大體積混凝土承臺施工溫度裂縫的影響因素及控制技術研究

何生銀

摘 要：在施工過程中，大體積混凝土溫度裂縫的根本原因是水熱化，水熱化產生過大的內外溫差形成裂縫，并且水熱化溫度如果過高，會嚴重混凝土的后期使用強度。文章在大體積混凝土承臺施工溫度裂縫因素基礎上進行分析，制定出具體的、可行性的溫度監測與控制方案，根據現場施工情況，確保混凝土施工質量，經過工程專業檢測技術如果沒有發現溫度裂縫問題，說明制定的控制技術方案有效。

關鍵詞：大體積混凝土；承臺；施工溫度；裂縫；控制技術

1 研究大體積混凝土溫度裂縫的目的與意義

1.1 溫度裂縫研究目的分析。隨著我國社會經濟迅速發展，建筑行業規模也在迅速擴大，并健康、持續發展。目前，高層建筑和高聳結構的大型建筑物正在逐漸替代中小型建筑，所以建筑行業也正在大范圍使用大體積混凝土。在大體積混凝土施工過程中，溫度裂縫是亟需解決的問題。從裂縫影響因素進行分析，提出切實可行的控制技術或施工方案，是非常必要的。

1.2 簡述大體積混凝土概念，及控制溫度裂縫技術的研究意義。（1）目前，國際上對大體積混凝土沒有明確的定義，現有兩種解釋：美國混凝土學會對其規定，就地進行澆筑的大體積大尺寸混凝土，應該根據工程要求采取一定措施控制水熱化和體積變形，避免溫度開裂；日本建筑學會對大體積混凝土標準定義為尺寸在80厘米以上的最小結構面，水熱化產生的最高溫度和外界溫度差不小于2攝氏度的施工混凝土。雖然這些定義內容較為具體，但是根本生沒有對大體積混凝土嚴謹定義。（2）由于大體積混凝土自身面積大、尺寸厚，水熱化溫度散熱較為困難，溫度會驟然升高，使得膨脹量也明顯增高，與后期溫度收縮形成嚴重的溫度差。大體積混凝土溫度收縮速度快，會形成貫穿性的溫度裂縫，最終導致混凝土整體使用性能、強度與抗滲性能。

2 施工溫度裂縫的影響因素

2.1 外加劑與摻合料。緩凝高效聚羧酸減水劑是大體積混凝土施工中最常用的材料，其使用作用是保證混凝土結構與強度基礎上，減少工程用水量與水泥量，從而降低了混凝土與水灰比絕熱條件下的驟然升溫。除此之外，在混凝土中摻入摻合料（一般使用粉煤灰），其操作方便，還能改善混凝土和易性、密實度、抗滲性、抗裂性能，水泥用量也明顯減少，同時其可以有效避免了混凝土內部與絕熱升溫產生的水化熱量。

2.2 環境溫度。雖然從整體施工上講，環境溫度不會對混凝土的內部峰值有過大的影響，但是混凝土澆筑季節與外界大氣環境的不同，都會提高混凝提內部與外部之間的溫度差，干預了混凝土遇冷效果。尤其是在高溫季節，需要錯開烈日正午與寒潮時間段。

2.3 水泥的配合比。高性能水泥灰控制混凝土的微膨脹量、總發熱量、低收縮量，需要體積安定、低水熱化的水泥材料，嚴格控制混凝土塌落與設計強度。根據國家工程標準與設計要求，降低水泥使用量，可減緩水熱化發生速率，混凝土升溫到最高值會消耗過多時間，外散熱量明顯增加，同時降低最高溫度值，并且適當調整水泥配合比，改變混凝土的熱峰值時間點。

