量对控制水泥的水化热是有利的。入模温度

程甚至整体工程的质量和安全产生影响。本文将围绕引起温度裂缝的关键因素水

主要影响混凝土初期水化程度，入模温度 越高，初期水化程度越高，水化速度越快。

化热的产生机理和影响因素，水化热对混凝

土工程的影响，水彳燉的控制措施以及由水 化热引起的温度裂缝的修木潴施这4个方面

浇筑层厚度越大，内部水化热量越不容易散 发，水化热发展完成所需要的时间就越长。

进行阐述。二、 水化热产生机理及影响因素另外，有研究结果表明混凝土浇筑的间歇时 间和拆模时间对混凝土水化热影响不大，但

水泥作为混凝土重要组分之一，其熟料 的主要成分有硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三 钙和铁铝酸四钙，力口水拌和后，4种主要矿

晚拆模对控制内外温差，防止混凝土表面开 裂具有一定的作用。三、水化热对混凝土工程的影响混凝土的导热能力差，普通混凝土在含 水饱和时导热系数小，相应的扩散率一般物与水发生作用，这一过程会放出大量的热 量，称为水化热，水化热可以使混凝土的温13在0.002-0.006m2/h之间。由此可见，混凝 土提及越大（特别是大、厚混凝土结构），

除水泥品种外，水泥用量是影响水泥水化热 的另一个关键因素，且水泥用量和水化热成

内部热量散发到外界所需的时间就越长。 混凝土水化升温产生较大的内部温升值，

正比。可在不影响混凝土强度等级和使用性 能的前提下减少水泥用量，降低水化热的

在混凝土内部和外界形成较陡的温度梯度, 温度梯度产生温度应力。在混凝土强度增长 过程中，当瞬时温度应力大于瞬时混凝土抗

产生。构成粉煤灰-水泥胶凝体系是实践中减 少水泥用量的较为有效的方法，其原理是适

拉强度时，就会产生表面裂缝和浅层裂缝甚 量掺加粉煤灰等矿物掺合料来代替部分水 泥。研究表明，粉煤灰掺合料的引入，可 使混凝土水化升温变得持续且缓和，粉煤

至是纵深裂缝和贯穿裂缝，从而影响混凝土 强度、耐久性和抗渗性等性能，不利于混凝 土构件工作，特别是纵深裂缝和贯穿裂缝会

灰掺量在30%~40%时水化热峰值较基准降

严重影响混凝土工程和整体工程的质量和并且，在混凝土搅拌、运输、浇筑阶段,

低14%~23%。随着掺加技术的不断发展， 目前粉煤灰和矿渣粉双掺技术也得到广泛

应用，在减少混凝土重中水泥用量，降低水

水化热会影响混凝土和易性从而影响混凝 化热方面起到了良好作用。减少水泥用量的

土施工的操作性；在混凝土养护阶段，水化 热会影响混凝土强度增长和外观成型，从而 影响混凝土强度指标和观感质量。因此从搅 拌运输到浇筑养护的混凝土工程施工全过

另一种有效方法为采用级配较好，粒径较大

的粗骨料，因为较大粒径的骨料可减少骨料

和水泥浆的接触面积，从而降低水泥浆用

量，研究结果表明相同水灰比情况下，采用 5~40mm碎石比采用5~25mm碎石可减少

程，均需要对混凝土温度和温差进行控制。 进行温度和温差控制的关键是控制水化热,

水泥用量约20kg/m3o另外，适当添加缓凝剂、膨胀剂等外加 剂。缓凝剂可延缓混凝土水化热的释放，缓 和混凝土内部温升值；膨胀剂可起到不M尝混

避免纵深裂缝，减少表面裂缝和浅层裂缝。四、混凝土工程水化热控制措施1.原材料选择和材料结构优先选用低水化热、水化速度慢的水泥。

凝土收缩产生的应力的作用。同时要控制外 加剂掺量在水泥质量的1%范围内。水化速度与水泥熟料含量结构有关，铝酸 三钙和硅酸三钙水化速度较快，水化放热

2.控制入模温度入模温度是混凝土水化温度增长的基

较大，因此优先选用铝酸三钙和硅酸三钙

含量低的水泥，如矿渣水泥和粉煤灰水泥。础，降低混凝土入模温度，可降低混凝土水 化放热后混凝土内部的温度峰值，减小温度 应力，从而预防温度裂缝的产生。入模温度控制措施主要有降低拌合水温

