大體積混凝土溫度裂縫的防治措施

摘要：根據工程建設的需要，大體積混凝土結構也越來越普遍。但在施工過程中，常會出現各種各樣的裂縫給工程的結構造成了質量隱患。本文結合工作實踐，對預防大體積混凝土溫度裂縫的施工工藝進行了探討。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；預防措施

1、大體積混凝土產生溫度裂縫的原因

大體積混凝土溫度裂縫產生的主要原因是水化熱。大體積混凝土在經過澆筑振搗之后，水化熱隨即便大量的產生，由于大體積混凝上表面散熱的影響，混凝土中心溫度向表面遞減，由溫度的不同導致混凝土內外變形不一致，中心混凝土與邊緣混凝土變形不統一，這便產生溫度應力。由所受約束的不相同而導致產生溫度應力大小也是不同的。于是，當抗拉應力不能抵抗溫度應力的作用時，結構就會產生裂縫。。

2、溫度裂縫的預防與控制

2.1控制好原材料質量。施工中選用了良好級配的原料，并嚴格控制其含泥量不超標，盡量滿足設計的要求。（1）水泥：首先盡量減少單位體積混凝土的水泥用量，資料證明，水泥用量每增減10kg，水化熱使溫度相應升降約1℃。其次應優先采用低熱水泥，如選擇礦渣硅酸鹽水泥。（2）細骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于2%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時相應減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。（3）粗骨料：5～25MM或5～40MM石子，選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高。優先選用5～40MM石子，減少混凝土收縮。含泥量<1%，符合篩分連續級配要求。骨料中針狀和片狀<15%（重量比）。（4）拌和水：宜采用深層地下水，必要時加冰塊降溫，使水溫降至10℃以下。（5）粉煤灰：由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。粉煤灰對降低水化熱、改善混凝土和易性有利，粉煤灰的摻量不少于10%，采用內摻法，選用Ⅱ級粉煤灰。（6）外摻劑：通過分析比較及過去在其它工程上的使用經驗，混凝土中摻加緩凝型高效復合泵送減水劑可降低水化熱峰值，減少因水份蒸發而引起的混凝土收縮，并可提高混凝土的抗裂性，和易性與可泵性；摻入膨脹劑，在最初14d潮濕養護中，使混凝土體積微膨脹，補償混凝土早期失水收縮產生的收縮裂縫，提高混凝土的抗滲能力。具體外加劑的性能及用量應當根據要求由試驗室提供配合比報告，在混凝土澆筑前將配合比報告送達施工單位。由于采用粉煤灰及外摻劑，宜利用混凝土后期強度，用R60或R90替代R28作為設計強度。。

2.2嚴格混凝土配合比。采用泵送混凝土砂率控制在35%～40%之間，在滿足可泵性的前提下，盡量降低砂率。坍落度在滿足泵送的條件下盡量選擇小值，以減少收縮變形。針對工程實際和泵送施工工藝要求，根據理論計算和試驗室試配試驗結果，由試驗室提供混凝土配合比報告，混凝土坍落度宜為150mm～170mm，緩凝時間根據澆筑量和澆筑速度確定。

2.3控制混凝土原材料入機溫度。混凝土中的各種原材料，尤其是石子與水的溫度，拌和后對混凝土的入模溫度影響最大，因而必須控制其入機溫度。夏季在氣溫較高時，監督攪拌站對砂、石骨料和水采取降溫措施，宜在砂石堆場對砂石遮陽，必要時可采用向骨料噴水等降溫措施。特別是對水宜采用深層地下水和加冰塊降溫，使水溫降至10℃以下，

2.4控制混凝土澆筑時入模溫度。夏季施工時，在輸送泵送時采取降溫措施，以防入模混凝土溫度升高。如在施工現場搭設遮陽棚蓋、用水泵對進入施工現場的混凝土運輸罐車噴水降溫，在水平輸送管道上鋪草包噴水，優先選用近距離混凝土攪拌站等，以保證混凝土入模溫度不大于28℃。

2.5減少大體積混凝土四周約束。對于地基為基巖或老混凝土墊層，應在表面鋪設20mm砂墊層后上鋪一層塑料或油氈，以消除基巖約束和嵌固作用；在四周模板內表面鋪設50mm以上厚聚苯乙烯泡沫類材料保溫層，既達到保溫效果，又降低了四周約束，消除約束應力，并最終減少混凝土收縮裂縫的出現。

3、預防大體積混凝土溫度裂縫的施工工藝要點分析

3.1加強混凝土振搗

為了提高混凝土的密實度和抗拉強度，減少收縮，施工時設置專人加強混凝土的振搗工作，嚴格控制振搗時間和插入深度，上下層振搗搭接在50～ 100 mm之間，每點振搗30s左右或視混凝土表面返漿，嚴禁碰撞模板。二次振搗是在第一次振搗后，于凝結前的適當時間再重復進行二次振搗的一項新工藝，二次振搗能減少混凝土的內部裂縫，增強混凝土的密實性，從而提高混凝土的抗裂性。

3.2控制混凝土澆筑溫度

混凝土從攪拌機出料后，經過運輸、泵送、澆筑、振搗等工序后的溫度稱為混凝土的澆筑溫度。由于澆筑溫度過高會引起較大的干縮，因此應適當地限制混凝土的澆筑溫度，一般情況下，建議混凝土的最高澆筑溫度應控制在40℃以下。

3.3控制混凝土出機溫度

為了降低大體積混凝土總溫升和減小結構的內外溫差，控制出機溫度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比熱較小，但其在每立方米混凝土中所占的質量較大。水的比熱最大，但它在混凝土中占的質量卻最小。因此，對混凝土的出機溫度影響最大的是石子和水的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響最小。針對以上的情況，在施工中，為了降低混凝土的出機溫度，應采取有效的方法降低石子的溫度。在氣溫較高時，為了防止太陽的直接照射，可在砂、石子堆場搭設簡易遮陽裝置，必要時，須向骨料噴射水霧或使用冷水沖洗骨料。

3.4加強混凝土養護

為了減少升溫階段的內外溫差，防止因混凝土表面脫水而產生干縮裂縫，應對混凝土進行適當的潮濕養護；為了使水泥順利進行水化，提高混凝土的極限拉伸和延緩混凝土的水化熱降溫速度，防止產生過大的溫度應力和溫度裂縫，應加強對混凝土進行保濕和保溫養護。另外，施工中采取合理的技術措施很重要，例如采用帶模養護、推遲拆模時間等方法都對控制裂縫起很大的作用。

結語：

隨著大體積混凝土溫度裂縫預防措施研究的不斷深入，會有更多的方法供選擇。分析大體積混凝土溫度裂縫產生內外因，得出材料性質和水泥水化熱的內因同大體積混凝土所處環境影響的外因的結論。然后根據一些大體積混凝土施工過程中對溫度裂縫預防措施，總結了各種預防方法。從優化配合比，減少水泥用量、合理選擇原材料、分縫分塊澆筑、減少內外溫度梯度以及合理規劃施工前的準備工作并加強施工管理來預防大體積混凝土施工過程中產生溫度裂縫問題。

作者簡介：趙世生，男，1987.10.2，遼寧省，助理工程師，研究方向建筑施工。

（作者身份證號碼：210381198710023910）