大体积混凝土施工温度与裂缝的控制

大体积混凝土施工温度与裂缝的控制

【摘 要】本文对大体积混凝土施工裂缝产生的原因作出了分析，为了避免水化热过大造成的温度裂缝，笔者通过施工实践，从材料、配合比、施工、养护等方面总结了相应技术措施。

【关键词】大体积混凝土；温度；裂缝

现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。

1 原因分析

大体积混凝土的非均匀温差，如水化热温升，表面降温，表面降温，表面收缩等都可能引起自约束应力。自约束应力超过混凝土的抗拉强度便出现裂缝。出现的裂缝主要有两类：

表面裂缝：混凝土浇筑后，水泥水化热较大，使混凝土温度上升，当聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发时，混凝土内部温度将明显升高。此外，当混凝土的坍落度较大时，混凝土表面水分蒸发引起的体积收缩也会使混凝土表面产生表面裂缝。

贯穿裂缝：大体积混凝土降温时，由于温度降低引起混凝土收缩，同时混凝土多余水分的蒸发也会引起体积收缩变形。但受到地基和结构边界条件约束，结构内部便会产生巨大收缩应力(拉应力)，当拉应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土整个界面会产生贯穿裂缝，称为结构性裂缝，给工程带来较大危害，直接影响结构的安全性能和抗渗性能。

因此，控制大体积混凝土因水泥水化热引起的温升变化．，防止混凝土出现裂缝是是施工技术分关键问题。在大体积混凝土的施工中，采取以防为主，采取温控技术，在原材料的选择、配合比设计、浇筑、保温养护及施工过程中的混凝土内外温度监测等环节，采取一系列的技术措施，以防止大体积混凝土出现有害裂缝。

2 原材料的选择

2.1 水泥

采用中、低水化热的水泥配置混凝土。

2.2 粗骨料、细骨料

用粒径较大、级配良好的粗骨料，用中、粗砂作为细骨料。可以减少用水量，减少混凝土的收缩。掺加总量不超过10％的石块，清洗过的石块粒径为100mm～150mm，可以减少混凝土用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。

2.3 掺合料

掺合料应符合现行国家标准的规定。通常通过试验确定，掺入适量的粉煤灰，可以改善和易性，降低水灰比，以达到减少水泥用量，延缓水化热，提高抗裂性的目的。

2.4 砂、石料含泥量的控制

严格控制砂、石含泥量，如果混凝土中含泥量偏多，不仅增加混凝土的收缩变形，而且降低了混凝土的抗拉强度。砂的含泥量控制在2％之内，石子的含泥量控制在1％之内，骨料中针片状颗粒含量控制在10％之内。

3 配合比

根据本工程结构的不同特点和设计要求，综合气候条件等影响以及施工现场的生产管理状况，对混凝土提出如下要求：1采用低水化热矿渣硅酸盐水泥；2采用自然连续级配的粗细骨料，具有较好的和易性，较少的用水量和水泥用量；3坍落度为12～14cm；4初凝时间6~8h。

根据以上要求，抓住如何降低水化热这个关键，并使混凝土具有高性能，提前对混凝土配合比进行了大量的试验，并选用不同的水泥、掺合料、外加剂进行了试验，取得了十几组试配数据，测试了不同配合比混凝土的收缩率及收缩与龄期的关系，并根据试验结果，通过多方面考虑研究。

4 大体积砼浇筑

4.1 大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用全面分层即将整个结构浇筑层分为三层或多层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未凝结时，开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至完成。基础混凝土浇筑从短边开始，沿长边推进浇筑。

4.2 分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N／mm2，混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室温度之差在25℃以下时进行。

4.3 机械振捣，振捣棒“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实，振捣完毕后初凝前对混凝土表面进行二次抹面，以减小混凝土表面的收缩裂缝。

5 大体积砼测温

为确保基础大体积砼的施工质量，防止由于砼结构内外部较大的降温速率差所产生的有害裂缝，除应合理地选择砼所用原材料和制定严密的施工技术措施外，还应对其进行温度监测。在测温过程中，当发现温度差超过25℃时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止砼产生温差应力和裂缝。

5.1 测温目的

为了随时了解和掌握各部位砼在水化和硬化过程中，由于水泥水化热产生的温度和温差变化情况。气温较低，对砼配合比将进行专项设计，可以采用掺入引气型减水剂和早强剂搅拌，降低砼中液相成份的冰点，促使水泥水化和改善砼的性能，以保证砼在低温和负温养护区间砼的强度能持续增长和不受冻坏。

5.2 测温点布置

测温点的布置力求反映砼内部温度现场的变化情况。由于砼量大，浇筑时间长，故测点布置基本以平面长、短轴中心线对称分布，使整个结构内部的温度场变化处于及时有效的监控状态之下。

1）测温点的布置——必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800mm；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的6～10倍，测温点的布置，距边角和表面应大于50mm。

采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。

5.3 温度监测

砼测温采用热电偶温度传感器埋设于砼内部测点布置处，通过补偿导线与信号采集仪配套进行自动巡回检测，采集到的温度信号由微机进行处理，并显示和

打印其计算结果。同时对温升、温降趋势予以分析和温差预警及超温差自动报警。

所有测温孔均应编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。

测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对砼施工和质量的控制依据。

5.4 测温时间从砼浇筑8－10小时开始，五天内（温度上升阶段）每2－4小时测试一次，五天后（温度下降阶段）每4－8小时测试一次。同时应测大气温度。并根据砼内部的温度变化情况随时增减测温次数，以确保测温工作的连续性和可靠性。发现异常情况及时通知有关部门，以便采取有效措施。砼浇筑后观测十天。

6 混凝土养护

混凝土浇注后，立即在表面覆盖一层塑料薄膜，两层草袋，并进行草袋内的浇水养护，利用草袋的保温作用将混凝土在硬化过程中产生的水化热贮存在混凝土表面与草袋之间，从而提高混凝土的表面温度，将混凝土的内外温差控制在25℃内。

7 结语

大体积混凝土防裂施工的关键是从大体积混凝土施工的各个环节控制混凝土内部温度变化，以达到控制混凝土温度裂缝的目的。做好温度检测工作，加强养护等方面采取有效的施工技术措施，施工中严格管理，严格操作，确保了工程质量。