大體積混凝土保溫防裂法在工程中的應用

白杰

（中鐵二十局集團市政工程有限公司，甘肅蘭州 730046）

大體積混凝土保溫防裂法在工程中的應用

白杰

（中鐵二十局集團市政工程有限公司，甘肅蘭州 730046）

隨著我國建筑行業的快速發展，越來越多新式施工技術應用在建筑工程中，建筑工程項目施工需要耗費大量人力、物力和財力，建設質量好壞直接影響到建筑企業信譽和形象，關系到未來的發展。建筑工程由于自身特性，工程規模較大，需要應用大體積高強度的混凝土，從混凝土的配合比設計、材料選擇以及保溫等方面，都需要嚴格遵循混凝土材料特點進行設計。混凝土在澆筑完成后，其中的水泥材料在硬化后會釋放大量的水化熱，導致混凝土材料溫度升高，出現裂縫，影響建筑工程整體質量。由此，本文主要就大體積混凝土保溫防裂法在工程中的應用，客觀闡述如何運用保溫防裂法來控制工程中裂縫的出現，切實保證工程質量。

大體積混凝土 保溫防裂法 建筑工程 溫度應力

很多建筑工程項目施工材料主要以混凝土為主，針對大體積混凝土施工質量控制，最主要的方法就是采取溫度控制方法。混凝土材料由于自身特性，導熱不良，尤其是大體積混凝土，內部熱量很難充分散發出去，反而會在混凝土材料內部形成水化熱反應，致使混凝土升溫出現裂縫。對混凝土材料進行降溫處理，如果降溫不均勻，很容易造成混凝土內部產生自生應力和約束應力，造成混凝土內部結構產生溫度裂縫。這種裂縫現象不僅會影響到混凝土整體強度和承載力，還會影響到結構穩定性和安全性。由此看來，加強對大體積混凝土保溫防裂法在工程中的應用研究是十分有必要的，對于后續理論研究以及實踐工作開展具有一定參考價值。

1 混凝土溫度特性和保溫措施

上海中國煤炭大廈是一座集餐飲、娛樂、辦公等多功能于一體的綜合性大廈，主要是坐落于上海市浦東陸家嘴金融貿易區。煤炭大廈是由煤炭部投資建設而成的，主樓共有34層，建筑高度為153m，主樓占地總面積為62405㎡，地板平面73.95×90.2m，厚度為3.0m，混凝土選擇C40，鋼筋總量為4000t，主樓建筑整體混凝土用容量為21000m3。混凝土是一種多種材料混合在一起而成，水泥品種、混凝土配合比設計、保溫措施以及施工外界溫度都將直接影響到大體積混凝土溫度特性。

1.1 混凝土材料選擇與配合比設計

大體積混凝土其中的水泥量多少直接影響到后續水化熱大小，所以在混凝土配合比設計中，應盡可能降低其中水泥含量，加入適當的減水劑和粉煤灰，以此來降低水化熱大小。水泥作為混凝土水化熱的主要材料，需要結合實際情況，選擇C3A、C3S含量少的材料，適當加入礦渣來降低水泥水化熱大小；粉煤灰和外加劑同樣是中和水泥水化熱反應的材料，能夠產生活性效應，能夠有效改善混凝土水化熱程度，保持適當的溫度，盡可能降低裂縫現象的出現［1］。通過大量研究表明，在混凝土中采用大量的粉煤灰代替少量的水泥，一方面能夠有效降低水泥發熱量，另一方面有助于提高混凝土的易性，混凝土內部膠體增加，這樣可以使用少量的減水劑，降低水泥發熱量的同時增加混凝土強度，這樣有助于充分發揮粉煤灰的活性。由此看來，在混凝土配合比設計中加入適當的粉煤灰和外加劑是十分有必要的，這種方法就是雙摻技術；砂石料，在選擇時候應該選擇顆粒較大的材料，這樣的配合比能夠得到強度高和易性好的材料組合。

在工程整體結構中，主要的稱重結構不允許出現裂縫，諸如實心塔柱和大型承臺等，為了滿足施工質量要求，可以按照以下公式進行計算，以此確保材料配合比符合施工標準。

1.2 混凝土內部溫度變化規律

混凝土內部溫度主要是取決于內部熱能大小，在完全絕熱狀態下，混凝土內部內部溫度大小主要是水泥水化熱發熱溫度加上入模溫度總和，但是由于實際施工過程中很容易受到外部環境影響，外部環境同混凝土內部溫度存在一定差異，加之混凝土無法完全做到絕熱，所以混凝土澆筑完成后會同外部環境發生反應，交換熱能［2］。與此同時，混凝土內部點和邊界點溫度變化規律相似，一旦混凝土澆筑完成后，混凝土內部溫度將急劇上升，然后飛快的下降，這種溫度變化情況十分明顯，很容易造成混凝土裂縫現象的出現。如圖1。

