大体积混凝土温度控制

大体积混凝土温度控制（精选12篇）

大体积混凝土温度控制 第1篇

甘肃省巴家咀水库地处黄河流域泾河支流、蒲河中下游的黄土高原区, 控制流域面积3 487 km2, 流域属大陆性气候, 具有冬天干旱、夏天湿润、气候日差小和无霜期长的特点。多年平均降水量为561.5 mm, 雨水多集中在7月～9月, 年际平均气温为8.3 ℃, 年绝对最高气温35.7 ℃, 年绝对最低气温-22.4 ℃, 多年平均蒸发量为1 503 mm, 年日照时数2 449 h, 平均相对湿度63%, 最大风速20 m/s, 最大冻土深度82 cm。该工程基础齿槽梯形结构, 上底宽19 m, 下底宽10 m, 高10 m, 长40 m, 分4层浇筑完成;堰体长40 m, 宽36 m, 高9 m, 分5层浇筑完成;混凝土闸墩厚1.5 m, 高40 m, 长36 m, 分20层浇筑完成, 都属于大体积混凝土。

水泥采用祁连山P.O42.5R, 水泥用量193 kg, 水泥发热量Q=335 kJ/kg, 砂430 kg, 粗骨料1 693 kg, 粉煤灰44 kg, ZB-1A减水剂0.75 kg, 水100 kg, 水胶比0.42。PL1200混凝土配料机配料, HZS360混凝土搅拌站拌和, JC6混凝土搅拌运输车水平运输, 塔吊现场垂直运输。

2工程措施

结合现场实际情况对混凝土的浇筑施工采取了如下措施:

1) 原材料温控:为避免在夏季高温季节混凝土的浇筑温度过高, 将料场选在大坝西侧的山坳里, 既防止西晒, 又利用自然风为集料降温, 堆料高度4 m, 在中午强光照射时间对集料采取喷洒水降温。

2) 拌合站温控:现场对混凝土原材料温度与混凝土出机口温度进行了观测, 得出降低混凝土温度最经济的办法是降低拌合水的温度。故采用地下水拌和混凝土, 平均水温15 ℃。为防止水温回升, 用地坑储水, 上方采取了遮盖措施。采取这些措施后, 实测出机口平均温度20 ℃, 符合规范设计要求。

3) 运输温控:水平运输采用JC6混凝土搅拌运输车, 垂直运输采用塔吊。为防止夏季中午高温时间段, 在水平运输过程中混凝土温度反弹, 在运输车体外包裹一层防晒布, 不间断用地下水湿润, 经测定实际运输过程中温度回升不超过1 ℃。同时保持施工道路和通讯畅通, 减少混凝土浇筑的等待时间, 确保混凝土及时入仓。

4) 混凝土浇筑过程温控:因为混凝土浇筑层厚大, 故要根据混凝土浇筑时内部温度的变化情况确定合理的浇筑间隔时间, 混凝土在浇筑后8 h～9 h温度开始上升, 2 d～3 d内部温度达到最高, 5 d后温度缓慢下降。又根据一般混凝土在浇筑后7 d～20 d会出现表面裂缝, 确定本工程上下层混凝土浇筑间隔时间为5 d～6 d。浇筑过程中根据天气情况对仓面进行遮阳和喷雾降温。混凝土抗裂要求内部各组成部分有很高的均匀性, 浇筑过程中严禁以振捣代替平仓, 入仓垂直高度不得大于2 m, 若大于2 m时要加设溜槽, 保证混凝土不发生离析。

5) 采用冷却水管降低混凝土内部温度:该工程采用30塑料冷却水管, 在混凝土内部S形布置, 通入地下水 (水温15 ℃) 为混凝土内部降温, 间距2 m。在浇筑后8 h开始通水, 每24 h水流方向变换一次。

6) 混凝土表面养护:在浇筑混凝土后9 h开始养护, 时常保持混凝土表面湿润。模板拆除时间根据混凝土强度、内部和外界温度差确定, 避免在气温骤降情况下拆模。

3混凝土内部温度观测

温度观测可作为确定混凝土浇筑间隔、冷却、养护、拆模时间的依据, 对于合理控制混凝土裂缝具有重要的意义。

1) 本工程在每层混凝土浇筑层中间位置安放金属温度探测杆, 对混凝土内部温度进行不间断监测。2) 数据采集:在混凝土温度上升过程中每2 h测一次。温度最高阶段每4 h测一次, 温度下降过程中每8 h测一次。总监测时间不少于20 d。3) 数据用途:对采集的数据进行及时分析, 可以制定合理的通水冷却时间、水流速度、水流方向等, 也可以制定合理的养护方案, 确定上层混凝土浇筑时间。

