解析大體積預拌混凝土的溫度控制及防裂技術

文/樂國武 永州瑞祥建材有限公司 湖南雙牌 425200

1、引言

雙牌縣嘉信國際酒店主樓筏板基礎工程，位于永水路與車站路交匯處，本工程建筑面積約33700 m2，整個建筑高達85m?；A類型主要以平板筏基為主，主樓底板總面積約1287m2，底板混凝土約2100m3?；娱_挖深度為-5m。底板厚度為1.5m，底板混凝土強度等級C40，抗滲等級P6。

2、大體積預拌混凝土溫度裂縫類型及其原因分析

大體積混凝土溫度變化勢必會帶來溫度形變，在受到相應的約束后，最終形成溫度應力。因為混凝土的抗壓強度遠遠超過抗拉強度，在溫度壓應力的影響下不會給大體積混凝土造成破壞。而當受溫度拉應力影響，往往會由于抗拉強度不足而形成溫度裂縫。約束情況的不同，大體積預拌混凝土溫度裂縫的類型也各不相同，主要包括深層裂縫、貫穿裂縫以及表面裂縫。依次來看：

（1）深層裂縫與貫穿裂縫出現的先決條件都是存在約束與變形形成應力。因為溫度變化帶來的溫度變形是一種常見現象，所以是否存在溫度應力取決于是否存在約束。人們普遍認為基巖就是一種剛性基礎，同時，已經凝固且彈模較大的下部舊混凝土也是一種剛性基礎。這類基礎對現澆混凝土溫度變形施加的約束作用，被稱之為基礎約束。由其引發的溫度裂縫被稱之為基礎約束裂縫。這種裂縫會不斷從基礎面向上發展，最終可能會橫貫整個建筑物，又被稱之為貫穿裂縫。而當裂縫切割的深度超過一定范圍，則形成深層裂縫。

（2）表面裂縫；當混凝土澆筑完成后，因其內部水化熱不斷升高，體積迅速膨脹，如果遭遇冷空氣，則混凝土表面會出現收縮現象。內漲外縮，其內部勢必形成壓應力，而表面出現拉應力。各區域溫度應力的大小由該區域溫度梯度大小所決定。當表層拉應力大于混凝土允許的最大抗拉強度時，則會形成裂縫，即為表面裂縫。這種裂縫普遍存在澆筑塊側壁，方向不固定，數量較多。不僅如此，因為初澆混凝土具有彈模小、塑性大等特性，阻礙了拉應力的增加，所以表面裂縫一般長度短、深度淺。

3、大體積預拌混凝土溫度控制及防裂技術討論

3.1 監測大體積混凝土水化溫度

3.1.1 制作測溫管

預定與底板處布置測溫管，數量為12組，總計36個。測溫管主要以DN25鍍鋅鋼管為主，按照施工設計圖紙，埋設在相應的深度，并做好封堵處理，保持管頂超出混凝土面距離保持在100mm，同時向管中灌入機油，最好完善密封處理。

3.1.2 布設測溫點

測溫點的布置原則應在有代表性的整個筏板基礎各個角點及結構尺寸變化較大的地方。測溫點的平面布置共12處，縱橫間距為7m左右，各處必須布置表面、中間和底面溫度測點，表面溫度在砼面向下 100mm處量取，中間溫度在底板高度一半處量取，板底溫度在混凝土底面以上100mm處量取。

3.1.3 測溫的時間

大體積混凝土澆筑完工后，需組織專業技術人員落實監測作業，對結構中心溫度與表面溫度進行監測，時間期限不少于14天；當混凝土內部溫度即將達到頂峰值時，需每隔兩小時開展一次測溫，后續每隔6到8小時測溫一次，并對外界大氣溫度進行監測。全部測溫點都需要提前編號，若在測溫期間存在溫差超過25℃的狀況，則應采取覆蓋保溫處理。而若是溫差低于25℃，則能夠停止測溫。如測溫結果與標準偏差較大，應繼續測溫監控。最終的測溫結果需要及時遞交給交技術負責人進行簽字確認，將其作為混凝土施工質量審核的主要判斷依據，并及時做好記錄填寫溫控記錄表（如下表1）。

表1 筏板大體積混凝土測溫記錄表

3.1.4 測溫的處理

相關規定明確要求：混凝土表面溫度與中心溫度之間的溫度差必須保持在25℃以內，而混凝土表面溫度與外界環境溫度之間的溫度差需保持在20℃以內，且溫度梯級保持在 2℃/d以內。