2.4 導熱性能。混凝土熱量傳遞率隨著導熱系數的增大而增大，與外界環境交換效率就越高，降低了混凝土內部環境溫度和內外溫度差。

2.5 混凝土水熱化。混凝土配比下水泥水熱化是導致溫度裂縫的根本影響因素。水泥水熱化階段會產生熱量，由于大體積混凝土結構特點，會使得熱量大面積聚集在內部，而不容易揮發。通過現場檢測，水泥水熱化會迅速升溫，一般情況下是20-30℃，有時會更高。但是混凝土自身導熱性能差，初期澆筑彈性模量與強度也比較偏低，很難控制混凝土溫度。混凝土彈性模量隨著齡期增長而增高，對內部溫度控制力和拉應力就會越大。

2.6 大體積混凝土內部結構矛盾。大體積混凝土施工溫度裂縫是內部矛盾發展的必然結果。一方面混凝土強度與抵抗變形力，另一方面內部溫度變化使得應變力發生改變，混凝土內外部同時控制溫度變化所產生的結構變形，應力同時變大。內部溫度應力已經超過混凝土抗拉強度，即產生溫度裂縫。

3 溫度裂縫控制技術

3.1 概括溫度裂縫控制技術實施流程。首先要明確施工設計要求，對現場進行調查。其次，確定施工內容后，選擇優質原材料，科學配比，綜合角度制定溫度控制方案；同時實施溫度控制技術和溫度監測，以及保溫保濕與混凝土溫差控制，從溫度裂縫影響因素角度控制裂縫產生。

流程圖如下：

3.2 混凝土參數的選擇。設計大體積混凝土承臺，需要嚴格遵守設計規范與生產工藝要求，在材料選擇上應該以中低強度的混凝土材料為為主，混凝土強度控制在C20-C35最為適宜，利用R60后期強度，90d的強度對其實施評定。與此同時，需要根據施工條件調整混凝土配合比，使得水熱化形成的溫度應力可以在有效范圍內控制大體積混凝土溫度裂縫下開展鋼筋，從而提高混凝土抗裂性能。

3.3 正確選擇施工材料。在材料選擇上，應該在合理配合比基礎上，加入適量外加劑與摻合料，目的是減少水與水泥用量，提高混凝土使用性能，降低成本、節約材料、降低絕熱升溫與內部水化熱量、避免發生溫度裂縫等。

3.4 選擇合理施工條件。大體積混凝土應該采取加冰、遮陽或淋水等，控制原材料溫度的同時，還要避免在寒潮或高溫環境下作業，從而從內部外部控制混凝土入模溫度。根據現場測定，環境維度達到28-38攝氏度，與沒有進行技術控制相比，現場施工砂子平均可以將低溫度3.5攝氏度，石子平均可將溫度6攝氏度，如果加冰并拌和水，會使溫度平均降低6-8攝氏度。

3.5 混凝土拆模控制技術。進行混凝土拆模需要堅持“時間確定”原則，即拆模時間要適合混凝土強度增長規律、環境溫度，控制混凝土的內外溫差，以及控制混凝土表面和環境溫度產生溫差，從而避免出現溫度裂縫。水導熱系數是50.11kJ/（m·d·℃），具有保溫隔熱效果，可用于溫度降解上，降低混凝土的內部水化熱溫度，目的也是控制溫差，讓混凝土有充分時間形成抵抗溫度變形能力，承臺施工的蓄水高度控制范圍為20-30厘米。

4 結語

隨著社會經濟快速在增長，建筑行業成長空間迅速擴大。出現大量高層建筑與大型基礎建筑結構，并成為建筑行業的主流“產品”，同時大體積混凝土溫度裂縫問題也日益明顯，建筑施工面臨極大挑戰。從大體積混凝土溫度裂縫影響因素進行分析，還需要相關人員在實踐中不斷學習、總結，研究出有價值控制技術，是建筑施工亟需解決的問題之一。

參考文獻

[1] 何憲禮，趙業梅.大體積混凝土承臺施工溫度裂縫的影響因素及控制技術[J].公路，2008，10：222-224.

[2] 楊立財.大型橋梁承臺大體積混凝土的溫度控制技術研究[D].天津大學，2004.