4使用效果

采取了诸多措施之后, 混凝土质量验收过程中对表面裂缝进行观察, 只有极少细微的表面裂缝, 60%的表面裂缝出现在浇筑后8 d～15 d之间, 裂缝在浇筑后20 d没有太大发展, 属于死缝。

摘要：结合具体工程实例, 阐述了大体积混凝土温度控制措施, 介绍了混凝土内部温度的观测, 以完善大体积混凝土施工工艺, 积累大体积混凝土施工经验, 从而提高工程质量, 延长工程的使用寿命。

关键词：大体积混凝土,温度控制,措施,裂缝

参考文献

大体积混凝土的温度裂缝控制措施 第2篇

河南省第五建筑安装（集团）有限公司450000龚凯辉[1] 毕超[3] 张笑康[2] 摘要：在现代建筑中如：高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等时常涉及到大体积混凝土施工。混凝土的温度裂缝问题日显突出，既是困扰建筑业多年的质量通病，也是一个很重要的研究课题。温度裂缝危及结构的整体性和稳定性，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，采取控制措施并保证施工时期的工程质量。

关键词：大体积混凝土 温度裂缝 控制措施 工程质量

1.温度裂缝产生机理

大体积混凝土是指混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m，或预计因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。混凝土量大、结构厚实、工程条件复杂，施工技术要求高是它的主要特征。大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内外矛盾发展的结果，首先是内外温差过大产生温度应力和温度变形；其次结构的自身约束阻止了变形，升温产生热胀，降温产生冷缩，一旦温度应力超过了混凝土所能承受的拉伸极限值时，裂缝就会出现。综合考虑，影响裂缝开展的温度由浇筑温度、水泥水化热温度和散热温度三部分组成。因此我们要控制大体积混凝土的温度变形裂缝，那么就要从材料、工法和管理等方面入手。

1.合理地选用材料（1）水泥的选用

水泥水化热是大体积混凝土中的主要温度因素，水泥水化热在建筑工程中一般会引起20-30。C的温升。温度上升与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并在浇筑后3-5d时内部温度达到峰值。水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，不管是夏热还是冬寒，混凝土表面的温度总是低于内部温度，当混凝土内外温差较大时，倘若温度控制措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时则易产生裂缝。在结构施工过程中，结构设计的硬性规定极大地制约了材料的选择，混凝土强度不可能因为考虑到施工工作性能的优劣而有所增减，因此在足够的强度、满足设计要求的前提下，尽量减少混凝土中的水泥用量，尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用低热矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，混凝土的强度等级宜保持在C20-C35的范围。

例如，优先选用等级为32.5、42.5的矿渣硅酸盐水泥，与其同等级的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热可减少约28%。

（2）集料的选用

大体积混凝土砂石料一般称为粗细骨料，重量约占混凝土总重量的85％左右，正确选用砂石料对保证混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热、降低工程成本是非常重要的。大体积混凝土宜优先采用粒径较大、以自然连续级配的粗骨料配制。这种用连续级配粗骨料配制的混凝土，具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量，以及较高的抗压强度。而细集料以采用级配良好的中砂为宜。

此外，骨料中超量的粘土、淤泥、粉屑、有机物及其他有害物质最大的危害是增加混凝土的收缩，引起混凝土的抗拉强度的降低，对混凝土的抗裂十分不利。因此，在大体积混凝土施工中，石子的含泥量控制在不大于1％，砂的含泥量控制在不大于3％。

2.混凝土外加料的选用（1）外加剂

大体积混凝土外加剂主要是指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。

掺加减水剂主要是降低水泥水化速度，延迟水化热峰值的来临时间。通常在混凝土中掺入约水泥重量0.25%的木质素磺酸钙，木质素磺酸钙对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用，这样既使混凝土工作性能有明显的改善，又减少10%拌和用水且节约了10%左右的水泥。

目前建筑市场，泵送混凝土技术应用极为广泛。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间要加适量的缓凝剂，这不仅保证混凝土的流动性，而且降低了水化热的释放速度，混凝土便于浇筑振捣，密实度更有所保障。

