土建工程大體積混凝土溫控措施及施工技術(shù)

史 文 玉

(太原市民營(yíng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，山西 太原 030000)

土建工程大體積混凝土溫控措施及施工技術(shù)

史 文 玉

(太原市民營(yíng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，山西 太原 030000)

分析了大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，介紹了被廣泛應(yīng)用的大體積混凝土溫控技術(shù)，從混凝土的溫升控制、粗細(xì)骨料選擇、混凝土攪拌和運(yùn)輸?shù)目刂频确矫?，提出了防止混凝土裂縫產(chǎn)生的相關(guān)措施，確保土建工程的施工質(zhì)量。

大體積混凝土，裂縫，溫控措施

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動(dòng)了房地產(chǎn)行業(yè)的迅速崛起，城市中有很多高層以及超高層建筑已然聳立在城中央，成為城市的標(biāo)志性建筑物。這些高層或者超高層建筑需要堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施，其大部分使用了體積較大的混凝土結(jié)構(gòu)。在工業(yè)、商業(yè)以及住宅建筑中，混凝土被廣泛應(yīng)用。

混凝土施工應(yīng)用過(guò)程中，需要一定的溫度檢測(cè)以及溫度控制，才能對(duì)施工程序起到更加好的效果。為此，在施工過(guò)程中采用信息化施工方案，來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)得到的數(shù)據(jù)以及反饋的信息進(jìn)行溫度的有效調(diào)控。最后，還要根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)判斷溫度控制的效果如何。

1 大體積混凝土容易產(chǎn)生裂縫的成因分析

1.1 原材料不合格產(chǎn)生的裂縫

有很多施工單位在進(jìn)行施工前的材料選擇的時(shí)候，為了降低工程成本，并沒有根據(jù)混凝土工程的實(shí)際情況和具體要求來(lái)選擇合適的施工材料。

1.2 溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫

溫度應(yīng)力裂縫是混凝土由于內(nèi)外溫度不同產(chǎn)生溫度應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫?；炷猎谟不倪^(guò)程中，水泥的水化作用會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使得混凝土澆筑體內(nèi)部的溫度產(chǎn)生劇烈的變化，但是混凝土表面的溫度受環(huán)境影響變化很小，這樣就會(huì)在混凝土的內(nèi)外產(chǎn)生一個(gè)溫度差進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在溫度應(yīng)力比混凝土的抗拉力還大的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

1.3 堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫

堿骨料反應(yīng)說(shuō)的是，在一定的濕度下，水泥中含有的堿性氧化物和骨料中的活性成分會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在骨料的表面形成一種吸水會(huì)膨脹的物質(zhì)，這種物質(zhì)在吸水之后體積會(huì)快速的膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2 應(yīng)用廣泛的大體積混凝土溫控技術(shù)

2.1 分層連續(xù)性澆筑法的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，在建筑施工過(guò)程中應(yīng)用最為廣泛的大體積混凝土溫控技術(shù)當(dāng)屬分層連續(xù)澆筑法。使用分層連續(xù)澆筑法可以很好的達(dá)到散熱的目的，對(duì)于大體積混凝土澆筑塊的降溫十分有用。而且使用這種方法還利于進(jìn)行振搗，進(jìn)而有效的保證混凝土澆筑的質(zhì)量。

2.2 大體積混凝土溫控的參數(shù)

在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行溫度控制的時(shí)候，必須注意到各種參數(shù)，要在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行操作，不然會(huì)影響施工質(zhì)量。一般情況下，大體積混凝土澆筑塊的溫度不可以高于28 ℃，混凝土的內(nèi)外溫差也不能超過(guò)25 ℃。

2.3 混凝土澆筑后需要及時(shí)采取溫控措施

對(duì)混凝土要及時(shí)的進(jìn)行保溫和養(yǎng)護(hù)工作。尤其是完成大體積混凝土的澆筑以后，一定要做好溫度控制措施。保溫層鋪好以后，還需要根據(jù)實(shí)際來(lái)對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋，可以使用的保溫材料有塑料薄膜、土和砂等等。

