土建施工中1.5m厚大體積混凝土溫度計量與裂縫控制技術

郭黎明 鄧倫杰 徐謙

摘? ? 要：本文結合了南昌辛家庵（許村）EPC安置房住宅小區的土建工程項目實例，從理論層面分析該工程的1.5m厚大體積混凝土發生裂縫的主要原因機理，之后對大體積混凝土的溫度計量與裂縫控制措施展開探索，認為可以施工加用高效減水劑、緩凝劑，有效降低水化熱和水泥用量，也可以選擇預埋底板冷卻水管，從而成功物理降溫控制裂縫。

關鍵詞：土建施工;1.5m厚大體積混凝土;溫度計量;裂縫控制

1? 前言

隨著城市化發展進程的不斷加快，對住宅小區類高層建筑的施工質量要求逐漸提高，為了確保高層建筑的結構安全耐久性，住宅樓層20～30層，底板厚度通常要求在1.5m以下[1]。而往往厚大體積混凝土構件，難以控制施工裂縫，因此愈來愈多的土建施工單位，想要分析施工裂縫產生的主要原因[2]。那么本文對土建施工中1.5m厚大體積混凝土的溫度計量及裂縫控制技術展開研究意義重大，能夠為類似研究及工程實踐提供參考作用。

2? 項目背景

本研究以南昌辛家庵（許村）EPC安置房小區項目為背景，對1.5m厚大體積混凝土分層澆筑施工裂縫控制技術進行研究，意在優化施工工法提高結構穩定性和整體性，減少裂縫對結構的破壞。

3? 混凝土選材及配比設計

3.1? 選材

（見表1）作為本次土建工程選用的P.O42.5水泥材料的檢測結果;95級礦粉在7d、28d分別可達84%、106%的抗壓強度比;I級粉煤灰，需水量與燒失量分別達94%和2.95%;河中砂，2.0%和0.5%的含泥量與泥塊含量;河中碎石25mm的最大粒徑，0.6%的含泥量;LG-3泵送劑，在7d、28d分別可達107%、104%的抗壓強度比。

3.2? 確定混凝土施工配比

結合該工程項目特點，最終確定的混凝土材料施工配合比，26%礦粉場合量，9%的粉煤灰摻入量以及粉煤灰超量取代系數為1.4。經試驗攪拌發現獲得良好的混凝土拌合易性，并未發生離析、泌水問題，后將緩凝劑加入其中產生210mm塌落度，2h之后并未發生損失。在3d、7d、28d、60d齡期分別達到8.7MPa、19.6MPa、36.7MPa、42.6MPa的強度。

水泥水化熱作為土建工程中混凝土出現絕熱升溫的關鍵，所以需要對混凝土的水泥用量適當降低，并推遲混凝土的放熱峰值，從而有效降低水化溫升。假定施工條件前提下，混凝土的絕熱溫升計算公式如下：

式中：

[Th]——最終混凝土絕熱溫升;

W——混凝土的單方水泥用量;

Q——水泥的水化熱量;

C——混凝土的水化熱;

[ρ]——混凝土的密度。

計算混凝土的內部實際溫度最高值公式如下：

[Tmax=Tj+Th（1-e-mt）ζ=16+46.9×0.87×0.8=48.6℃]

式中：

[Tmax]——混凝土的不同齡期實際內部最高溫用表示。

計算混凝土的結構物表面溫度計量公式如下：

[Tb（t）=Tq+4h'（H-h'）ΔT（t）/H2]

根據該工程運用的三層草簾覆蓋報文計算可得：

[Tb（t）]=26.2℃

根據以上公式通過計算混凝土的內外溫差結果為48.6-26.2=22.4℃，那么計算混凝土表面溫度與大氣溫度的差值為26.2-10=16.2℃，所以根據本次計算結果可得溫差在25℃以內，發現本次設計的混凝土配合比與本工程溫度計量標準相符。

4? 施工過程控制裂縫

4.1? 控制原材料

由于最低氣溫已超出0℃，所以不必再次加熱砂石料，盡可能選擇背陰砂石，對配合比不同材料計量精度嚴格控制，需要注意控制摻入的外加劑量，保證在攪拌過程中外加劑能夠充分反應，最終的出機溫度能夠達到16℃以內。

4.2? 控制混凝土澆筑

結合本工程實例混凝土的供應能力在150m3/h，在施工現場運用共計2臺汽車泵，確保可以全面覆蓋混凝土面，達到80m3/h每臺的泵送能力，控制澆筑時間在12h。階梯式推進完成混凝土澆筑，由近至遠的中間匯合兩個汽車泵，對每一層的底板厚度嚴格控制在1m左右。在混凝土振搗過程中，運用[Φ]50插入式振搗棒，快速插入緩慢拔出這樣均勻排列移動完成，控制每個振搗點的時間在15s～30s之間。

4.3? 控制冷卻水管冷卻

通過運用物理導熱原理進行混凝土內部降溫處理，不僅可以對混凝土的內部絕熱升溫最高值有效降低，還能夠在短時間內迅速降低混凝土的內部溫度。在每一個供水口前方均設計熱電偶，保證2h之內完成1次水溫測量，對比混凝土的內部溫度值，確保供水溫度和混凝土的內溫差在25℃以內。

4.4? 混凝土養護

對于土建施工中混凝土養護工序至關重要，需要考慮兩方面問題一是減少表面熱擴散，二是延長散熱時間。所以選用兩層草簾進行混凝土表面保溫處理，而本次工程項目所處環境氣候干燥，因此表面失水過快極易發生龜裂，需要在表面采用塑料薄膜覆蓋達到保濕作用，之后覆蓋2層草簾實現表面保溫。

5? 結語

總而言之，在土建施工1.5m厚大體積混凝土溫度計量及裂縫控制中，需要根據工程實際情況分析裂縫產生原因機理，基于溫差著手進行溫度計量，綜合采用混凝土內外溫度控制，從而有效預防溫度裂縫問題，保證土建工程的施工質量。

參考文獻：

[1] 王超.大體積混凝土裂縫控制技術在工程中的應用對策[J].中國設備工程，2019（7）：211～212.

[2] 李富春.超長地下室大體積混凝土溫控有限元模擬及開裂風險分析[J].水運工程，2019（11）：13～19.