普通硅酸盐水泥配制的砂浆或混凝土在干燥时会产生收缩。实验证明，砂浆的收缩率为 0.1%～0.2%，混凝土的收缩率为 0.04%～0.06%，而一般混凝土的极限拉伸仅为 0.0l%～0.02%，差距如此大，混凝土硬化后易导致混凝土开裂。为了防止混凝土的初始裂缝，掺加膨胀剂，配置成补偿收缩型混凝土。

（2）外加掺合料

粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分，它含有大量的硅铝氧化物，这些氧化物能够与水泥的水化产生二次反应，减少水泥用量，降低混凝土的热胀，并且可以使混凝土密实度增加，有效地提高混凝土的抗渗性能。

3.科学的施工工艺

综上所述，在浇筑时的大体积混凝土内部热量聚集而导致体积膨胀是产生温度裂缝的根本原因。那么，在施工阶段，我们怎么去处理好因温度变形而引起的混凝土开裂问题呢？这需要注意以下几个方面。

（1）合理的浇筑与振捣

采取合理的分层连续浇筑或推移式连续浇筑，以加快混凝土散热速度。大体积混凝土结构的浇筑方案应根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、混凝土供应等具体情况，选用如下三种方式：

全面分层：在第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时，第一层浇筑的混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑好。这种方案适用于结构和平面尺寸大的场合，施工时从短边开始、沿长边进行较适宜。必要时也可分两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行。

分段分层：此法适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。混凝土先浇筑底层，进行至一定距离后折回，再浇筑第二层，如此依次向前浇筑以上各分层。

斜面分层：此法适用于长度超过厚度3倍的结构。将混凝土从底连续浇筑到顶，使其自然流淌形成斜面。振捣工作应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的施工质量。

振捣方式及要求：应尽量避免高温下施工，采用大功率插入式振捣器进行大面振捣，随浇随振，振捣时间以表面泛浆不再下沉为宜，间距要均匀，以振捣范围重叠二分之一为宜，深度一般为200-300mm。保证上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完成，表面抹平，压实，防止表面裂缝。

（2）控制混凝土浇筑温度

混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。应适当地限制混凝土的浇筑温度，避免集料在烈日下暴晒，可采取对冲水、覆盖降温等方法予以控制。一般情况下，混凝土的最高浇筑温度应控制在40℃以下。

（3）加强混凝土养护

大体积浇筑混凝土养护常用的可分为两类。降温法，在浇筑成型后通过冷却水进行循环降温，来调整内外温差；保温法，则是通过保温材料对成型表面的覆盖进行蓄热，以提高混凝土表面和四周的温度。一般应在完成浇筑混凝土后的

12-18h内洒水，混凝土的养护时间主要根据水泥品种而定，一般规定养护时间为14-21d后方可拆模，内外温差控制在25℃以内。

（4）后浇带的设置

后浇带是人为地断开混凝土使其产生应力收缩的释放空间，一般正常情况下由计算确定，其间距为20～30m。

后浇带的构造有平接式、T 字式、企口式等三种，后浇带的宽度应考虑施工方便，避免应力集中，宽度可取800～1200mm。后浇带的保留时间一般不宜少于40d，在填筑混凝土之前，必须将整个混凝土表面的原浆凿清形成毛面，清除垃圾及杂物，并隔夜浇水浸润。填筑的混凝土可采用膨胀混凝土，要求混凝土强度比原结构提高5～l0N/mm2，并保持不少于14d的潮湿养护。

（5）做好温度检测

为有效掌握和控制混凝土的内部与外部温度的变化值，应在大体积混凝土内埋设若干个测温点。可采用埋设锡热传感器，用混凝土温度测定记录仪对不同时间和深度下的温度进行施工全过程的跟踪和监测，及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，随时对照理论计算值，可有的放矢地采取相应的技术措施。

4结论

在结构工程的设计与施工中，对于大体积混凝土结构，为防止其产生温度裂缝的技术措施均不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，施工中必须结合实际、并加强组织管理，建立健全质量保证体系，制定各项工作制度，合理采用、全面考虑，才能收到良好的效果。

参考文献

［1］刘津明.混凝土结构施工技术.北京:机械工业出版社,2009 ［2］姚谨英.混凝土结构工程施工.北京:机械工业出版社,2005 ［3］孙加保.高层建筑施工.北京:化学工业出版社，2005 ［4］GB50496-2009 《大体积混凝土施工规范》.北京：中国计划出版社 作者简介：

