建筑大體積混凝土溫度裂縫控制策略

高懷鵬

（中化學交通建設集團有限公司，山東 濟南 250102）

對于規格大、深度大的裂縫，不僅會影響工程表面的美觀性，還會影響工程使用安全，所以必須要全面做好大體積混凝土裂縫的防治工作。隨著經濟的快速發展，施工技術不斷進步，為滿足現實生活中建筑物對結構承載力、體積穩定性、耐久性能等需求，混凝土構筑物體量越來越大，尤其是橋梁工程及水運工程。GB50496—2009《大體積混凝土施工規范》定義：“混凝土結構物實體最小尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土”。裂縫是目前工程建設中極為普遍的問題，特別是貫穿裂縫，不僅影響結構的耐久性和承載力，而且會危害到建筑物的安全?；炷猎诮禍剡^程中存在較大的內表溫差，產生較大的溫度應力，當溫度應力大于其抗拉裂縫，同時受到外部約束時，容易產生溫度裂縫，且易發展成為貫穿裂縫。對大體積混凝土進行溫度控制，是避免產生溫度裂縫的有效技術措施。

1 工程概況

鄂旅投·正信花園一期項目（B 區） 位于黃石下陸區，由7 棟32 層的A 級高度高層建筑、4 棟一般多層建筑及地下室組成，建筑面積177679.95m2。正信花園5 號主樓承臺平面尺寸為33.3m×23.5m×1.8m（厚度）。

2 大體積混凝土溫控評價標準

大體積混凝土溫控指標主要從以下2 方面進行評價：一方面是特征溫度控制值如入模溫度（或澆筑溫度）、內部最高溫度及內表溫差等；另一方面是抗裂保證率，可間接通過抗裂安全系數（劈裂抗拉強度試驗值與對應齡期溫度應力計算最大值之比） 的控制標準進行評價。

2.1 溫度評價標準

大體積混凝土溫度評價指標主要有入模溫度、內部最高溫度及內表溫差等。1） 入模溫度：JTGTF50—2011《公路橋涵施工技術規范》中規定，在溫度較高期間施工，混凝土的入模溫度不宜高于28℃；寒冷時期施工時，入模溫度應不低于5℃。2） 混凝土內部最高溫度：混凝土內部溫度應不大于75℃。GB50496—2009《大體積混凝土施工規范》 中規定，混凝土澆筑后的溫升值不大于50℃。3） 混凝土最大內表溫差：指混凝土內部最高溫度與混凝土表層最低溫度的差，內表溫差應小于25℃。

2.2 應力評價標準

抗裂安全系數是指標準養護混凝土的劈裂抗拉強度與同齡期溫度應力的比值。JTS2021—2010《水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規程》指出安全系數不小于1.4 時，開裂概率小于5%，系數不小于1.3 時，開裂概率小于15%；因此大體積混凝土的溫度應力抗裂安全系數應不小于1.4。

3 大體積混凝土裂縫類型及原因

3.1 類型

大體積混凝土裂縫種類繁多，根據裂縫深度不同可以分為貫穿裂縫、表面裂縫、深層裂縫三種。

1） 表面裂縫，表面裂縫作為最常見的裂縫種類，是指混凝土表面上產生的細小裂縫，雖然會影響建筑工程的美觀性，但由于裂縫深度不大，所以并不會過多影響工程結構的穩定性、耐久性。

2） 貫穿裂縫，貫穿裂縫是因為表面裂縫沒有及時處理，受到建筑工程自身的應力影響而導致裂縫擴大，最終導致裂縫貫穿。貫穿裂縫會將大體積混凝土劃分為若干個小塊，會影響混凝土整體的穩定性、安全性，對整個工程質量影響較大。

3） 深層裂縫，深層裂縫具有規格大、裂縫深的特點，危險系數非常高，深度通?？梢赃_到30cm 以上，最大可以達到數米，會直接切斷混凝土結構斷面，降低了結構承載力，必須要著重處理。無論是哪種裂縫類型，都要第一時間進行處理。裂縫不僅會影響工程美觀性，還會影響工程整體質量、使用壽命，需要根據裂縫類型合理采用防范措施。

3.2 大體積混凝土裂縫成因

造成大體積混凝土裂縫的因素有很多，一旦出現裂縫一般都是多種原因共同作用造成的結果。如施工中冷水管設置不合理、混凝土內外部溫差過大、溫度控制不到位等，這些問題都會直接增加混凝土裂縫。究其根本，任何因素都與人為因素有一定聯系，也是造成大體積混凝土裂縫的重要原因，如水泥質量不合格、混凝土攪拌時間少、粗細骨料沒有采取降溫措施等。如果出現了裂縫問題沒有第一時間處理或補救，則會受到工程應力影響造成裂縫進一步擴大，裂縫數量不斷增多、深度不斷增加，最后找到平衡點才會停止裂縫惡化。這些裂縫問題直接影響工程美觀性、降低了工程質量。因此，在建筑工程施工中，為了能夠保證工程建設標準，必須要及時采取裂縫防范措施，保證大體積混凝土施工質量，保證施工效益。

