大體積混凝土的溫控技術研究

馬 立 軍

(陽泉市元承建業工程有限公司，山西 陽泉 045000)

大體積混凝土的溫控技術研究

馬 立 軍

(陽泉市元承建業工程有限公司，山西 陽泉 045000)

分析了大體積混凝土裂縫產生的原因，從原材料選擇、升溫控制、骨料的選擇等方面，闡述了大體積混凝土預防裂縫的溫控措施，從而確保大體積混凝土的施工質量。

大體積混凝土，溫控技術，裂縫

自我國推行改革開放政策以來，隨著經濟水平的不斷提高，房地產建筑行業得到了飛速發展的機遇。同時，在此平臺上，我國部分城市中的高層與超高層建筑物，成為了坐落于城市中心的標志性建筑物，因此，為保證此類建筑物的穩定性，施工單位選擇應用大體積混凝土結構達到提升基礎設施堅實性的效果。另外，混凝土已經被廣泛應用于住宅、商業、工業等各個領域[1,2]。在應用階段，大體積建筑物以一定程度的溫度控制與溫度檢測技術為支撐，從而更好的起到應有的效果。為此，大體積混凝土施工單位在作業過程中，需積極采用現代化溫控技術，并通過完善信息化施工方案，對溫度進行全方位的監控，及時得到現場反饋的實用性數據，進而有效調控溫度[3]。這就表明，將溫控技術應用于大體積混凝土施工環節，有助于施工單位根據溫度控制技術檢測到的數據，衡量大體積混凝土溫度控制狀態。

1 裂縫產生的原因

1.1 原材料不合格

現階段，我國部分大體積混凝土施工單位，在購買原材料環節，忽視原材料對于保證建筑物建筑質量的重要性，并為了達到降低項目成本的目標，忽略混凝土施工現場的具體情況與要求，選擇并不實用的原材料。例如，水泥為大體積混凝土的重要原材料，且其品質關系到混凝土的數量、結構與組成，影響堿含量與水化熱，以及混凝土的凝膠孔數量、尺寸、形狀等[4]。正是因為混凝土施工單位未選擇實用性較強的原材料，導致整體水化物的Ca與Si的比例嚴重失調，使得混凝土中處于游離狀態的堿金屬進入“固化”狀態，降低了堿骨料的反應能力，為出現裂縫埋下隱患。

1.2 溫度應力

由溫度應力引發的裂縫是指，受內外溫差等因素的制約，產生能夠造成大體積混凝土出現裂縫現象的一種不良情況。在硬化的過程中，混凝土中的水泥等成分，在水化的作用下，將會產生施工現場并不需要的大量熱量，從而造成混凝土澆筑物內部發生顯著的變化[5]。然而，實踐證明，受施工現場環境因素的影響與制約，大體積混凝土表面并不會出現明顯變化，因此，在此施工狀態下，混凝土的內部與外部將會產生對比強烈的溫度差，即產生一定程度的溫度應力。其中，如果溫度應力超過了大體積混凝土的抗拉力，則建筑物將會出現裂縫。一般情況下，造成建筑物裂縫的溫度應力，可被劃分為自生應力與約束應力。其中，約束應力是指建筑物局部或全部受到外界的作用，無法自在變形而進一步引起的應力，諸如護欄混凝土、箱梁頂板混凝土等。

1.3 堿骨料反應

對于大體積混凝土而言，堿骨料反應是指在一定量的濕度條件下，大體積混凝土中水泥的骨料與堿性氧化物的活性成分會發生較為顯著的化學反應，使得骨料的表面轉變成為一種可以吸收水分，并不斷膨脹的物質。正是因為此類物質可在較短的時間內吸收大量的水分，且發生快速的膨脹，因此，在堿骨料反應作用下，大體積混凝土會出現裂縫情況[6]。其根本原因表現為：水泥的收縮作用為混凝土出現收縮埋下隱患，尤其是大體積混凝土中的粗骨料會產生促使水泥石收縮的限制性作用，其為建筑物抵抗收縮的主要背景條件。另外，如果骨料中含有氧化硅，則其更容易引發裂縫與膨脹的堿骨料反應。另外，細骨料的巖種、活性、品質等的不同，會造成其砂率、含泥量、表面性狀、細度模數、級別等的不同，對大體積混凝土的工作性能產生影響，并直接作用于混凝土的收縮狀態。