大体积混凝土工程的温度裂缝控制 第3篇

关键词：温度裂缝 控制标准 措施

从以往的工程实例来看防止筋混凝土结构建筑物产生裂缝很困难，为避免破坏性裂缝的出现，必须牢固树立预防为主的思想，要在混凝土工程的结构设计、混凝土原材料选择和配合比设计、施工过程、混凝土的养护等方面采取温度控制措施，提高建筑物的抗裂能力，减小混凝土结构中产生的应力、达到建筑物长久安全运行的目的。

1 混凝土温度裂缝产生的原因

混凝土自身的抗裂能力是决定混凝土需要采取的温控措施直接原因，混凝土裂缝问题可以理解为混凝土的抗裂能力与破坏力之间的关系问题，混凝土的抗裂能力是混凝土的弹性模量和极限拉伸值乘积来表示，因此提高混凝土本身的抗裂能力可以采取提高混凝土的弹性模量和极限拉伸值来实现，最直接的办法是采用高标号混凝土。从混凝土的破坏力角度来看，静、动荷载引起的应力、温度徐变应力、自生体积变形徐变应力、干缩徐变应力等与混凝土本身的性能有关。因此混凝土的本身性能既决定混凝土抗裂能力，又地决定了混凝土破坏力，因此选择合适的混凝土原材料、优化设计混凝土的配合比，对大体积混凝土的温度控制设计是必不可少的。

1.1 混凝土裂缝产生的力学因素

混凝土的变形性能是温度应力的变化的主要影响，弹性模量和泊松比是混凝土变形性能的重要指标，《水工钢筋混凝土设计规范》泊松比建议值为1/6，混凝土弹性模量可按照经验公式：Ec=2600R-8R2+0.01R3（Ec——混凝土弹性模量；R——混凝土标号）参照规范适当选取。混凝土的极限拉伸值反应了混凝土的抗裂性能，大中型工程可通过实验得出，在没有资料时按混凝土的标号或抗拉强度估算。混凝土自身体积收缩和膨胀也会产生温度应力，对结构的应力状态有较大的影响，这些影响不可忽视，为有效抑制混凝土自身体积收缩，对混凝土中原料进行一些调整，比如用含MgO水泥拌制的混凝土，可有效的抑制少裂缝产生。混凝土的徐变也是裂缝产生的诱因之一，混凝土的加荷载龄期、应力大小、湿度、骨料含量、水泥品种、水灰比、胶材用量等均能影响混凝土的徐变，由实际工程可知，掺粉煤灰混凝土的徐变变小，因此可在混凝土中参入粉煤灰等材料减少徐变。

1.2 混凝土裂缝产生的热学因素

混凝土的热学性能包括导热系数λ、导温系数α、比热C和热膨胀系数。混凝土的热学性能主要取决于混凝土的粗骨料、水泥、水的热学性能，所以可根据合理配置混凝土配合比来改善混凝土的热学性能。一般大型工程一般都通过试验确定，小型工程参考类似工程资料估算导热系数λ、导温系数α、比热C和热膨胀系数。

2 大体积混凝土温度控制标准

大体积混凝土温度控制的标准时将大体积混凝土内部与基础间的温差控制在基础约束应力小于混凝土允许抗拉强度以内。混凝土的基础温差考虑建筑物尺寸、混凝土的力学、热学性能、坝基础的弹性模量与混凝土弹性模量比值、施工方法等有关，《混凝土重力坝设计规范》、《混凝土拱坝设计规范》明确了温度控制标准，施工时可参照选取。考虑到混凝土下层降温冷却结硬的老混凝土对上层新浇筑混凝土的约束作用，需对上下层混凝土的温差进行控制，上下层温差允许温差为15～20℃，通常在施工中通过限制上层混凝土覆盖下层混凝土的间歇时间来实现温差要求。确定灌浆温度是温控的又一标准，常见做法是在确定灌浆温度时，将坝体断面的温度温度进行分区，对灌浆温度进行分区处理，分区时同时考虑浇筑分块混合纵缝位置。

3 温度裂缝控制措施

温度控制的具体措施可以从混凝土的减热和散热入手。并尽量减少表面裂缝，在混凝土混凝土施工、材料等方面采取措施有效防止裂缝。

3.1 适当对大体积混凝土分缝分层

将大体积混凝土分成较小的块体可以减小温度应力，在施工时可有效地减少裂缝。一般工程中横缝间距为15-20m，纵缝间距20-35m，横、纵缝的间距要根据坝址地质、气候的变化、施工机械作业能力等条件予以适当的调整。浇筑混凝土分层，考虑的是是降低水化热温升降低温度应力。薄层混凝土层面散热快，快速降低混凝土的最高温升和内外温差，但薄层浇筑水平施工缝增多，缝面处理工作量增大，影响着施工速度、施工质量及施工费用，一般工程多数采用层厚1.5～3.0m。

