淺談大體積混凝土溫度裂縫的質量控制

【摘 要】本文就大體積混凝土溫度裂縫的原因進行了分析，重點對溫度裂縫的質量控制作出了詳細的闡述。

【關鍵詞】大體積混凝土；溫度裂縫；質量控制

水泥混凝土易于開裂現象的本質，在于其粒子與粒子之間僅存在弱物理鍵的相互作用，抗拉強度比抗壓強度要小一個數量級甚至更多，斷裂能僅約為102J/m2量級，而其微結構的不均勻性，以及在硬化早期因多方面原因造成的損傷、微裂縫和拉應力，進一步使它易于開裂。

1.大體積砼溫度裂縫的產生的原因

大體積砼是指結構斷面最小尺寸在80厘米以上，同時水化熱引起的混凝土內最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土。大體積砼結構在施工中容易產生裂縫，長期的工程實踐表明，造成大體積鹼出現裂縫的因素極其復雜而且是多方面的。其中有:①鹼配合比設計上的問題:水泥用量大，水泥發熱量大，造成鹼水化熱溫升過高，溫度變化急烈;水灰比大，灰漿量大，造成硅收縮量過大;原材料性能不良，造成鹼本身抗裂能力低。②鹼施工質量上的問題:下料不均勻，振搗不密實;澆筑安排不善，硅內部形成冷縫。③硅養護上的問題:硅表面裸露干燥，風吹日曬，同部與表面溫差過大;外界氣溫驟降時鹼表面無保溫措施。④結構型式及構造上的問題:幾何尺寸大，超長超厚;形狀突變處未妥善處理;配筋不合理。⑤地基問題:基礎約束面受強約束，沉降不均勻等等。而產生的裂縫稱為溫度裂縫。因此，應當針對大體積砼自身的特點，對其溫度及溫度應力的變化規律、溫度裂縫的控制技術等方面開展一系列的研究。

2.有效控制大體積砼溫度裂縫的施工技術

2.1合理選擇原材料

合理選擇原材料，有利于大體積砼裂縫的控制，首先，選擇水泥。內部混凝土主要考慮抗裂性能好、兼顧低熱和高強兩方面的要求，一般采用低熱礦渣水泥，中熱砼酸鹽水泥摻入一定量的粉煤灰。外部混凝土，除抗裂性能外，還要求抗凍融性、耐磨性、抗蝕性、強度較高及干縮較小，因此一般采用較高標號的中熱砼酸鹽水泥。當環境水具有硫酸鹽侵蝕時，應采用抗硫酸鹽水泥。其次，摻用混合材料。適當摻用混合材可降低混凝土的絕熱溫升、提高混凝土抗裂能力，目前主要是粉煤灰摻得較多。第三，摻加緩凝劑，在砼中摻加適量的緩凝劑，能夠在一定程度上延緩水泥的水化作用，減緩水化熱的釋放速率。它的作用是推遲熱峰出現的時間，同時也降低了溫度峰值。

2.2提高大體積砼施工質量

①控制出機溫度。對混凝土出機溫度最大的是石子及水的溫度。為了降低出機溫度，其最有效的辦法是降低石子的溫度。在溫度較高的季節施工時，為了防止太陽直接照射，可在砂石堆場上搭設遮陽料篷，必要時也可在使用前沖洗骨料。②控制澆灌溫度。為了降低混凝土從攪拌機出料到卸料，泵送和澆灌振搗后的溫度，減少結構的內外溫差，一般按季節采取措施，如夏季施工時，則應以減少冷量損失，在澆灌混凝土時，采用一個坡度、薄層澆灌、循序推進、一次到頂等措施來縮小混凝土暴露面積以及加快澆灌速度，縮短澆灌時間。在冬季施工時，一般可利用混凝土本身散發的水化熱養護自己，并要求在混凝土沒有達到允許臨界強度以前防止凍害。③澆筑砼前應將基槽內的雜物清理干凈，砼的澆筑應連續進行，間歇時間不得超過砼的初凝時間;澆筑時必須嚴格控制砼的入模溫度，砼最高澆筑溫度不得超過28℃;在澆筑砼時可投入適量毛石，以吸收熱量并節約砼;澆筑時若外界氣溫過高，可采用在輸送管上加蓋草袋并噴冷水的方法。④改進攪拌工藝:即在攪拌的混凝土時，改變以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子進行攪拌的新方法。這種攪拌工藝的主要優點是無泌水現象，混凝土上下層強度差減少，可有效地防止水分向石子與水泥砂漿面的集中，從而使硬化后的界面過渡層的結構致密、粘結加強。