測溫工作需要安排專人負責落實，不間斷保持全天測溫，特別是夜間值班的測溫工作人員，應當認真負責。這是由于混凝土溫度差集中出現在夜間。對于測溫結果而言，需要及時填入到規定的紀律表中。每次測溫結束后，相關工作人員都需要及時對數據進行整理、分析與總結。當混凝土澆筑作業結束七天內。測溫負責人需要向現場總負責人及時報送每日測溫結果表，之后沒兩天報送一次測溫結果表。如果在實際測溫期間存在混凝土表面溫度與外界環境溫度的溫度差超過20℃或者表面溫度與中心溫度的溫度差超過25℃，則需要即刻實施降溫處理。

3.2 控制溫度裂縫措施

3.2.1 合理選擇配合比、原材料

嚴格控制砂、石級配和含泥量，在混凝土中摻入減水劑和粉煤灰等，優化混凝土配合比，以減少水泥用量，降低水化熱溫升，既要保證設計強度，又要使混凝土具有良好的和易性、可泵性。①結合工程實際情況，對大體積混凝土澆筑的范圍進行合理分區，針對不同分區使用與之對應標號的混凝土。②在滿足可泵性及施工要求的前提下，盡可能降低混凝土坍落度。③粗骨料采用連續級配，含泥量不應大于1%，細骨料采用細度模數為2.6～3.0的中砂，含泥量不應大于3%，從而減少每立方米混凝土水泥的用量。④采用S95級礦渣粉與Ⅱ級粉煤灰的復摻的方案，粉煤灰采用超量取代法。從而減少每立方米混凝土水泥的用量。⑤選用發熱量低的普通硅酸鹽水泥，這類水泥水化熱低，能夠發揮降溫收縮的作用，從而減小拉應力，有效避免溫度裂縫的出現，⑥采用緩凝型高效減水劑，摻量依據試驗確定。⑦摻入膨脹劑，摻量以膠凝材料總量計，摻入過多的膨脹劑有可能引起早期的膨脹，因此建議采用較低摻量。

3.2.2 降低混凝土入模溫度

為切實降低混凝土入模溫度，在澆筑期間需要采取砂表面覆蓋、石子灑水冷卻或者通入低溫水等措施降低混凝土攪拌溫度，并縮短混凝土運輸時間，攪拌過程加入適量緩凝劑，確?；炷脸跄龝r間不低于6小時；這樣不僅延緩澆筑速度，而且能夠減小澆筑厚度，從而加快散熱速度。一般來說，大體積混凝土入模的最佳溫度應當為18℃以內。

3.2.3 控制拆模時間

結合實際測溫結果，如果混凝土拆模后的外界環境溫度或者表面溫度與內部溫度之間的溫度差低于25℃，則能夠進行拆模；反之，若溫度差超過25攝氏度，則不能夠拆模，同時采取覆蓋保溫材料的措施，使溫度差處于合理范圍之內，最終實施拆模處理。

3.2.4 監控混凝土溫度變化

實際施工期間，需加強混凝土測溫點的布設工作，并完善測溫結果記錄，若溫度差超過規定要求，則需要采取相應的處理措施，確保混凝土及其內部構件溫度始終處于合理范圍之內。一方面，溫度監控的關鍵作用在于了解混凝土內部溫度的實際情況以及表面溫度的變化情況，并以此為根據，采取針對性的處理措施；另一方面，間接表現混凝土溫度的實施狀況，在實際施工過程中對混凝土表面溫度、內部溫度、外界環境溫度、入模溫度、出機溫度、原材料溫度等進行精確測量，為溫控措施的制定奠定良好的基礎。

3.2.5 加強混凝土的養護和保溫

混凝土澆筑作業結束后，應實施灑水養護處理，從而減少混凝土內外的溫度差，進而提高其早期彈性模量，切實強化其抗裂性能，降低干縮現象帶來的不良影響。

結語：

綜上所述，溫度裂縫是全部混凝土結構中最為常見的一種質量通病，大體積預拌混凝土也不例外。大體積預拌混凝土裂縫的種類有很多，其誘因也不盡相同。因此，對于施工單位而言，需要結合實際狀況，深入分析大體積預拌混凝土溫度裂縫出現的主要原因，并以此為基礎，選擇合理的施工技術，提高混凝土溫度控制與防裂處理的效果，盡可能避免工程出現溫度裂縫，從而提高工程整體施工的質量。