大體積混凝土降溫措施

王學賢

福建一建集團有限公司（350000）

大體積混凝土降溫措施

王學賢

福建一建集團有限公司（350000）

在建筑工程施工中，大體積混凝土的應用十分廣泛。混凝土的施工質(zhì)量對整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量具有直接的影響。在大體積混凝土的施工過程中，由于降溫措施的不當，導致混凝土建筑的開裂現(xiàn)象的發(fā)生頻率較為頻繁，因此需要采取有效解決措施，保證建筑質(zhì)量。這里將針對大體積混凝土降溫措施進行分析探討，希望為建筑工程項目質(zhì)量的提高提供切實有效的建議及方法。

大體積混凝土；降溫；措施

大體積混凝土即大體積混凝土，是一種用于現(xiàn)代建筑中的主要建筑材料。其用途廣泛，但是在施工技術(shù)上有一個難以把握的難關(guān)[1]。在大體積混凝土的凝固階段，混凝土中的水與水泥發(fā)生化學反應后會釋放出大量的熱量，即水化熱[2]。在這種熱量的作用下，大體積混凝土內(nèi)部的各個部位會處于高溫之下,但是在外部環(huán)境溫度的影響下，大體積混凝土的表面溫度并沒有發(fā)生較大的升高，從而出現(xiàn)內(nèi)外溫度差。根據(jù)熱漲冷縮的物理原理，這種溫度差會引起大體積混凝土內(nèi)部向外部的壓力，導致大體積混凝土表面出現(xiàn)裂痕，影響材料質(zhì)量以及施工質(zhì)量。因此，在施工中要對大體積混凝土的溫度進行控制，避免上述現(xiàn)象，確保施工質(zhì)量。

1 溫度對大體積混凝土的影響

1.1 環(huán)境溫度的影響

環(huán)境對大體積混凝土的影響是由外至內(nèi)的，在環(huán)境溫度升高的條件下，大體積混凝土中心結(jié)構(gòu)的溫度會有一定程度的升高，在中心結(jié)構(gòu)作用力的牽引下，混凝土的表面發(fā)生變化，出現(xiàn)裂痕。因此，在實際施工中，相關(guān)的施工規(guī)定要求在大體積混凝土施工時要考慮環(huán)境溫度的影響通常在外部溫度較低的情況下施工，同時大體積混凝土的澆筑溫度需在28℃以下[3]。環(huán)境溫度對大體積混凝土的影響不僅在溫度的升高這一方面，另一方面表現(xiàn)為溫度的迅速下降。大體積混凝土之所以會出現(xiàn)表面裂縫是因為內(nèi)外溫度差異過大所產(chǎn)生的壓力作用。環(huán)境溫度的驟降,同樣會引起大體積混凝土的內(nèi)外溫差,從而產(chǎn)生內(nèi)部壓力向外部作用的結(jié)果。例如在強冷空氣或暴風雨的影響下,氣溫在短時間內(nèi)下降,造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)壓力，表面開裂。

1.2 內(nèi)外溫差的影響

內(nèi)部溫差實際上就是大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的同一位置上不同時間的溫度之間的變化差異[4]。從物理學上可知，不同物質(zhì)的比熱容不一樣，因此，不同物質(zhì)的溫度在相同時間內(nèi)的變化差異上也不相同。在建筑施工中，以硬度較小的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的大體積混凝土反而不容易發(fā)生開裂現(xiàn)象，主要是因為硬度較小的結(jié)構(gòu)對混凝土的約束力較小，在發(fā)生溫度變化的熱脹冷縮時，對混凝土的作用較小。反之，在硬度較大的巖石構(gòu)成的基礎(chǔ)上，混凝土的施工規(guī)模則相對較大，其溫差變化所產(chǎn)生的影響與作用也相對較大。此時，混凝土內(nèi)部溫差的變化所造成開裂現(xiàn)象是十分常見的。