3.2 适当选择混凝土用料

大体积混凝土在材料使用方面应尽可能做到不同分区采用不同标号的混凝土，采用低流态混凝土，优化骨料级配，增大骨料粒径，混凝土加入外掺料，使用高效减水剂、使用低发热性水泥等手段来提高混凝土的抗裂能力。

3.3 适当选择施工措施

施工措施主要通过以下三个途径实现：①降低浇筑温度：加冰拌合、冷水拌和、预冷骨料和后冷混凝土等。②减小水化热温升：包括薄层浇筑和控制间歇期、一期水管冷却等。③调节混凝土的温度分布：在外界气温急剧变化时，为减小混凝土的内外温差，采取缩短表面暴露时间、进行表面保护、采取内部水管冷却降温等。

参考文献：

[1]袁光裕.水利工程施工(第三版)[M].中国水利水电出版，1996.

[2]水利水电施工手册分册编委会.混凝土工程[M].中国电力出版社，2002.

[3]中华人民共和国水利部.水工钢筋混凝土设计规范[S].2008.

[4]中华人民共和国水利部.混凝土重力坝设计规范[S].2004.

大体积混凝土温度控制分析 第4篇

1 大体积混凝土概述

关于大体积混凝土的定义,各国都有明确且不同的定义。如日本建筑学会标准规定的当结构断面厚度大于80cm以上,并由于水化热引起混凝土内部最高温度与外界气温之差超过25℃的混凝土浇筑物称为大体积混凝土;美国混凝土协会规定当任意体积的混凝土只要其尺寸大小在混凝土浇筑过程中须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝的均可称作大体积混凝土。

众所周知,混凝土构造强度大但韧性低,即混凝土虽然具有较强的抗压性能但其抗拉性能差。因此在大体积混凝土施工中须具备钢筋增强抗拉、抗剪性能。但混凝土裂缝(尤其对大体积混凝土来讲)属于施工质量通病,其主要原因是由温度差异造成,严重影响钢筋混凝土结构寿命,因此只有严格控制混凝土温度裂缝,才能使钢筋混凝土构筑物具有较强的稳定性。

2 大体积混凝土温度裂缝产生原因及分类

2.1 水泥水化热的影响导致大体积混凝土裂缝产生

水泥在凝结过程中产生水化热是不可避免的,对于大体积混凝土结构由于体积大,断面层厚,水化热聚集在混凝土内部不易扩散使得内部温度急剧升高,加之与周围及外部温度差异大,随着混凝土养护时间的加长,混凝土强度越来越大,内外温度之间的差异也越来越大,使得混凝土结构自身抗拉强度无法抵抗由于温度升高产生的膨胀应力致使温度裂纹产生。

2.2 外界气温变化导致大体积混凝土裂缝产生

由于建筑施工作业环境的特殊性,施工受各类天气等因素的影响多,大体积混凝土受外部环境的影响大。水化热的升温及散热的不均匀,当外界温度较高时,混凝土结构温度也较高,如遇外界环境骤降,由于散热的不均匀性导致外界与混凝土内部产生温度梯度,表面混凝土的收缩及内部混凝土由于高温的膨胀使得混凝土抗拉应力不足以抵抗膨胀应力致使产生混凝土表层开裂,严重者能导致贯穿裂纹,使混凝土强度受到重大影响,甚至造成工程返工等情况发生。

2.3 混凝土收缩变形导致大体积混凝土裂缝产生

随着建筑规模的扩大及机械化程度的加大,泵送混凝土浇筑已成为目前施工主要趋势。采用这种方式,要求混凝土流动性较好(坍落度较大),但选用好的流动性意味着混凝土抗裂能力较差。由于混凝土中水分含量的增多导致混凝土浮浆量增大。而减少水灰比,降低水化热是控制混凝土内部温度升高的主要方法。水泥凝结过程中的体积变形会随水分含量的增多而加大;由于混凝土收缩变形产生的应力使裂纹产生。