2 預防裂縫的溫控措施

2.1 原材料選擇

為實現預防大體積混凝土出現裂縫的目標，在選擇與控制原材料的方面，混凝土施工單位可以預先選定混凝土供應單位，并將項目部作為輔助性單位。換言之，由大體積混凝土施工項目部門與混凝土攪拌站之間簽訂合同，共同履行GB/T 14902—2003預拌大體積混凝土的行業規范。屆時，項目部門與混凝土攪拌站一起選擇具體施工現場所需要的大體積混凝土原材料，并在選擇期間，將合同的相關規定作為最終選定使用設備、技術與原材料的依據。另外，大體積混凝土施工單位還應承擔技術、設備與材料的質量保證責任，并積極對使用中的外加劑、摻合料、原材料等進行綜合跟蹤，使其獲得監理單位、業主方的認可，進而確保原材料在使用環節中的應有效果。

2.2 升溫控制

大體積混凝土自身與周圍環境溫度的降低，會造成混凝土出現一定程度的結構變化，隨之，水分亦會有所流失。然而，該種情況的發生并不代表將會產生自由變形，而是首先形成引發裂縫問題的溫度應力。因此，在施工過程中，為有效的控制對建筑物不利的溫度應力，大體積混凝土施工單位需及時控制水泥水化熱，現階段，控制水泥水化熱被認為是最為有效、直接的降溫方法。其中，正是因為水泥的水化熱為引發大體積混凝土自身溫度升高的核心要素，所以，如果施工單位從水泥水化熱出發，采取具有科學性、合理性的降溫方法，諸如應用低熱的水泥等原材料，能夠及時、高效的控制大體積混凝土的施工溫度。另外，實踐證明，建筑行業市場中的425號與325號礦渣硅酸鹽水泥具有良好的升溫控制作用，可以使得水化熱量降低至少20個單位。

2.3 骨料的選擇

在施工環節，粗細骨料的購買與應用，會直接影響大體積混凝土的施工質量。因此，為了更為良好的發揮大體積混凝土中水泥的積極作用，在此階段，施工單位需注意保證粗細骨料的粒徑。由于在施工過程中，許多客觀因素將會影響大體積混凝土的澆筑水平與效果，例如，粗骨料的結構物與規格的配筋距離，模板的形狀等均關系到混凝土的質量。因此，良好級配、連續自然的粗骨料，會提升大體積混凝土的和易性，從而保證建筑物具備更高水平的抗壓強度。例如，在選購粗骨料的同時，采購人員需以施工現場的實際情況出發，選擇級配好、粒徑大的石子，并隨之做好振搗、澆筑、攪拌等多項工作，根據重量低于15的原則，選用片狀顆粒或中針顆粒的粗骨料。此外，施工單位需選擇粗砂與中砂作為細骨料，從而有效的改善大體積混凝土溫度升高的問題。無論是細骨料還是粗骨料的選擇，在混凝土泵送途中，施工單位均需考慮砂率，即在滿足大體積混凝土骨料可泵性的前提下，降低其骨料的砂率。

3 結語

在現有的建筑施工環節，大體積混凝土的應用頻率逐年提高。然而在實際條件下，大體積混凝土的溫控問題日益顯著，因此，為了確保工程項目的質量與數量，施工單位需及時研究大體積混凝土施工環節出現的溫控問題、裂縫問題，尋求最為適宜的解決方案，以免出現影響建筑物綜合質量與施工單位經濟效益的不良因素。

[1] 楊江朋.高寒地區橋梁大體積混凝土施工溫控技術的研究與實踐[J].廣東建材，2015(3)：61-63.

[2] 梁建鋒，徐生根.某跨錢塘江特大橋索塔承臺大體積混凝土施工溫控技術[J].交通科技，2011(S2)：83-86.

[3] 陳衛國，屠柳青，劉可心,等.舟山西堠門大橋南錨碇大體積混凝土溫控技術[J].公路，2006(6)：112-116.

[4] 沈盧明，王忠海.西藏通麥特大橋錨碇無降溫管大體積混凝土溫控技術應用[J].公路交通技術，2015(3)：69-73.

[5] 梁建鋒，徐生根.某跨錢塘江特大橋索塔承臺大體積混凝土施工溫控技術[A].全國城市公路學會第二十次學術年會[C].2011.

[6] 陳興獻，潘 星.馬鞍山長江大橋承臺大體積混凝土溫控技術[J].工程與建設，2011，25(5)：680-683.

Research on the temperature control technology of mass concrete

Ma Lijun

(YangquanYuanchengConstructionEngineeringLimitedCompany,Yangquan045000,China)

This paper analyzed the cracks causes of mass concrete, from the raw materials selection, temperature rise control, aggregate selection and other aspects, elaborated the temperature control measures for cracks prevention of mass concrete, so as to ensure the construction quality of mass concrete.

mass concrete, temperature control technology, crack

1009-6825(2017)22-0104-02

2017-05-24

馬立軍(1978- )，男，工程師

TU755

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