2 對大體積混凝土的施工溫度控制方法

2.1 內(nèi)外溫度觀測

在整個施工過程中，大體積混凝土作為施工的主要材料,其開裂會對整個施工階段造成不良影響。因此，在大體積混凝土的施工過程中，必須進行內(nèi)外溫度的觀測，并且將這一方法貫穿始終。以熱敏電阻為主要成分的溫度傳感裝置是在進行大體積混凝土常規(guī)溫度測量時所用到的主要測量工具。當然，傳感器的使用并不是孤立的，而是要將傳感器裝入能夠?qū)岬慕饘俟軆?nèi)，并將其密封起來使用。通常的密封材料是環(huán)氧樹脂，其密封性良好，且無安全隱患。智能巡測溫度儀是進行大體積混凝土溫度測量的主要設(shè)備。在進行實時測量時，測量儀的巡測的速率應控制在1點/秒。同時結(jié)合大體積混凝土的結(jié)構(gòu)特征以及實際澆筑方向布置溫測點。溫測點的布置具有一般規(guī)律:混凝土基底板上的溫測點布置一般為10個，且需具備代表性；電梯井的底板位置一般布置2個溫度測試點，同樣需具代表性。傳感器的布置要均勻,且需依據(jù)測試點的深度進行，傳感器之間的距離應該布置合理，特別是傳感器與混凝土表面的距離應大于10 cm的間距[5]。在混凝土的養(yǎng)護層下方需要布置溫度傳感器。這樣，就可實現(xiàn)溫度的內(nèi)外監(jiān)測了。

2.2 降低水泥水化熱

混凝土的結(jié)構(gòu)對其自身的溫度差異以及負荷的影響也是十分重要的。通常大體積混凝土由于其自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，其結(jié)構(gòu)負載的增加不會是十分迅速的。這一點為降低水泥水化熱方法提供了可能性。在混凝土施工的中后期會體現(xiàn)出較高的強度，在中低熱型水泥中應用降低水泥水化熱的方法可以有效防止混凝土的開裂現(xiàn)象。降低水泥水化熱通常采用的方法是向混凝土中添加優(yōu)質(zhì)骨料等添加劑。在級配的選擇上要以施工的標準以及具體的材料情況為依據(jù)，力求加強混凝土的和易性以及密實程度，防止混凝土表面開裂。

2.3 外加劑降溫

將混凝土外加劑作為降溫的方法也是常用的溫度控制法之一。由于混凝土外加劑的種類豐富、功能多樣，在降溫中具有靈活性以及更高的可控制性。可以采用不同的外加劑針對不同的降溫需要。外加劑的性質(zhì)體現(xiàn)為兩點:其一，減水效果顯著；其二，具有一般的防凍效果。混凝土內(nèi)含水量大會造成內(nèi)部縫隙，從而使混凝土變得較為脆弱，降低了混凝土的密實性以及抗裂性。在混凝土中使用外加劑可控制混凝土的水量,從而提高混凝土的質(zhì)量。混凝土外加劑還能夠調(diào)節(jié)水泥水化熱的放熱速度，幫助混凝土內(nèi)部溫度下降。由此可見,外加劑降溫的方法對混凝土表面裂縫的產(chǎn)生具有明顯的抑制效果。

2.4 冷卻水管技術(shù)

冷卻水管技術(shù)也是常見于大體積混凝土施工中的降溫技術(shù)。這一技術(shù)的運用可以直接降低混凝土的內(nèi)部最高溫度，從而減少內(nèi)外溫差，防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。冷卻水管技術(shù)的具體操作手法可分為以下步驟：首先將特制的水管以蛇形置入混凝土內(nèi)部，使水管與混凝土的接觸面加大，促進降溫效果。然后將冷水以定時循環(huán)的形式通入管中，對混凝土內(nèi)部進行降溫。在實踐的檢驗下，該方法效果顯著，最低可將混凝土內(nèi)部溫度降至5℃[6]。