[3] 許文忠.大體積混凝土基礎溫度裂縫控制施工技術研究[D].同濟大學，2007.endprint

摘 要：在施工過程中，大體積混凝土溫度裂縫的根本原因是水熱化，水熱化產生過大的內外溫差形成裂縫，并且水熱化溫度如果過高，會嚴重混凝土的后期使用強度。文章在大體積混凝土承臺施工溫度裂縫因素基礎上進行分析，制定出具體的、可行性的溫度監測與控制方案，根據現場施工情況，確保混凝土施工質量，經過工程專業檢測技術如果沒有發現溫度裂縫問題，說明制定的控制技術方案有效。

關鍵詞：大體積混凝土；承臺；施工溫度；裂縫；控制技術

1 研究大體積混凝土溫度裂縫的目的與意義

1.1 溫度裂縫研究目的分析。隨著我國社會經濟迅速發展，建筑行業規模也在迅速擴大，并健康、持續發展。目前，高層建筑和高聳結構的大型建筑物正在逐漸替代中小型建筑，所以建筑行業也正在大范圍使用大體積混凝土。在大體積混凝土施工過程中，溫度裂縫是亟需解決的問題。從裂縫影響因素進行分析，提出切實可行的控制技術或施工方案，是非常必要的。

1.2 簡述大體積混凝土概念，及控制溫度裂縫技術的研究意義。（1）目前，國際上對大體積混凝土沒有明確的定義，現有兩種解釋：美國混凝土學會對其規定，就地進行澆筑的大體積大尺寸混凝土，應該根據工程要求采取一定措施控制水熱化和體積變形，避免溫度開裂；日本建筑學會對大體積混凝土標準定義為尺寸在80厘米以上的最小結構面，水熱化產生的最高溫度和外界溫度差不小于2攝氏度的施工混凝土。雖然這些定義內容較為具體，但是根本生沒有對大體積混凝土嚴謹定義。（2）由于大體積混凝土自身面積大、尺寸厚，水熱化溫度散熱較為困難，溫度會驟然升高，使得膨脹量也明顯增高，與后期溫度收縮形成嚴重的溫度差。大體積混凝土溫度收縮速度快，會形成貫穿性的溫度裂縫，最終導致混凝土整體使用性能、強度與抗滲性能。

2 施工溫度裂縫的影響因素

2.1 外加劑與摻合料。緩凝高效聚羧酸減水劑是大體積混凝土施工中最常用的材料，其使用作用是保證混凝土結構與強度基礎上，減少工程用水量與水泥量，從而降低了混凝土與水灰比絕熱條件下的驟然升溫。除此之外，在混凝土中摻入摻合料（一般使用粉煤灰），其操作方便，還能改善混凝土和易性、密實度、抗滲性、抗裂性能，水泥用量也明顯減少，同時其可以有效避免了混凝土內部與絕熱升溫產生的水化熱量。

2.2 環境溫度。雖然從整體施工上講，環境溫度不會對混凝土的內部峰值有過大的影響，但是混凝土澆筑季節與外界大氣環境的不同，都會提高混凝提內部與外部之間的溫度差，干預了混凝土遇冷效果。尤其是在高溫季節，需要錯開烈日正午與寒潮時間段。

2.3 水泥的配合比。高性能水泥灰控制混凝土的微膨脹量、總發熱量、低收縮量，需要體積安定、低水熱化的水泥材料，嚴格控制混凝土塌落與設計強度。根據國家工程標準與設計要求，降低水泥使用量，可減緩水熱化發生速率，混凝土升溫到最高值會消耗過多時間，外散熱量明顯增加，同時降低最高溫度值，并且適當調整水泥配合比，改變混凝土的熱峰值時間點。