度和降低骨料温度。在实践中，常采用冰水 拌和混凝土来降低入模温度的方法，也发挥

T良好作用，是降低混凝土入模温度的较为

14有效的措施之一。另外可用水冷却粗骨料和

细骨料，以降低混凝土的入模温度，同时须

注意对含水率的影响问题。液态氮降温措施也尝试性的应用在了混

凝土工程中。早在20世纪80年代，美国北 卡罗来纳州在建造一座桥梁时就将液态氮

注入混凝土拌合物中使混凝土浇筑物的温 度不超过23.9 9。并且，日本和马来西亚

在大坝建设时也都采用了液态氮冷却混凝 土。但液态氮对混凝土性能的影响和液态氮

次抹压工艺，其对于混凝土表面的干缩裂缝

具有非常良好的补偿作用，可有效减少混凝

冷却技术的成本高昂等问题还有待进一步 土的表面龟裂现象。对大体积混凝土进行二次抹压处理后，

研究。3. 施工工艺措施混凝土工程施工过程中，控制水化热较

及时对混凝土进行养护，并且尽可能缩短 混凝土终凝后至养护开始的时间间隔。同

为有效的措施有：在混凝土内部配置循环冷 时要注重混凝土内外温度的监控和混凝土 表面保温，温度检测频率为l~4d时段内不

却水管和控制浇筑层厚度等。混凝土导热系数低，内部温度散发需要

少于1次/4h, 7d至测温结束时段不少于 1次/12h。覆盖材料对混凝土进行保温保

较长时间。在混凝土内部配置循环冷却水管 并注入冷却循环水从而加快混凝土内部温 度降低，避免温度在混凝土内部的集中产生

湿，保证混凝土内夕卜温差在规定范围内以防 止出现表面裂缝。可采用对混凝土覆盖面喷 雾的措施来保证混凝土养护所需的水分。同

较大温度应力。浇筑层越厚，内部水化热量越不容易散 发，混凝土内部聚集的热冒随水彳匕程度的增

时，使混凝土强度稳定增长，要保证混凝土

保温养护时间，有特殊要求的部位宜适当延 长养护时间。五、温度裂缝修复方法长而增长，当混凝土外部温度降低较快时，

会产生较大的内外温差，因此根据施工实际 情况确定合适的浇筑层厚度，有利于混凝土 内部温度散发。采用利于实时降温的施工工

水化热弓I起的温度裂缝修复除常规的表

面修补法、开槽法、低压灌浆法、结构加固 法之外，还有两种新型的修复方法，分别是

艺，如分层浇筑利用浇筑层面散热，而分层 厚度应控制在合理范围内。为保证混凝土密 实度和均匀度，应充分振捣，防止漏振。电化学防和仿生自愈合法。电彳匕学防主要是通过电化学作用钝 化钢筋，从而达到对混凝土的保护目的，有

另外，可适当设置后浇带和伸缩缝来减

少温度裂缝产生。4. 浇筑后措施及养护浇筑完成后，在混凝土初凝前和终凝前 分别进行抹压处理，应特别重视终凝前的二阴极防、氯盐提取法和碱性复原法三 种。仿生自愈合法是在混凝土中添加含粘结

剂的液芯纤维等特殊组分，使混凝土在出现

裂缝时可以模仿生物受伤自愈合的机理自15中川学

施蔽工經须JB注茫蠢K的间题

•施工工艺□郭炳辉尤文英百年大计，质量第一，对中小学校建筑工程而言，

施工质量更是重中之重。从设计环节到施工环节直至 竣工交付使用，近年来我国从设计标准的提高到施工 验收的严格可以看出对全国中小学校舍工程安全的重 视程度。中小学校内人流量大的地方往往易出现安全

事故，而楼梯间是比较容易忽视的管理漏洞，而楼梯 栏杆则是在装修阶段施工易忽视的分项工程，往往到

竣工验收才发现与设计验收规范不符，影响了工程的 交付使用。本文就中小学楼梯栏杆施工中容易出现的

问题与大家进行探讨。行修复的一种新型方法。六、小结全过程对混凝土水化热进行控制，减小温度 应力，始终保持混凝土的瞬时抗拉强度大于

水化热是混凝土内部温度聚集和产生内 温度应力，预防混凝土产生温度裂缝，对混

夕卜温差的关键因素，从原材料选择到材料构 成配置，从搅拌、浇筑到养护的混凝土施工

凝土工程施工特别是大体积混凝土施工、高 温环境下混凝土工程施工具有重要意义。16