2.3加強混凝土的溫度監測工作

溫度控制是大體積混凝土施工中的一個重要環節，也是防止溫度裂縫的關鍵。而在引起裂縫產生的諸多因素中，混凝土水化熱和外界氣溫造成的構件內部溫度應力是一個很主要的因素，為了控制裂縫的產生，這不僅要在混凝土成型之后，對混凝土的內部溫度進行監測，而且應在一開始，就對原材料、混凝土拌和，入模和澆筑溫度進行系統的實測。在平面上，測溫點沿底板縱橫方向間距約10m左右布置一點。在垂直方向上，每個測溫點沿垂直高度在其表面、中部和板底分別埋沒設測溫管，垂直高度依次為板頂，－100mm、板中部、板底十100mm。每個測混點測溫管間距100mm。測溫管安裝位置要準確，固定牢固。在混凝土溫度上升階段，每2小時測溫一次，混凝土溫度下降階段每6小時測溫一次。在測混進程中，當發現砼內部溫度差超過25℃時，測溫人員要及時報告工地項目總工，由有關人員根據實際情況及時采取措施加強保溫或延緩撤除保溫材料時間等來控制溫差。

2.4加強大體積砼的養護措施

養護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作，對澆筑后的砼加強養護，使之處于適宜的溫濕環境，讓水泥顆粒得到充分水化，從而提高砼的強度，提高它的抗裂性。澆筑后2h采用塑料膜對表面覆蓋，可有效增加砼的表面溫度，減小總溫差。若在冬季施工，需在塑料膜上加草墊保溫。有關研究表明，水泥的水化作用只有在充水的毛細管中才能進行，所以必須防止因蒸發而使毛細管失水。加強養護就是要不斷地補充足夠的水份，防止砼表面干燥。潮濕養護應當從砼凝結后即開始，一般應持續7－15天為宜。潮濕養護還能有效地減小砼的早期干縮，防止干縮裂縫的產生。養護時要保持適宜的溫度和濕度，以便控制砼內表溫差，促進砼強度的正常發展及防止砼溫度裂縫的產生和發展。大體積砼的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度梯度引起砼開裂。

2.5對大體積砼裂縫進行修補

大體積砼裂縫不但會影響結構的整體性，還會引起鋼筋的銹蝕，加速砼的碳化，降低砼的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。因此要積極進行修補。方法主要有：①表面修補：即在裂縫表面涂抹水泥漿、環氧樹酯膠泥或在砼表面涂刷油漆、瀝青、防水劑等材料，為了防止繼續開裂，通常可以采取在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。②嵌縫法：這是裂縫封堵中最常用的一種方法。具體流程為，沿裂縫鑿V形槽，在槽中嵌填塑性或剛性防水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等：常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿等。③結構加固法，這種方法的適用范圍為：裂縫影響到砼結構的性能，加大砼結構的截面面積、在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射砼補強加固等辦法。

3.結語

總之，為了防止大體積砼產生溫度裂縫，提高砼抗裂性能是前提，降低砼溫度應力是根本。砼的抗裂性能主要靠精心組織施工、提高砼密實性、加強養護來保證，而降低砼溫度應力則要通過嚴格控制其溫度變化來實現。 [科]

【參考文獻】

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