大體積混凝土溫控防裂技術的研究與應用

秦龍兵

河南省工建集團有限責任公司 河南鄭州 450016

根據以往研究可知：“大體積混凝土在養護階段水化放熱作用下，混凝土中產生的不均勻溫度場因素，是引起這些結構產生裂縫的主要原因”。大體積混凝土在養護階段水化放熱作用下，混凝土中產生的不均勻溫度場，是在施工階段控制混凝土裂縫的主要措施。要控制混凝土裂縫，主要從混凝土配合比及依據大體積混凝土內部溫度場分布，制定相應的混凝土養護措施，從而控制混凝土裂縫現狀[1]。

1 裂紋類型

針對裂縫產生的原因，主要包括荷載作用、變形作用、耦合作用下產生的裂縫，其占比分別為10%、80%、10%。首先，結合有害程度進行分析，主要體現在有害裂縫和無害裂縫。其中，對于前者來說，是建筑物使用功能和耐久性的重要影響因素。通常來說，裂縫寬度如果超過20%，屬于輕度有害裂縫，如果在規定的50%以上，屬于中度；如果高達規定的100%，屬于重度。結合出現的時間進行分析，主要包括早期裂縫、中期裂縫以及晚期裂縫，其分別代表3-28天、28-180天、180-720天。其次，結合深度進行分析，其類型主要包括表面裂縫、淺層裂縫以及貫穿裂縫。其中，貫穿裂縫的出現，結構斷面被切斷，對于結構的整體性產生了很大的破壞力，而且也關系到耐久性和防水性，不利于使用效果的提升，其危害性不容忽視。深層裂縫部分，使結構斷面得到了切斷，其危害性也比較嚴重；在混凝土收縮過程中，表面裂縫處斷面削弱，而且應力集中程度較高，所以會不斷拓展其裂縫現象。

2 溫度裂縫的的成因分析

第一，水泥水熱化。對于大體積混凝土來說，其施工面積較大，其導熱性嚴重缺失，受到混凝土澆筑的影響，在硬化期間，水泥所釋放的水化熱越來越多，其溫度最高可至30℃。在內部溫度不斷散失的影響下，極容易上漲內部溫度，相比于外部溫度，其溫度差愈發顯著，極容易導致拉應力的出現，從而引發混凝土裂縫問題。第二，施工環境溫度影響。對于冬天，由于混凝土環境溫度比較低，在混凝土澆筑施工過程中，內外溫差極為強烈。特別對于大體積混凝土，其內部溫度和澆筑溫度的差異性尤為強烈，從而極容易引發混凝土表面裂縫。第三，混凝土收縮變形產生的影響。簡言之，對于混凝土的收縮變形來說，主要是指混凝土中水泥多余水分在揮發的影響下，極容易造成體積收縮的出現。比如如果氣候環境比較干燥，由于水分蒸發速度迅猛，會明顯加劇混凝土內部結構的收縮程度，從而使不規則的裂縫由此產生。第四，混凝土養護工作力度不足。對混凝土裂縫的原因進行分析，與混凝土養護工作實施力度不足有著密切的聯系。在混凝土施工結束后，如果沒有及時覆蓋薄膜保濕處理混凝土，在外界溫度的影響下，如寒冷、大風等天氣，會大大加劇混凝土水分的流失速度，從而引發大量裂縫問題[2]。

3 大體積混凝土溫度裂縫控制措施

3.1 設計方面

在混凝土結構設計過程中，需綜合考慮混凝土的品種、配筋及接觸面等方面的因素。第一，通過增加鋼筋，能有效地提高混凝土的極限拉伸性能，進而避免裂縫的出現。第二，選擇中高強度的混凝土（C20-C35），即混凝土的抗拉強度較高，從而增強筏板基礎抵抗溫度拉應力的能力。第三，由于基礎位于地基巖層面層上，巖層對筏板基礎的約束較強，導致大體積混凝土在溫度作用下膨脹收縮時，會由于巖層的約束受到極大的外力作用，從而造成混凝土底部開裂，甚至裂縫逐漸向上延伸，進而形成貫穿性裂縫。為了減弱巖層對筏板基礎的約束，在巖層和筏板基礎之間設置了滑動層或緩沖層。如鋪設防水卷材。第四，合理設置后澆帶，可充分利用混凝土終凝前的流動性，釋放掉混凝土部分的溫度應力。具體來說，按照“分塊規劃、隔塊施工、分層澆筑、整體成型”的原則。

