建筑施工中如何控制混凝土溫升

貝洪強

摘 要： 大體積混凝土結構在降溫階段，由于降溫和水分蒸發等原因產生收縮，再加上存在外約束不能自由變形而產生溫度應力。因此，控制水泥水化熱引起的溫升，即減小了降溫溫差，這對降低溫度應力、防止產生溫度裂縫能起釜底抽薪的作用。下面對如何控制混凝土溫升加以分析。

關鍵詞：建筑施工；混凝土溫升；分析的

一、選用中低熱的水泥品種

泥凝土升溫的熱源是水泥水化熱，選用中低熱的水泥品種，可減少水化熱，使混凝土減少升溫。為此，施工大體積混凝土結構多用32.5級礦渣硅酸鹽水泥。

二、利用混凝土的后期強度

試驗數據證明，每立方米的混凝土水泥用量，每增減10kg，水泥水化熱將使混凝土的溫度相應升降1℃。因此，為控制混凝土溫升，降低溫度應力，減少產生溫度裂縫的可能性，可根據結構實際承受荷載情況，對結構的剛度和強度進行復算。由于高層建筑與大型工業設施等的施工工期很長，其基礎等大體積混凝土結構承受的設計荷載，要在較長時間之后才施加其上，所以只要能保證混凝土的強度在28d之后繼續增長，且在預計的時間（45d、60d或90d）能達到或超過設計強度即可。利用混凝土后期強度，要專門進行混凝土配合比設計，并通過試驗證明28d之后混凝土強度能繼續增長。

三、摻加咸水劑本質素磺酸鈣

本質素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑，對水泥顆粒有明顯的分散效應，并能使水的表面張力降低而引起加氣作用。因此，在混凝土中摻入水泥重量0.25%的木鈣減水劑（即木質宗磺酸鈣），它不僅能使混凝土和易性有明顯的改善，同時又減少了10%左右的拌合水，節約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。混凝土中摻入木鈣減水劑后，7d的水化熱略有增大，但可減少水泥用量10%左右，因此水化熱還是降低的。同時可明顯延遲水化熱釋放的速度，放熱速度也較不摻者推遲。這樣不但可減小溫度應力.且可使初凝和終凝的時間相應延緩5—8h，可大大減少了在大體積混凝土施工過程中出現溫度裂縫的可能性。

四、摻加粉煤灰外摻料

試驗資料表明，在混凝土內摻入一定數量的粉煤灰，由于粉煤灰具有一定活性，不但可代替部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球形，具有“滾珠效應”而起潤滑作用，能改善混凝土的湯塑性，并可增加泵送混凝土（大體積混凝土多用泵送施工）要求的0.315mm以下細粒的含量，改善混凝土可泵性，降低溫凝土的水化熱。另外根據大體積混凝土的強度特性，初期處于高溫條件下，強度增長較快、較高，但后期強度就增長緩慢，這是由于高溫條件下水化作用迅速，隨著混凝土的齡期增長，水化作用慢慢停止的緣故。摻加粉煤灰后可改善混凝土的后期強度，但其早期抗拉強度及早期極限拉伸值均有少量降低。因此對早期抗裂要求較高的工程，粉煤灰摻入量應少一些，否則表面易出現細微裂縫。

五、粗細骨料選擇

為了達到預定的要求，同時又要發揮水泥最有效的作用，粗骨料有一個最佳的最大粒徑。對于土建工程的大體積混凝土，粗骨料的規格往往與結構物的配筋間距、模板形狀以及混凝土澆筑工藝等因素有關。宜優先采用以自然連續級配的粗骨料配制混凝土。因為用連續級配粗骨料配制的混凝土具有較好的和易性、較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強度。在規格上可根據施工條件，盡量選用粒徑較大、級配良好的石子。因為增大骨料粒徑，可減少用水量，而使混凝土的收縮和泌水隨之減少。同時亦可減少水泥用量，從而使水泥的水化熱減小，最終降低了混凝土的溫升。當然骨料粒徑增大后，容易引起混凝土的離析，因此必須優化級配設計，施工時加強攪拌、澆筑和振搗等工作。粗骨料顆粒的形狀對混凝土的和易性和用水量也有較大的影響。因此，粗骨料中的針、片狀顆粒按重量計應不大于15%。

細骨料以采用中、粗砂為宜。根據有關試驗資料表明，當采用細度模數為2.79、平均粒徑為0.38的中、粗砂，它比采用細度模數為2.12、平均粒徑為0.336的細砂，每立方米混凝土可減少用水量20—25kg，水泥用量可相應減少28—35kg。這樣就降低了混凝土的溫升和減小了混凝土的收縮。

泵送混凝土的輸送管道除直管外，還有錐形管、彎管和軟管等。當混凝土通過錐形管和彎管時，混凝土顆粒間的相對位置就會發生變化，此時如混凝土的砂漿量不足，便會產生堵管現象。所以在級配設計時適當提高一些砂率是完全必要的，但是砂率過大，將對混凝土的強度產生不利影響。因此在滿足可泵性的前提下，應盡可能使砂率降低。

另外，砂、石的含泥量必須嚴格控制。根據國內經驗，砂、石的含泥量超過規定，不僅會增加混凝土的收縮，同時也會引起混凝土抗拉強度的降低，對混凝土的抗裂是十分不利的。因此在大體積混凝土施工中，建議將石子的含泥量控制在小于1%，砂的含泥量控制在小于2%。

六、結論

關于澆筑溫度的控制，我國有些規范提出不得超過25℃，否則必須采取特殊的技術措施的規定。美國AcI施工手冊中規定不得超過32℃；日本土木學會施工規程中規定不得超過30℃；日本建筑學會鋼筋混凝土施工規程中規定不得超過35℃。在土建工程的大體積鋼筋混凝土施工中，澆筑溫度對結構物的內外溫差影響不大，因此對主要受早期溫度應力影響的結構物，沒有必要對澆筑溫度控制過嚴。但是考慮到溫度過高會引起較大的干縮以及給混凝土的澆筑帶來不利影響，適當限制澆筑溫度是合理的。建議最高澆筑溫度控制在40℃以下為宜，這就要求我們在常規施工情況下合理選擇澆筑時間，完善澆筑工藝以及加強養護工作。

參考文獻：

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