1.3 大體積混凝土測溫和養護

大體積混凝土在施工為了能夠有效防止裂縫產生，做好測溫監控養護工作是十分有必要的，能夠及時有效的掌握大體積混凝土溫度變化情況，確保后續大體積混凝土養護施工有序開展。故此，混凝土澆筑前應合理設計混凝土配合比以及水泥品種，應結合大氣溫度進行設計，去報混凝土內外溫差不大于25℃即可達到防裂效果，實測混凝土內部溫度可達70℃左右，外部最高達到45℃即可。

1.4 其他保溫措施

對于一些工期較緊的混凝土工程，為了在不影響工程施工質量的前提條件下，盡可能的節省時間，一般在下層混凝土溫度從最高值開始降低的時候，就對該層進行施工，這樣混凝土內部溫度變化得到有效控制，不容易散失。與此同時，混凝土內部冷卻水管是不可或缺的，每層混凝土逐漸需要保持通水時間的一致，這樣有助于對通水水流速度進行控制，調控水溫。對于一些深基坑大體積混凝土工程施工，為了防止通水方法出現差錯浸泡墻壁，影響工程的穩定，可以采用草袋或者麻袋覆蓋在混凝土表面上，這樣能夠有效的保證坑壁施工安全，防止坑壁浸泡影響邊坡穩定，進而出現安全事故［4］。

表面修補法，主要是用于一些對工程整體結構并無嚴重影響的裂縫修補，對于此類裂縫，一般情況下是采用在裂縫表面上涂抹水泥漿或者油漆、瀝青等材料，這些材料具有較為突出的防腐特點，可以防止這些影響較小的裂縫繼續開裂。

灌漿封堵法，這種方法主要是應用在影響整體結構的裂縫修補，這些混凝土裂縫修補可以采用壓力設備，將灌漿材料注入到混凝土裂縫中，同混凝土內部結構結融合，形成一個整體，以此來提升混凝土強度。

2 大體積混凝土開裂因素

2.1 混凝土內部溫度影響

大體積混凝土在澆筑過程中，內部溫度急劇上升，一般情況達到混凝土內部溫度峰值大概在3～5d之內，峰值溫度大概在60℃～

圖1 混凝土內部溫度變化曲線圖

············70℃之間，在達到峰值溫度后，溫度逐漸趨于緩和，開始降溫。混凝土施工中，由于外界溫度是不斷在變化的，同混凝土內部溫度會出現一定差異，外界溫度情況直接作用在混凝土表面，如果混凝土表面溫度同內部溫度差異性較大，很容易造成溫度應力過大，損害混凝土內部結構穩定。

2.2 外界氣溫變化影響

大體積混凝土在施工中，混凝土溫度主要是入模溫度加上水泥水熱化溫度的總和，其中入模溫度很容易受到外界溫度變化影響，外界溫度越高，混凝土入模時候的溫度也就越高，反之氣溫越低，入模溫度越低。如果外界氣溫下降過于明顯，很容易造成混凝土內部和表面出現較大的溫度差，溫度應力造成裂縫的出現。

3 結語

綜上所述，為了能夠有效降低混凝土中水泥水熱化放熱溫度，在混凝土配合比設計中應結合實際情況適當加入粉煤灰和外加劑，以此來減少水泥含量，提高混凝土質量；采用冷卻水管來降低混凝土內部溫度，能夠有效控制混凝土溫度變化；在施工之前對混凝土溫度變化情況進行計算，選擇合理的保溫防裂法，防止裂縫現象的出現。

［1］劉沐宇，徐黎明，汪峰等.廣州黃埔大橋承臺大體積混凝土溫度控制與監測分析［J］.華中科技大學學報（城市科學版），2012，25（1）：12-16.

［2］熊華飛.一次性澆筑厚尺寸承臺大體積混凝土溫控防裂研究［D］.武漢理工大學，2013.

［3］梁嘉彬.高原環境下冬季大體積混凝土防裂技術研究［D］.蘭州交通大學，2012.

［4］許勝利.大體積混凝土施工及測溫技術在上海中煤大廈基礎底板工程中的應用［J］.煤炭工程，2013（5）：37-38.