解析大體積預拌混凝土的溫度控制及防裂技術

【摘要】自改革開放以來，我國社會經(jīng)濟得到快速發(fā)展，全國各地都加快了經(jīng)濟建設的步伐，給我國建筑行業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。混凝土是當前建筑工程中極為常見，也是使用最廣泛的一種施工原材料，是建筑工程中不可或缺的一部分。而大體積混凝土則是混凝土中比較特殊的存在，其施工質量的高低，也能夠直接影響到整個建筑工程施工的質量。就當前實際狀況而言，大體積預拌混凝土的溫度控制與防裂工作，是整個混凝土工程的重難點，需要引起相關部門的高度重視?；诖?，本文筆者結合工程實際，對大體積預拌混凝土的溫度控制與防裂技術展開論述，望給予實際一定的參考。

【關鍵詞】大體積預拌混凝土;溫度控制技術;防裂技術

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。基坑開挖深度為-5m。底板厚度為1.5m，底板混凝土強度等級C40，抗?jié)B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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)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(xiàn)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(fā)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(fā)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(xiàn)收縮現(xiàn)象。內漲外縮，其內部勢必形成壓應力，而表面出現(xiàn)拉應力。各區(qū)域溫度應力的大小由該區(qū)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(shù)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(jiān)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(shù)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(yè)技術人員落實監(jiān)測作業(yè)，對結構中心溫度與表面溫度進行監(jiān)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(xù)每隔6到8小時測溫一次，并對外界大氣溫度進行監(jiān)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(xù)測溫監(jiān)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(jù)，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(guī)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(huán)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(xiàn)在夜間。對于測溫結果而言，需要及時填入到規(guī)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(shù)據(jù)進行整理、分析與總結。當混凝土澆筑作業(yè)結束七天內。測溫負責人需要向現(xiàn)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(huán)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(yōu)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(qū)，針對不同分區(qū)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(xù)級配，含泥量不應大于1%，細骨料采用細度模數(shù)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(fā)熱量低的普通硅酸鹽水泥，這類水泥水化熱低，能夠發(fā)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(xiàn)，⑥采用緩凝型高效減水劑，摻量依據(jù)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，確保混凝土初凝時間不低于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(huán)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(jiān)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(guī)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(jiān)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(jù)，采取針對性的處理措施;另一方面，間接表現(xiàn)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(huán)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(yǎng)護和保溫

混凝土澆筑作業(yè)結束后，應實施灑水養(yǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)溫度裂縫，從而提高工程整體施工的質量。

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作者簡介：

樂國武（1979.11-），男，湖南雙牌人，本科，工程師，從事預拌混凝土質量技術管理工作。