另外，在鋪設(shè)中一定要準(zhǔn)確計(jì)算，確定保溫層的厚度，不能有太大的誤差存在。保溫材料在選擇和搭配上有很多的技巧，搭配的好可以起到事半功倍的效果。

2.4 混凝土澆筑溫降時(shí)采取的措施

降低混凝土澆筑溫度首先要做的就是降低水、骨料和攪拌的溫度。使用的水最好選擇溫度較低的地下水，水溫盡可能控制在5 ℃～10 ℃這個(gè)范圍內(nèi)，這樣降溫的效果是最明顯的；可以對(duì)骨料提前預(yù)冷，其中使用噴水霧預(yù)冷是常用辦法，但是這個(gè)方法需要一個(gè)相對(duì)完善的排水措施來(lái)配合，這樣才能有效的控制骨料中的含水量，保證骨料的穩(wěn)定。其次，可以選擇夜間或者氣溫較低的季節(jié)進(jìn)行澆筑，這樣可以有效的降低澆筑的溫度，還可以減少控溫的費(fèi)用支出。夏天溫度較高，如果在白天進(jìn)行澆筑，就一定要盡可能地縮短澆筑的時(shí)間，這樣才可以縮短混凝土接受日照的時(shí)間，減少由于陽(yáng)光照射造成的溫度升高。另外，在夏天溫度較高的時(shí)候，需要對(duì)混凝土進(jìn)行定期的噴水保持混凝土的濕潤(rùn)，以免在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中混凝土溫度升高。

3 防止大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的相關(guān)舉措

3.1 大體積混凝土溫控技術(shù)措施

大體積混凝土被廣泛應(yīng)用于建筑施工中，產(chǎn)生混凝土裂縫的原因在于水泥的水化熱很容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度和應(yīng)力的變化，進(jìn)而導(dǎo)致不良后果。所以，控制混凝土的溫度是大體積混凝土施工中的重點(diǎn)。

3.1.1 混凝土的溫升控制

溫度下降后，使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了變化，水分隨著溫度的下降而逐漸流失。但是，其并不發(fā)生任意的自由變形，而是產(chǎn)生了一定的溫度應(yīng)力。為了有效的控制降溫應(yīng)力，控制水泥水化熱是目前最直接有效的降溫手段。水泥的水化熱是導(dǎo)致混凝土溫度升高的主要原因，為此，要從水泥水化熱入手，想盡各種辦法降低水泥水化熱，比如選擇低熱的水泥種類等等。研究表明，選擇325號(hào)、425號(hào)礦渣硅酸鹽水泥，可以使水化熱量減少超過(guò)20。

3.1.2 摻加粉煤灰及其他外加劑

不斷的研究實(shí)驗(yàn)表明，改善混凝土粘塑性可以在混凝土中加入一定量的粉煤灰，利用粉煤灰的活性，使得混凝土帶有水泥的效果，再加上粉煤灰具有很好的潤(rùn)滑作用。很多時(shí)候，混凝土經(jīng)過(guò)較遠(yuǎn)的路途送到施工現(xiàn)場(chǎng)，增加水泥的使用量不僅會(huì)造成水泥的浪費(fèi)，同時(shí)也促使混凝土加快收縮、水熱化速度加快，最后出現(xiàn)了裂縫。為了解決這一問(wèn)題，可以選擇在混凝土中加入一些外加劑，比如木質(zhì)素磺酸鈣，其是一種陰離子表面活性劑，可以有效的分散水泥顆粒，而且還能降低水的表面張力。如果將木質(zhì)素磺酸鈣摻入混凝土中，不僅可以有效的改善混凝土的和易性，而且可以減少對(duì)攪拌用水以及水泥的使用量，進(jìn)而降低水化熱作用。