2.4 導熱性能。混凝土熱量傳遞率隨著導熱系數的增大而增大，與外界環境交換效率就越高，降低了混凝土內部環境溫度和內外溫度差。

2.5 混凝土水熱化。混凝土配比下水泥水熱化是導致溫度裂縫的根本影響因素。水泥水熱化階段會產生熱量，由于大體積混凝土結構特點，會使得熱量大面積聚集在內部，而不容易揮發。通過現場檢測，水泥水熱化會迅速升溫，一般情況下是20-30℃，有時會更高。但是混凝土自身導熱性能差，初期澆筑彈性模量與強度也比較偏低，很難控制混凝土溫度。混凝土彈性模量隨著齡期增長而增高，對內部溫度控制力和拉應力就會越大。

2.6 大體積混凝土內部結構矛盾。大體積混凝土施工溫度裂縫是內部矛盾發展的必然結果。一方面混凝土強度與抵抗變形力，另一方面內部溫度變化使得應變力發生改變，混凝土內外部同時控制溫度變化所產生的結構變形，應力同時變大。內部溫度應力已經超過混凝土抗拉強度，即產生溫度裂縫。

3 溫度裂縫控制技術

3.1 概括溫度裂縫控制技術實施流程。首先要明確施工設計要求，對現場進行調查。其次，確定施工內容后，選擇優質原材料，科學配比，綜合角度制定溫度控制方案；同時實施溫度控制技術和溫度監測，以及保溫保濕與混凝土溫差控制，從溫度裂縫影響因素角度控制裂縫產生。

流程圖如下：

3.2 混凝土參數的選擇。設計大體積混凝土承臺，需要嚴格遵守設計規范與生產工藝要求，在材料選擇上應該以中低強度的混凝土材料為為主，混凝土強度控制在C20-C35最為適宜，利用R60后期強度，90d的強度對其實施評定。與此同時，需要根據施工條件調整混凝土配合比，使得水熱化形成的溫度應力可以在有效范圍內控制大體積混凝土溫度裂縫下開展鋼筋，從而提高混凝土抗裂性能。

3.3 正確選擇施工材料。在材料選擇上，應該在合理配合比基礎上，加入適量外加劑與摻合料，目的是減少水與水泥用量，提高混凝土使用性能，降低成本、節約材料、降低絕熱升溫與內部水化熱量、避免發生溫度裂縫等。

3.4 選擇合理施工條件。大體積混凝土應該采取加冰、遮陽或淋水等，控制原材料溫度的同時，還要避免在寒潮或高溫環境下作業，從而從內部外部控制混凝土入模溫度。根據現場測定，環境維度達到28-38攝氏度，與沒有進行技術控制相比，現場施工砂子平均可以將低溫度3.5攝氏度，石子平均可將溫度6攝氏度，如果加冰并拌和水，會使溫度平均降低6-8攝氏度。

3.5 混凝土拆模控制技術。進行混凝土拆模需要堅持“時間確定”原則，即拆模時間要適合混凝土強度增長規律、環境溫度，控制混凝土的內外溫差，以及控制混凝土表面和環境溫度產生溫差，從而避免出現溫度裂縫。水導熱系數是50.11kJ/（m·d·℃），具有保溫隔熱效果，可用于溫度降解上，降低混凝土的內部水化熱溫度，目的也是控制溫差，讓混凝土有充分時間形成抵抗溫度變形能力，承臺施工的蓄水高度控制范圍為20-30厘米。

4 結語

隨著社會經濟快速在增長，建筑行業成長空間迅速擴大。出現大量高層建筑與大型基礎建筑結構，并成為建筑行業的主流“產品”，同時大體積混凝土溫度裂縫問題也日益明顯，建筑施工面臨極大挑戰。從大體積混凝土溫度裂縫影響因素進行分析，還需要相關人員在實踐中不斷學習、總結，研究出有價值控制技術，是建筑施工亟需解決的問題之一。

參考文獻

[1] 何憲禮，趙業梅.大體積混凝土承臺施工溫度裂縫的影響因素及控制技術[J].公路，2008，10：222-224.

[2] 楊立財.大型橋梁承臺大體積混凝土的溫度控制技術研究[D].天津大學，2004.

