分析高標號大體積混凝土施工溫度控制與防裂

曲少輝 劉威

威海華發房地產開發有限公司 山東 威海 264300

1 工程概況

本工程處于近海環境，白天溫度高、日照強、風速大，具有鹽霧腐蝕的特點，某市地標超高層項目1#樓采用人工挖孔灌注樁+筏板基礎49.8m×49.8m。筏板混凝土強度等級為C35P8，底板頂標高-11.85m。塔樓底板厚1m/2.2m，局部集水坑深度8.4m，底板混凝土總方量約為5500m3[1]。

2 產生溫度裂縫的主要原因

（1）水泥水化熱使混凝土溫度升高。高標號大體積混凝土施工中，采取相應措施，降低由于水化熱引發的混凝土內部溫度上升，這是裂縫防控的關鍵。試驗研究結果表明，合理控制混凝土水泥用量，有利于預防裂縫產生。因此，在滿足高標號大體積混凝土設計強度的前提下，應盡可能減少水泥用量，降低混凝土內部溫度，防止裂縫產生。

（2）氣溫的影響。高標號大體積混凝土構件的裂縫，歸結原因主要還是由溫度應力以及鋼筋銹蝕導致的混凝土體積膨脹，從而形成的非荷載裂縫。筏板基礎，作為建筑工程常見的一種高標號大體積混凝土構件，引起筏板基礎混凝土出現裂縫的原因有很多，在本文中主要討論溫度裂縫的成因。筏板基礎配筋率與鋼筋混凝土梁、柱等結構相比，配筋率相對較小，鋼筋多配置與構件表層與底層，由于構件內部并沒有布置受力筋，若混凝土內部出現應力，則只能依賴混凝土自身去承擔。水泥進行水化反應產生的水化熱量會導致筏板基礎內部中心溫度持續升高，而混凝土材料導熱能力相對較弱，是熱的不良導體。

（3）混凝土的收縮變形。混凝土在硬化過程中因外層溫度降低引起的收縮，與混凝土內層溫度升高之間的差異所引發的裂縫也占到很大比重。詳細的原因在于，細骨料水化物體積比水泥水化反應的體積小，這就導致混凝土出現收縮的情況，雖然這種收縮情形不會顯著改變水分，尤其與干燥收縮相比幾乎可以忽略不計混凝土處于塑性狀態時，其內部泌水往往急劇下降，這種情況下由于水分缺乏，很難及時補充水分，一旦遇到高溫或大風大氣，混凝土會出現收縮，出現明顯的收縮裂縫[2]

3 高溫環境下大體積高標號混凝土施工控制

3.1 理論計算與控制過程

（1）澆筑前的裂縫控制計算內容為：①水泥水化熱值測試(采用熔解熱法測試)；②混凝土溫度場數值分析結合經驗公式進行計算；③各齡期收縮變形值；④收縮當量溫差和彈性模量；⑤估計可能發生的最大溫度收縮應力。如果不超過混凝土的抗拉強度，則意味著所采取的抗裂措施能夠有效地控制和防止裂縫的出現；如果最大溫度收縮應力超過混凝土的抗拉強度的力量，有必要采取措施，調整混凝土進入模具的溫度，降低水化熱溫升的價值，降低混凝土內外溫差，提高施工技術和混凝土混合料的性能。

（2）澆筑中的溫度測試與控制。為及時掌握大體積混凝土的溫度變化情況，應對加強混凝土的溫度監測控制。在布置溫度測點時，應當在澆筑高度的表面、底部以及中部加以布置，控制好垂直測點的距離，以80cm左右為宜。如果是在平面進行溫測點布置，應當在中間以及邊緣進行布置，相鄰測點間距5m。至于混凝土內部溫度的測量，可以通過預留孔洞的辦法進行，通常每個測溫孔內布置一個測點，然后使用半導體液晶顯示溫度計進行測量。如果測溫時發現溫度差大于25℃，且一直處于上升階段，就要減少覆蓋，降低其溫度。倘若處于溫度下降階段，就要增加一些保溫材料，也可以延緩拆除保溫材料。

3.2 控制溫度與收縮裂縫的技術措施

（1）降低水泥水化熱。實際施工過程中，粗集料和水溫將直接影響混凝土的出機溫度，砂的溫度和水泥的溫度所產生的影響比較小。所以，為了降低混凝土的出機溫度，就要將粗集料的溫度降低至合理水平。夏季進行施工時，由于環境溫度比較高，那么就要用篷布對施工材料作覆蓋處理，防止太陽直射造成砂石溫度過高，在進行攪拌前，還要采取灑水降溫的措施。通常，還要用草袋遮蓋混凝土輸送泵的泵管，及時進行灑水處理，這樣做的目的是為了防止泵送過程中混凝土會吸收更多的熱量。

（2）高標號大體積混凝土入模溫度控制與保養。澆筑溫度是指高標號大體積混凝土澆筑時，周圍環境的溫度。入模溫度是指混凝土出料倉后，運輸至澆筑現場，進行澆筑時的溫度。如果是在夏季施工，要將澆筑和入模溫度控制在35℃以內。可搭設涼棚，或使用風冷法來降溫，或選擇早晨或下午施工，避免在正午澆筑高標號大體積混凝土。如果冬季施工，要將澆筑和入模溫度控制在5℃以上。如果溫度過低，可采用加熱法或設置蒸汽管的方式加以控制，以保障施工溫度滿足要求，預防裂縫產生。

（3）改善約束條件，減少溫度應力。澆注高檔大型混凝土層或區塊的概況，合理設置水平或垂直建設關節，或在適當的位置設置施工后澆帶改善約束的程度，減少每個澆注的蓄熱長度來防止水化熱降低溫度應力的累積。

4 結束語

總而言之，為實現對高標號大體積混凝土裂縫有效控制，有必要調整混凝土配合比設計，減少水泥用量。適當增加礦粉和粉煤灰，以降低混凝土水化反應帶來的溫升幅度。要摻入適量減水劑，提升混凝土早期強度和耐久性，減緩混凝土內部溫度上升速度，預防裂縫。重視混凝土入模溫度和澆筑溫度控制，合理設置冷卻水管，降低高標號大體積混凝土內部與外部溫差。重視高標號大體積混凝土養護，延長散熱時間，避免混凝土脫水或出現干縮裂縫，減少裂縫發生可能。最終提升高標號大體積混凝土結構的可靠性與耐久性，使工程施工取得更好效果。