3.1.3 利用混凝土的后期強(qiáng)度

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)探索研究，我們發(fā)現(xiàn)每單位體積的混凝土中含有的水泥使用量每變化10 kg，對(duì)應(yīng)混凝土的溫度在水泥水化熱的影響下會(huì)變動(dòng)1 ℃。因此，為了有效控制混凝土的溫度變化，減少溫度應(yīng)力的影響，一般采用f45， f60或 f 90 替代f28作為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

3.1.4 粗細(xì)骨料選擇

施工過(guò)程中粗細(xì)骨料的選擇，對(duì)于施工質(zhì)量有很大的影響。為了更好的發(fā)揮水泥的效用，在選擇粗骨料的時(shí)候，應(yīng)該選擇最大粒徑的。在建筑施工當(dāng)中，混凝土澆筑的效果與很多因素有關(guān)系，比如粗骨料的規(guī)格和結(jié)構(gòu)物的配筋距離，又如模板的形狀等。如果選擇自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料，會(huì)使得混凝土和易性好，具有較高的抗壓強(qiáng)度，可以作為粗骨料選擇之一。但是，在選擇粗骨料的時(shí)候要根據(jù)具體的施工情況，選擇粒徑大、級(jí)配好的石子，同時(shí)還要做好攪拌、澆筑和振搗工作，選用的粗骨料中針、片狀顆粒根據(jù)重量不應(yīng)該超過(guò)15。如果要是選擇細(xì)骨料的話，就應(yīng)該選擇中、粗砂，這樣可以有效的改善混凝土的溫度升高。不管是選擇粗骨料還是細(xì)骨料，在泵送混凝土途中，在級(jí)配設(shè)計(jì)上要考慮到砂率的大小，砂率過(guò)大對(duì)混凝土的強(qiáng)度會(huì)有影響。因此，在滿足可泵性的前提下，應(yīng)該盡可能地降低砂率。

3.2 大體積鋼筋混凝土工程施工質(zhì)量控制

3.2.1 原材料選擇的控制

在原材料的選擇的控制方面，主要采用預(yù)制混凝土供應(yīng)商為主，項(xiàng)目部為輔的控制方式。也就是混凝土攪拌站和項(xiàng)目部門簽署合同，一起來(lái)執(zhí)行規(guī)范GB/T 14902—2003預(yù)拌混凝土；混凝土攪拌站和項(xiàng)目部門一起來(lái)選擇項(xiàng)目施工需要的混凝土材料，保證在工程中使用的原材料、技術(shù)和設(shè)備等都滿足合同的規(guī)定，同時(shí)還需要對(duì)材料、設(shè)備以及技術(shù)的質(zhì)量負(fù)責(zé)。 另外，混凝土中使用的原材料、摻合料、外加劑都需要經(jīng)過(guò)業(yè)主和監(jiān)理認(rèn)可以后，才能投入使用。

3.2.2 混凝土攪拌和運(yùn)輸時(shí)的控制措施

施工技術(shù)對(duì)泵送混凝土的影響，首要的就是攪拌。攪拌的主要目的是使混凝土可以均勻混合，而且還要達(dá)到強(qiáng)化、塑化混凝土的目的。

泵機(jī)操作過(guò)程中應(yīng)該注意下面幾點(diǎn)：第一，混凝土泵送過(guò)程中，盡可能做到連續(xù)送料。如果碰到混凝土供應(yīng)不足的情況，那么可以適當(dāng)?shù)臏p慢泵送的速度。第二，泵送過(guò)程中要保持受料斗內(nèi)的充盈，避免吸入空氣。如果不慎吸入空氣，那么需要立即轉(zhuǎn)泵，把混凝土吸回料斗內(nèi)，在除去空氣以后再進(jìn)行泵送。第三，混凝土泵送過(guò)程中，輸送管內(nèi)的混凝土拌合物應(yīng)該處在均勻分布的狀態(tài)。第四，及時(shí)清理泵。在混凝土泵送完成以后，要及時(shí)的進(jìn)行清理，對(duì)于輸送管也要清理干凈，以免殘留的混凝土影響下次的輸送。第五，注意混凝土的澆筑溫度?；炷翝仓暗臏囟?，應(yīng)該在5 ℃～35 ℃這個(gè)范圍內(nèi)。因此，在混凝土運(yùn)送到卸料地點(diǎn)以后，需要對(duì)它的稠度進(jìn)行檢測(cè)?；炷恋暮鸵仔詴?huì)隨著運(yùn)輸時(shí)間的增加而降低，所以要盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間。