[3] 許文忠.大體積混凝土基礎溫度裂縫控制施工技術研究[D].同濟大學，2007.endprint

摘 要：在施工過程中，大體積混凝土溫度裂縫的根本原因是水熱化，水熱化產生過大的內外溫差形成裂縫，并且水熱化溫度如果過高，會嚴重混凝土的后期使用強度。文章在大體積混凝土承臺施工溫度裂縫因素基礎上進行分析，制定出具體的、可行性的溫度監測與控制方案，根據現場施工情況，確保混凝土施工質量，經過工程專業檢測技術如果沒有發現溫度裂縫問題，說明制定的控制技術方案有效。

關鍵詞：大體積混凝土；承臺；施工溫度；裂縫；控制技術

1 研究大體積混凝土溫度裂縫的目的與意義

1.1 溫度裂縫研究目的分析。隨著我國社會經濟迅速發展，建筑行業規模也在迅速擴大，并健康、持續發展。目前，高層建筑和高聳結構的大型建筑物正在逐漸替代中小型建筑，所以建筑行業也正在大范圍使用大體積混凝土。在大體積混凝土施工過程中，溫度裂縫是亟需解決的問題。從裂縫影響因素進行分析，提出切實可行的控制技術或施工方案，是非常必要的。

1.2 簡述大體積混凝土概念，及控制溫度裂縫技術的研究意義。（1）目前，國際上對大體積混凝土沒有明確的定義，現有兩種解釋：美國混凝土學會對其規定，就地進行澆筑的大體積大尺寸混凝土，應該根據工程要求采取一定措施控制水熱化和體積變形，避免溫度開裂；日本建筑學會對大體積混凝土標準定義為尺寸在80厘米以上的最小結構面，水熱化產生的最高溫度和外界溫度差不小于2攝氏度的施工混凝土。雖然這些定義內容較為具體，但是根本生沒有對大體積混凝土嚴謹定義。（2）由于大體積混凝土自身面積大、尺寸厚，水熱化溫度散熱較為困難，溫度會驟然升高，使得膨脹量也明顯增高，與后期溫度收縮形成嚴重的溫度差。大體積混凝土溫度收縮速度快，會形成貫穿性的溫度裂縫，最終導致混凝土整體使用性能、強度與抗滲性能。

2 施工溫度裂縫的影響因素

2.1 外加劑與摻合料。緩凝高效聚羧酸減水劑是大體積混凝土施工中最常用的材料，其使用作用是保證混凝土結構與強度基礎上，減少工程用水量與水泥量，從而降低了混凝土與水灰比絕熱條件下的驟然升溫。除此之外，在混凝土中摻入摻合料（一般使用粉煤灰），其操作方便，還能改善混凝土和易性、密實度、抗滲性、抗裂性能，水泥用量也明顯減少，同時其可以有效避免了混凝土內部與絕熱升溫產生的水化熱量。

2.2 環境溫度。雖然從整體施工上講，環境溫度不會對混凝土的內部峰值有過大的影響，但是混凝土澆筑季節與外界大氣環境的不同，都會提高混凝提內部與外部之間的溫度差，干預了混凝土遇冷效果。尤其是在高溫季節，需要錯開烈日正午與寒潮時間段。

2.3 水泥的配合比。高性能水泥灰控制混凝土的微膨脹量、總發熱量、低收縮量，需要體積安定、低水熱化的水泥材料，嚴格控制混凝土塌落與設計強度。根據國家工程標準與設計要求，降低水泥使用量，可減緩水熱化發生速率，混凝土升溫到最高值會消耗過多時間，外散熱量明顯增加，同時降低最高溫度值，并且適當調整水泥配合比，改變混凝土的熱峰值時間點。