2.5 控制表面溫度

由于混凝土表面的裂縫是內(nèi)外溫差產(chǎn)生的，在對混凝土的溫度進行控制時，也可從表面溫度的控制入手。通常采用的方法是通過鋪設(shè)草墊和塑料薄膜來提高混凝土表面的溫度。這一方法的主要原理是，在混凝土表面鋪設(shè)草墊和塑料薄膜，隔絕混凝土表面與外界的接觸，從而減少外界溫度對混凝土表面的影響，使混凝土的表面溫度與內(nèi)部溫度保持一致，從而減小內(nèi)部壓力的產(chǎn)生與作用，防止混凝土表面的裂縫產(chǎn)生。在實踐中得出，采用這一方法可將混凝土表面與外界溫度保持在11℃的溫度差值左右。結(jié)合混凝土內(nèi)部溫度升高的速率，保持混凝土表面和內(nèi)部的升溫速度一致，從而保證混凝土表面不出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

2.6 分層、分塊澆筑法

作為常見的混凝土降溫方法之一的分層、分塊澆筑法,常用在大體積混凝土的施工作業(yè)實施階段，目的是合理控制大體積混凝土的溫度。其操作方法較之于其他方法而言，較為復雜，注意事項較多,主要為以下幾點。

第一，需要依據(jù)混凝土澆筑能力及其降溫措施來確定進行分層澆筑的每層的厚度，一般控制在1~ 1.5 m之間。

第二,對上層混凝土進行澆筑搗實作業(yè)時，必須確定下層混凝土完成初凝并不具重塑性以免對澆筑效果造成影響。

第三，如果大體積混凝土的截面面積大于100 m2，采用分層澆筑法會拖慢施工速度，造成施工效率的下降。面對這一現(xiàn)象，通常對截面面積大于100 m2的大體積混凝土施工工作采用分塊澆筑的方法。進行分塊澆筑時，需要注意合理的進行區(qū)域分塊，一般的指標為每塊區(qū)域的高度在1.5 m以上，面積在50 m2以上。對上下相鄰的混凝土層之間進行豎向接縫，合理處理接縫。

3 結(jié)語

綜上所述，在大體積混凝土施工過程中，考慮到混凝土的性質(zhì)以及在溫度影響下大體積混凝土中水和水泥的化學反應作用容易出現(xiàn)的表面裂縫現(xiàn)象，結(jié)合具體的施工情況，對大體積混凝土進行降溫處理。針對大體積混凝土表面開裂的原因，從各個方面進行考慮、處理，在實踐中得到以下經(jīng)驗：通過基本的內(nèi)外溫度觀測、降低水泥水化熱、外加劑降溫、冷卻水管技術(shù)、控制表面溫度、分層及分塊澆筑等方法，對大體積混凝土施工進行降溫處理與溫度控制，防止大體積混凝土因內(nèi)外溫度差異過大而形成壓力造成的表面開裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。這些方法的應用對大體積混凝土的施工質(zhì)量起到了有效的保障作用。

[1]王真.工業(yè)建筑中大體積砼施工過程的控制措施[J].江西建材,2014,13(26):87-89.

[2]陳昊松.大體積砼裂縫控制措施分析[J].科技致富向?qū)? 2012,35(16):239.

[3]侯英超.大體積砼溫控防裂技術(shù)在橋梁工程中的應用[J].交通世界(建養(yǎng).機械),2013,4(11):196-199.

[4]李廣彬.淺談大體積砼抗裂措施[J].河北企業(yè),2013,8(25): 139.

[5]張學志.大體積砼施工的溫度控制及技術(shù)措施[J].四川水泥,2015,2(18):110.

[6]呂建忠,劉日飛.淺談大體積砼溫度裂縫的原因與控制措施[J].科技信息,2010,14(33):787.