淺議大體積混凝土施工中溫度控制措施

吳建水

（福建路港（集團）有限公司， 福建 泉州 362000）

目前隨著我國城鎮化進程的發展推進，地下結構大體積混凝土隨之得到普遍的應用，但混凝土的抗壓強度fck遠遠高于抗拉強度ftk，抗拉強度與抗壓強度的比值約為5%～10%，當溫度拉應力作用于混凝土構件的時候，混凝土構件常常因為抗拉強度不夠而產生應力裂縫，從而對結構產生不利的影響、留下結構隱患。大體積混凝土溫度控制措施從設計到現場施工經過多年的實踐，已經形成了一套完整的理論作為指導，但是由于各個地方原材料來源、氣候氣象條件、施工方法都存在差異，導致溫度控制變得復雜以及多變。本人根據在將樂縣南部新區一期工程-體育中心工程以及以往施工經驗積累，就大體積混凝土施工中溫度應力引起裂縫（溫度裂縫）的控制總結幾點看法：

1 嚴格把控原材料質量和改善混凝土配合比，從而降低混凝土硬化過程中的水化產生的熱量引起的溫度升高

（一）降低單位體積混凝土拌合料中的水泥含量。第一依據擬建建筑物的受力分析、結構設計規定的要求等對建筑物進行區域劃分，對于各個不同區域、不同部位采用強度等級不同的混凝土；第二優化骨料級配，在不影響泵送及滿足混凝土結構截面發壞要求的條件下，粗骨料的粒徑能大則大，對配筋較少的混凝土結構（如樁承臺、電梯基礎等）可以采用埋設塊石，由于混凝土中采用大粒徑粗骨料能改善骨料級配，骨料本身的堆積狀態密實程度就越高，降低了孔隙率、孔隙比、總表面積，單位體積混凝土所需要的用水量和水泥用量就越小，這樣混凝土在硬化過程中產生的水化熱也就跟著下降，有利于預防裂縫的產生；第三根據不同配合比要求，在混凝土拌合料中摻入水泥用量 25%～60%的粉煤灰，，這樣可以大幅度使水泥的用量減少，從而降低了水化產生的熱量；第四摻入水泥用量0.4%～1.2%高效外加減水劑（比如：MF復合劑、木質素磺酸鹽、JG3），改善混凝土拌合物的和易性，降低單位體積混凝土用水量以及約 20%左右水泥用量，能讓混凝土早期強度得到提高、減少混凝土28天齡期發熱量。

（二）采用發熱量較低的水泥。由于在混凝土強度增長過程中內部會釋放大量熱量，導致期內部溫度與外部溫度相差過分大，所以為了減小溫差可以優先采用早期水化熱低的水泥來把水化熱降低下來。其中水泥水化過程中產生的熱量與水泥礦物成分、細度模數均成數學函數關系式，通過試驗表明：水泥熟料中礦物成份C3S與C3A的數量與其混凝土拌合料強度增長過程中的水化熱成正比關系，通過降低水泥熟料中以上兩種礦物的含量，可以降低水化熱的產生。所以大體積混凝土內部應優先選用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽大壩水泥、火山灰質硅酸鹽水泥，以適應低熱性的要求。其次，在水泥凝結硬化過程化學反應不受影響的前提下，要盡量減小水泥的粗細程度，使其在攪拌時與水發生反應接觸的表面積變大，水化反應進度也會相應隨之較快。

2 降低混凝土的入倉溫度

（一）夏季施工拌合前用水冷、風冷、真空汽化冷卻等方法預先降低骨料（砂、石子）的溫度，或在拌合過程中以冷凍后的冰水代替自來水拌合，降低混凝土拌合料的溫度（一般使拌合料的出料溫度控制在6攝氏度左右）。

（二）減少運輸路線途中和澆筑工作面拌合料的溫度回升。合理布置運輸線路，確保混凝土運輸路線的暢通，確保混凝土運輸車輛滿足倉面澆筑強度的要求，減少途中運輸時間；合理安排澆筑時間，大體積混凝土澆筑時間盡量安排在溫度較低的時節如：春天或秋天澆筑施工，若是夏天宜安排在低溫時段如：早上晚上或者夜間澆筑施工，不宜在艷陽高照正午時段澆筑，以降低混凝土拌合料進入倉面的溫度，減少混凝土拌合料入倉時的溫度返升，防止溫度裂縫的出現。

3 加快混凝土的散熱

（一）合理劃分每一層混凝土的澆筑厚度、合理確定混凝土澆筑的間隔時間，并根據設計要求或規范規定合理設置施工縫、伸縮縫、后澆帶，以改善約束條件、分散水化熱，這樣可以預防結構因為溫度變化（熱漲、冷縮）產生裂縫。澆注混凝土要求根據工作面實際情況及振搗設備的振幅分層澆注，構筑物結構的平面尺寸不大時可采用全面分層，構筑物結構的面積或者長度較大時可采用分段分層或斜面分層，同時分層振搗，確保后澆層混凝土在先澆層初凝前振搗完畢，以利于上下兩層能緊密連接；分層時候可根據情況采用適當減小分層厚度讓散熱面積增加，并適當延長澆筑的間隔時間，溫度高的時節若是已經采取了預冷措施時，則可以采用加大分層厚度進行澆搗，避免因溫度過高導致大氣熱流進入混凝土內部，影響到拌合料的預冷效果。

（二）預埋S形鋁管或鋼管冷卻水管(冷卻水管直徑一般為φ19mm或φ25mm)，通冷水進行循環降溫冷卻，這是夏季高溫時節施工中降低混凝土內部溫度一個非常有效的舉措。水管上下排間隔一般為1.5～3.0m相互交錯布置于混凝土內部，并通過豎向立管相互連接，初期由于內部水化熱溫升快，應當采用通制冷水來降低混凝土內部溫度最高值，但同時應根據內外溫差控制通水時間（以混凝土內外溫差控制在 20攝氏度以內為準），否則通水時間過長會造成溫度下降過多而引起較大的其他溫度熱應力，起到反作用，對混凝土結構產生不利影響。

4 混凝土表面保溫與養護

夏季時節澆筑的大體積混凝土應在澆筑完畢初凝以后盡快用草袋、麥桿、鋸末屑、塑料布等覆蓋保護，并在終凝后開始灑水養護（但當溫度在 5攝氏度以下時，不得對混凝土進行噴水保養），以保證混凝土表面處于濕潤狀態，為混凝土的水化提供必要的濕度，對于結構重要部位有條件的情況下可在混凝土澆筑完成后加設防護棚遮擋，避免太陽光線直接照射加劇混凝土表面收縮，引起表面干縮裂縫。

5 結語

實踐證明，大體積混凝土通過采用以上幾點溫控措施其裂縫得到了有效的控制，在施工中我們理論聯系現場實踐，用該質量控制要點指導施工，以預防為主分析可能造成大體積裂縫產生的各方面因素，結合工程特點，制定相應的施工方案取得了較好的成效，以后將進一步總結施工經驗，進一步完善施工控制體系，確保大體積混凝土施工過程的控制，延長其使用壽命。