筏基大體積混凝土溫度裂縫控制的研究

摘要：隨著建筑行業的不斷發展，在工程建設過程中，大體積混凝土的使用范圍日益廣泛，比如在道路橋梁、水利大壩、某些大型設備的基礎等。在施工時，大體積混凝土會出現各種各樣的問題，最普遍的問題就是溫度裂縫，施工材料、配合比、混凝土內部和表面的溫度測定、降溫和保養等都有可能對混凝土的溫度裂縫產生影響，大體積混凝土裂縫的產生使混凝土的質量得不到保障。本文主要研究筏基大體積混凝土溫度裂縫控制的相關問題。

關鍵詞：筏基大體積混凝土；溫度裂縫；控制

如今在建筑工程施工中，大體積混凝土的規模和數量都在增加，大體積混凝土體型龐大、結構厚、施工技術和施工工藝復雜。為了保證施工質量，除了要關注其強度等級、抗滲性等要素，還要控制好大體積混凝土在硬化時的內部溫差和外部溫差，避免因為溫度應力而出現裂縫，所以，溫度應力和溫度控制十分重要。本文以廣州市佳濱苑商住樓項目為例分析混凝土產生溫度裂縫的原因，并探討控制大體積混凝土溫度裂縫的措施。

一、分析大體積混凝土產生溫度裂縫的原因

本項目工程在廣州市，小區建筑的整體面積是10萬平方米左右，包括三棟住宅樓和1棟小學，采用的是筏板基礎，筏板基礎的厚度為1.8米和2.2米，核心筒厚4.5米。本項目工程采用的筏板的截面面積超過1米，屬于大體積混凝土，它的特點是體積大、混凝土量大，水泥水化熱大。

混凝土結構出現裂縫的原因有很多，外荷載、結構次應力、變形等是導致混凝土產生裂縫的主要原因。其中，混凝土出現裂縫最常見的情況是外荷載的變化，就是主要應力的變化引起的；次應力導致的裂縫主要表現為混凝土結構的真實工作狀況與事前假設的模型差異不同；溫度變化、收縮變形、不均勻沉降、膨脹等會使混凝土結構發生變形，當這種變形受到某種約束之后變回產生相應的應力，如果這個應力比混凝土的抗拉強度大了，那么就會出現裂縫。溫度差和收縮往往會導致大體積混凝土發生變形。

本工程中大體積混凝土結構面積較大，使用大量的水泥，水泥水化熱大，容易產生比較大的收縮變化和溫度變化，因此產生的溫度收縮應力是引起大體積混凝土出現裂縫的重要原因。這種裂縫可以分成兩種，一種是表面裂縫，另一種是貫通裂縫。大體積混凝土外部和內部的散熱條件有差異，內部的溫度高于外部的溫度，形成溫度梯度，外部表面出現拉應力，超過混凝土抗拉強度，就會出現表面裂縫。貫通裂縫產生的原因是大體積混凝土的強度不斷發展，到達某種程度之后，混凝土漸漸降溫，降溫會使混凝土變形，加之混凝土失水也會發生收縮變形，混凝土受到地基以及其他結構的約束產生的拉應力，混凝土的抗拉強度承受不住這個拉應力的時候就會出現貫通裂縫，雖然這兩種裂縫形成的原因和強度不同，但都是有害的。為了提高大體積混凝土的強度，常常會向其中混入添加料，但是它也有負面效應，最明顯的是混凝土有可能出現收縮裂縫，溫度收縮是其中的一種，混凝土出現收縮受到約束的時候，會出現拉應力有可能出現裂縫。

二、解決筏基大體積混凝土溫度裂縫的措施

分析該項目工程中筏基大體積混凝土產生裂縫的原因，主要有三個：一是水泥水化熱的溫度應力產生裂縫；二是外界氣溫變化導致溫度應力產生的裂縫；三是收縮變形引起的裂縫。結合這些產生裂縫的原因，我們可以采取以下有針對性的措施。