3.2 加強混凝土保濕保溫工作

通過加強混凝土的保濕保溫，基于內外溫度的差異，可以對表面裂縫的產生予以有效控制。而且在混凝土溫度較低的情況下，還可以防止溫度裂縫的出現。具體做法為以下幾點。首先，在冬季時，要想促進大體積混凝土施工的順利進行，在澆筑后，應注重表面覆蓋保溫工作的開展，將混凝土內外溫度的差異降至最低。同時，應實時性監督和控制混凝土內部溫度，對其內部溫度的變化進行分析，為調整保溫措施提供有力依據。在內部溫度較高的情況下，應合理化提高其養護溫度，防止混凝土的內外溫度差異超過25℃。但是需要明確的是，在控制養護溫度的變化速度過程中，1小時最低為0.9℃，最高為1.5℃。其次，積極開展混凝土養護工作，加強拆模時間的合理設置，以此來對混凝土的降溫時間和降溫速度予以控制，從而將混凝土的應力松弛效應充分發揮出來[3]。

3.3 溫度監測控制

通過溫度監測，掌握天氣變化規律、原材料溫度情況、混凝土出機口溫度、混凝土澆筑溫度、澆筑塊內部溫度變化等，并分析隨時調整溫度控制措施。①施工現場值班室設置水銀溫度計進行日常氣溫觀測，并隨時做好記錄。②項目部質檢部、試驗室在混凝土澆筑前采用溫度計及時對混凝土原材料及混凝土出機口溫度進行溫度監測，并做好記錄，依此調整溫控措施。③混凝土澆筑每4h檢測一次出機口溫度，入模溫度測量，每臺班不應少于2次。④對于敷設冷卻水管的底板，測試澆筑體里表溫差、降溫速率及環境溫度，每晝夜不應少于4次。⑤大體積混凝土澆筑體內溫度檢測點布置采用埋設測溫線，通過電子測溫儀進行測量，具體布置方式如下：如，每100m2倉面面積不少于1個測點，沿混凝土澆筑體厚度方向按表層、底層和中心溫度測點進行布置，共3個點。其次，混凝土澆筑體表層溫度測點宜埋設在冷卻水管與混凝土上表面1/2處；再次，混凝土澆筑體底層溫度宜在混凝土澆筑體底面以上與冷卻水管距離1/2處；最后，混凝土澆筑體中心溫度測點宜在混凝土澆筑體中心冷卻水管左側10cm處[4]。

3.4 混凝土養護施工

混凝土養護應考慮大體積混凝土內外溫差及混凝土表面的濕度兩個方面，前期在大體積混凝土水化熱達到峰值前應主要考慮混凝土表面濕度損失過快在初凝階段產生的混凝土表面裂縫，后期應主要考慮內外溫差造成內部溫度裂縫。在實際施工過程中為防止混凝土在初凝過程中混凝土表面失水過快導致混凝土表面開裂，在大體積混凝土澆筑過程中采取邊收面邊覆薄膜的方式進行保護，有效地將混凝土表面的濕度控制在較高的水平，防止混凝土表面水分蒸發導致開裂，薄膜要上下錯開，搭接壓緊，搭接寬度不小于100mm。澆筑完成混凝土強度達到1.2MPa后在底板、頂板混凝土薄膜上鋪設雙層棉氈保溫。棉氈要上下錯開，搭接壓緊，形成良好保護層，搭接長度不小于100mm，在鋪設棉氈時避免破壞下部的薄膜導致局部位置混凝土表面失水過快。在混凝土內部溫度接近峰值時應根據實時的混凝土測溫結果隨時調整養護方式，如局部地方內外溫差超過23℃、混凝土表面溫度下降較快應立即在相應位置增加棉氈的層數，保證混凝土各項溫度指標在預警值以下，當底板、頂板混凝土的表面溫度接近大氣溫度時，撤除薄膜保護層及棉氈保溫層，改為灑水養護。

4 結語

總而言之，在經濟社會不斷發展的強大推動下，有效擴大了建筑工程建設規模，在建筑工程施工過程中，混凝土施工技術具有較高的應用價值，對此諸多建筑施工人員的重視程度也十分顯著。在施工過程中，面對溫度裂縫問題的出現，施工人員應提高對該技術施工過程控制的重視度，對其施工原材料的成分進行不斷改良，將水化熱作用降至最低。同時，還要積極開展混凝土養護工作，發揮出對混凝土裂縫的抑制性作用，給予混凝土施工水平的提升[5]。