2.4 導熱性能。混凝土熱量傳遞率隨著導熱系數的增大而增大，與外界環境交換效率就越高，降低了混凝土內部環境溫度和內外溫度差。

2.5 混凝土水熱化。混凝土配比下水泥水熱化是導致溫度裂縫的根本影響因素。水泥水熱化階段會產生熱量，由于大體積混凝土結構特點，會使得熱量大面積聚集在內部，而不容易揮發。通過現場檢測，水泥水熱化會迅速升溫，一般情況下是20-30℃，有時會更高。但是混凝土自身導熱性能差，初期澆筑彈性模量與強度也比較偏低，很難控制混凝土溫度。混凝土彈性模量隨著齡期增長而增高，對內部溫度控制力和拉應力就會越大。

2.6 大體積混凝土內部結構矛盾。大體積混凝土施工溫度裂縫是內部矛盾發展的必然結果。一方面混凝土強度與抵抗變形力，另一方面內部溫度變化使得應變力發生改變，混凝土內外部同時控制溫度變化所產生的結構變形，應力同時變大。內部溫度應力已經超過混凝土抗拉強度，即產生溫度裂縫。

3 溫度裂縫控制技術

3.1 概括溫度裂縫控制技術實施流程。首先要明確施工設計要求，對現場進行調查。其次，確定施工內容后，選擇優質原材料，科學配比，綜合角度制定溫度控制方案；同時實施溫度控制技術和溫度監測，以及保溫保濕與混凝土溫差控制，從溫度裂縫影響因素角度控制裂縫產生。

流程圖如下：

3.2 混凝土參數的選擇。設計大體積混凝土承臺，需要嚴格遵守設計規范與生產工藝要求，在材料選擇上應該以中低強度的混凝土材料為為主，混凝土強度控制在C20-C35最為適宜，利用R60后期強度，90d的強度對其實施評定。與此同時，需要根據施工條件調整混凝土配合比，使得水熱化形成的溫度應力可以在有效范圍內控制大體積混凝土溫度裂縫下開展鋼筋，從而提高混凝土抗裂性能。

3.3 正確選擇施工材料。在材料選擇上，應該在合理配合比基礎上，加入適量外加劑與摻合料，目的是減少水與水泥用量，提高混凝土使用性能，降低成本、節約材料、降低絕熱升溫與內部水化熱量、避免發生溫度裂縫等。

3.4 選擇合理施工條件。大體積混凝土應該采取加冰、遮陽或淋水等，控制原材料溫度的同時，還要避免在寒潮或高溫環境下作業，從而從內部外部控制混凝土入模溫度。根據現場測定，環境維度達到28-38攝氏度，與沒有進行技術控制相比，現場施工砂子平均可以將低溫度3.5攝氏度，石子平均可將溫度6攝氏度，如果加冰并拌和水，會使溫度平均降低6-8攝氏度。

3.5 混凝土拆模控制技術。進行混凝土拆模需要堅持“時間確定”原則，即拆模時間要適合混凝土強度增長規律、環境溫度，控制混凝土的內外溫差，以及控制混凝土表面和環境溫度產生溫差，從而避免出現溫度裂縫。水導熱系數是50.11kJ/（m·d·℃），具有保溫隔熱效果，可用于溫度降解上，降低混凝土的內部水化熱溫度，目的也是控制溫差，讓混凝土有充分時間形成抵抗溫度變形能力，承臺施工的蓄水高度控制范圍為20-30厘米。

4 結語

隨著社會經濟快速在增長，建筑行業成長空間迅速擴大。出現大量高層建筑與大型基礎建筑結構，并成為建筑行業的主流“產品”，同時大體積混凝土溫度裂縫問題也日益明顯，建筑施工面臨極大挑戰。從大體積混凝土溫度裂縫影響因素進行分析，還需要相關人員在實踐中不斷學習、總結，研究出有價值控制技術，是建筑施工亟需解決的問題之一。

參考文獻

[1] 何憲禮，趙業梅.大體積混凝土承臺施工溫度裂縫的影響因素及控制技術[J].公路，2008，10：222-224.

[2] 楊立財.大型橋梁承臺大體積混凝土的溫度控制技術研究[D].天津大學，2004.

[3] 許文忠.大體積混凝土基礎溫度裂縫控制施工技術研究[D].同濟大學，2007.endprint