（一）選擇恰當的施工技術

在進行大體積混凝土工程施工之前，要計算施工過程中大體積混凝土澆筑的溫度、溫度的收縮應力，以此來確定不同施工階段的澆筑溫度、表面和內部的溫差、降溫的速率等指標，制定出科學的施工措施，包括選用的原材料的數量和品種、混凝土攪拌時的降溫方法、維護保養的方法、監控溫度的措施等。控制好混凝土的出機器溫度以及澆筑溫度，選擇最合理的澆筑方案，在澆筑過程中，施工人員還要不斷優化方案。

（二）控制好原材料

大體積混凝土的原材料包括水泥、粗骨料和細骨料、各種摻加料和外加劑。施工人員應當選擇水熱化低的水泥，要測定水化熱，測定工作要依據國家現行的標準；在不影響混凝土配比強度和澆筑條件的基礎上，最好選用粒徑大的骨料，這樣可以降低用水量，嚴格控制好骨料中的含泥量；施工人員不論選用何種摻合料以及外加劑，都要進行試驗，不能違背國家的標準，比如為了改進混凝土的可泵性以及部分工作性，降低水化熱，可以在不影響混凝土強度的情況下加入部分粉煤灰，為了減少水和泥的使用量，可以加入適當的減水劑量。

結合項目工程，說明如何控制好原材料。底板混凝土使用補償收縮砼，在砼加入工程纖維和微膨脹劑。經過實驗證明，杜拉纖維的穩定性好，可以大約降低混凝土內部70%的細小裂縫，微膨脹劑能夠降低混凝土的收縮。為了達到降低水化熱溫度的目的，利用低熱的普通硅酸鹽水泥，減小水泥的用量，設計強度為混凝土60d強度，為了杜絕水化熱釋放的速度太快，施工人員要進行配合比試驗好強度試驗，確保試驗的準確性和科學性。

（三）控制好施工過程

對施工過程的控制，可以利用減小入模溫度的方法，大體積混凝土的澆筑時間比普通混凝土澆筑時間長得多，比如，通常施工人員會選擇分層連續澆筑的方法，它的優點是容易振搗，可以確保澆筑的質量，還可以通過混凝土層面進行散熱。結合本工程的特點，施工人員在進行澆筑時，應當遵循斜面分層和薄層推進的原則，掌握好時間，下部的混凝土初次凝結之前，大約6小時，澆筑、振搗完上部的混凝土，目的是讓水化熱可以快速的散失，降低入模溫度，防止混凝土的溫度不斷疊加而加大溫差。下圖為斜面分層澆筑示意圖。（圖1）

（四）做好大體積混凝土的保溫養護工作

大體積混凝土的保溫養護工作是提高混凝土質量的一個有效措施，施工企業應當予以重視。施工過程中，施工人員應當結合施工現場的實際情況和工程的特點選擇恰當的養護方式，對大體積混凝土進行的養護工作包括內表溫度的控制、頂面和底面溫度的控制、室外氣溫的監測等。本工程選用保溫保濕的養護方法。為了確保混凝土是濕潤的狀態，施工人員在基礎的底板上鋪上一次塑料薄膜，同時用麻袋進行覆蓋、澆水。薄膜能夠有效的避免水分和溫度的喪失，減小砼表面的溫度梯度，避免出現表面裂縫，要持續養護兩周。混凝土澆筑工作完成之后，要在12小時之內進行覆蓋，如果施工人員在澆搗時發現砼表面泛白的情況或者出現干縮裂縫，要立即進行覆蓋，盡早養護。施工人員不能直接用冷水進行養護，這樣做容易使溫差增大，可以利用從冷卻管中流出來的溫水來進行養護，控制溫差。

結語

施工企業對大體積混凝土溫度裂縫控制的效果對施工質量有直接的影響。我們只有充分了解大體積混凝土出現溫度裂縫的原因，澆筑之前選擇好材料、做好混凝土試配、控制好混凝土內部的溫度，規范施工，采用高效的措施對大體積混凝土進行維護保養，對維護保養過程中的關鍵溫度值進行有效的監控，大體積混凝土的裂縫是可以減少的，或者說能夠控制在合理范圍內的。

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