4 大體積混凝土澆筑施工裂縫的預防措施

4.1 設置施工縫

混凝土之所以后續會產生裂縫情況，大部分原因都是因為熱脹冷縮造成的應力裂縫。為了減少漲縮對混凝土的影響，可以提前設置施工縫，加強施工縫養護工作，這樣可以在一定程度上減少漲縮造成的裂縫問題[1]。同時大體積混凝土澆筑施工還需要達到防水標準，施工縫處設置止水帶，采用鍍鋅管焊接，止水帶設置要嚴格按照設計標準進行，確保焊接的牢固性，不得出現漏焊、焊穿等問題，這樣焊縫位置不會通過明水。混凝土澆筑前，要對表面進行清理，清除表面毛刺，在澆筑界面涂抹一層處理劑，從而提高混凝土的粘結性、防水性。采用分層建筑方案，第一層混凝土初凝之后再建筑第二層混凝土。后澆帶需要兩側混凝土施工完成42d后進行，保證養護時間在4 周以上。

4.2 溫度控制

在炎熱夏季施工，需要降低混凝土澆筑溫度，還要控制澆筑厚度，可以選擇混凝土層面散熱方法，快速散去混凝土表面熱量[2]。想要提升混凝土整體密度，可以采用二次振搗方案，提高混凝土整體抗裂性，加強混凝土的粘結性。在春秋季節由于晝夜溫差較大，則此時需要加強保溫工作，如可以加入一定量保溫材料、碘鎢燈增溫、蓄存熱水等，保證混凝土表面溫度的穩定性，避免混凝土表面冷熱不均造成的應力裂縫。

4.3 嚴控拆模時間

在混凝土澆筑完畢之后，內部的化學反應會產生大量水化熱，此時混凝土表面上會生成巨大拉應力，提升了混凝土表面溫度，如果溫度不均勻時拆除模板，混凝土表面與空氣接觸會迅速降溫，使得混凝土內外溫差進一步加大，增加拉應力，再加上混凝土具有干縮性質，因此會造成混凝土裂縫問題[3]。所以，要嚴格控制混凝土拆模時間，不得過早拆模。如果模板短缺必須要盡快拆模，則在拆模同時還要在混凝土表面上覆蓋一層輕型保溫材料，避免混凝土表面產生過大的拉應力。

4.4 設置冷水管

冷水管是控制混凝土內部溫度的重要措施，根據施工圖紙標準，在大體積混凝土內部設置冷水管，間距控制在3m，在澆筑層中間部位增設冷水管，并調整好冷水管高程。在混凝土內部預埋黑鐵管，橫縫位置設置通水支管、活動爬鐵梯，并設置相應的落實。要將供水干管、支管分為兩組，間接排列在橫縫位置[4]。設置泄水閥門，這樣兩組干管、支管即可交替進水、排水，改變蛇形管水流方向，保證內部冷卻的均勻性。

4.5 科學選擇混凝土材料

混凝土材料主要包括水泥、沙子、砂石、外加劑、水等，這些材料都會影響混凝土的質量，需要確保能夠達到制定標準。飲用水一般都可以達到混凝土制作標準，但不得采用工業廢水、生活廢水、海水。石料選擇中，要以卵石、碎石為主。砂石選擇天然砂或人工砂，結合混凝土標號，保障砂石質量能夠達到指定標準[5]。結合《通用硅酸鹽水泥》選擇水泥，大體積混凝土澆筑對水泥也有特定要求，要根據設計要求合理選擇，還要保證外加劑達到標準，降低水化熱。混凝土配置時也要按照“一高三低”原則，即低含砂率、低坍落度、低水膠比以及高粉煤灰。這樣配置的好處是可以提升抗拉系數、低熱、高強、高韌性，提高混凝土抗裂性能。

5 結語

綜上所述，隨著我國建筑工程數量不斷增加，為了能夠確保大體積混凝土施工質量，加強混凝土裂縫防治工作十分重要。大體積混凝土裂縫種類不同、成因不同，需要采取針對性的防護措施。此外，還需要積極加強新材料、新工藝的研究與應用，做好同行業調查工作，這樣才能夠有效降低大體積混凝土產生裂縫的。