3.2.3 混凝土澆筑與振搗的控制措施

底板大體積混凝土可以采用斜面式分層澆搗的方式，這樣可以利用斜面自然流淌的方式從遠(yuǎn)到近從下到上，一層層進(jìn)行澆筑。減小澆筑層厚度以及采用合理的澆筑順序，可以達(dá)到降低水泥水化熱作用的目的。注意，澆筑完成以后的混凝土盡量晚一點(diǎn)拆模，而且在拆模的時(shí)候要保證混凝土表面溫度不會(huì)短時(shí)間內(nèi)下降太多。鋼管混凝土使用的是高位拋落無(wú)振搗法澆筑。

3.2.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)控制措施

混凝土澆筑以后，并不代表著工作完成，而是還需要長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)工作，比如減小降溫的時(shí)間和控制速度使得混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”可以更好的發(fā)揮。又如提高對(duì)混凝土測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)工作的管理，實(shí)施信息化控制，對(duì)于混凝土溫度的變化要做到及時(shí)的了解控制；再如做到將混凝土的內(nèi)外溫差控制在25 ℃以內(nèi)，基面溫差和基底面溫差控制在20 ℃以內(nèi)等等。

3.2.5 混凝土的測(cè)溫技術(shù)

為了更好的掌握大體積混凝土的各個(gè)部分在硬化過(guò)程中，水泥水化熱產(chǎn)生的溫度變化，以免在澆筑和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中由于內(nèi)外溫差太大出現(xiàn)裂縫的情況。需要采用有效的測(cè)溫技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)混凝土的溫度變化。在建筑工程中通常使用電子測(cè)溫技術(shù)來(lái)對(duì)混凝土溫度進(jìn)行檢測(cè)，盡量使混凝土的內(nèi)外溫差控制在25 ℃以內(nèi)， 溫度陡降不超過(guò)10 ℃。 注意，在測(cè)溫過(guò)程中需要安排專業(yè)的人員來(lái)負(fù)責(zé)，而且測(cè)溫是24 h進(jìn)行的。

綜上所述，大體積混凝土在目前的建筑施工中使用的比較頻繁，但是其也存在不少問(wèn)題，為了更好的保質(zhì)保量的完成工程，需要我們對(duì)于大體積混凝土施工中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，找到最好的解決辦法，避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。

[1] 史 平.大體積混凝土施工技術(shù)[J].甘肅科技縱橫，2013， 37(4)：37 .

[2] 湯建龍.淺析大體積混凝土裂縫的原因、修補(bǔ)及防治措施[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2014(8)：32.

[3] 王鐵夢(mèng).建筑物的裂縫控制[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2012.

The temperature control measures and construction technology of mass concrete of civil engineering

Shi Wenyu

(TaiyuanPrivateEconomicDevelopmentZone,Taiyuan030000,China)

This paper analyzed the reasons of mass concrete cracks,introduced the wide application of mass concrete temperature control technology,from the temperature control of concrete,aggregate thickness selection,concrete mixing and transport control and other aspects,put forward related prevention measures of concrete cracks,ensured the construction quality of civil engineering.

mass concrete,crack,temperature control measure

2015-10-16

史文玉(1975- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0087-02

TU755 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A