3 大体积混凝土温度控制与裂缝防治

大体积混凝土施工属于一项系统工程,其温度变化及裂纹控制受到多方面因素的影响,因此施工企业在施工过程中应做好各方面的管理与把控,杜绝由于温度变化导致的裂缝产生,给项目工程造成重要的影响。

3.1 合适的原材料及正确的配比有利于温度裂缝的防治

混凝土原材料的选择及合理的配合比是控制温度裂缝产生的基本方式。首先水泥的种类选择及添加的数量对温度裂缝的控制具有重要作用。为防止水化热的影响,可选用水化热低的水泥如矿渣水泥、火山灰水泥等,且通过适当的配合比降低水泥添加量可适当减少水化热的产生,有利于温度控制。其次选用热膨胀系数小、含泥量少的骨料并使骨料连续级配,使用大骨料有利于防止温度裂缝。在大体积混凝土浇筑中可适当加入一定规格的毛石减少水泥用量及散发热量。

3.2 施工方法及工艺的选择有利于温度裂缝的防治

混凝土浇筑施工中合理的施工工艺可对温度裂缝的防治起到重要作用。选用分段、分块浇筑的方法有利于水化热的释放,对裂缝控制具有重要影响;其次控制混凝土浇筑温度可减少温度应力的产生;再者采用预埋水管对混凝土进行降温可有效控制混凝土凝结过程中的温度升高;还有选用外蓄内散的养护措施可在提高表面温度的情况下保障内部热量的散失,有利于降低温度差。最后控制混凝土的浇筑速度及入模温度并采取有效措施防止温度突变可对温度裂缝防治起到保障作用。

3.3 正确的地基处理有利于温度裂缝的防治

适当的地基处理可有效减少地基对混凝土基础的额阻力,对减少温度应力具有一定作用。当基层处于软弱层时可采用砂垫层加固,砂垫层的使用可在提高地基承载力的基础上,减少地下水的影响。若地基为岩石时可铺设滑动层改善地基性能。合理配置预应力钢筋也是控制温度裂缝的主要方面。钢筋的设置可提高混凝土的抗拉强度,增加混凝土的承载能力;当产生温度应力时,由于钢筋的设置可有效的对抗及消除温度应力,降低温度裂纹产生的频率及严重程度,有利于混凝土强度的提高,对建筑工程质量的提升有重要作用。

3.4 合理的养护方法有利于温度裂缝的防治

混凝土合理养护是温度裂缝控制的重点。(1)混凝土侧面模板应设保温层以减少表面温度的突变;(2)在蓄水养护混凝土时,混凝土初凝后应覆盖塑料薄膜,终凝后注水,蓄水深度不应小于8cm。当表面温度与养护水温度差超过20℃时应注入热水并保持温差10℃左右;(3)蓄热法养护混凝土时,混凝土终凝后立即覆盖塑料薄膜,常温浇水养护,当混凝土内部温差或内外温差超过20℃时再覆盖保温层,在可能降雨雪时,为保持保温层的干燥状态,保温层上表面应覆有不透水的遮盖;(4)混凝土养护期间需进行其它作业时,可掀开保温层施工,但当完成作业后应尽快恢复保温层;(5)应控制混凝土降温速度不大于1.5℃/d,撤除保温层时混凝土表面与大气温差应小于15℃;(6)使用普通硅酸盐水泥不少于14d,使用其他水泥不少于21d,炎热天气适当延长;(7)养护期内混凝土表面应始终保持热潮湿状态,对掺有膨胀剂的混凝土尤应富水养护。但气温低于5℃时,不得浇水养护。

4 结束语

随着我国经济的不断发展及城镇化进程的推进,大体积混凝土的应用范围逐步扩大。为确保建筑工程整体质量安全,施工企业须采取相应措施预防大体积混凝土开裂。在实际施工中,大体积混凝土结构裂缝产生的原因是复杂的,如何控制大体积混凝土水化热的影响和结构物体内外温差是大体积混凝土裂缝防治的关键。施工企业应在施工中采用多种预防和处理措施控制裂缝的产生。

参考文献

大体积混凝土温度控制 第5篇

关键词：大体积混凝土;温度;裂缝;防治

混凝土代替传统的建筑材料，在建筑施工中占有着重要的位置。混凝土是一种复合型材料，其中含有水泥与凝胶材料，加入等量的水后，通过搅拌设备进行混合即可。其特点是生产工艺相对简单，可以满足工地的大量使用，并且价格较其他材料更加低廉，可以很大程度的减少施工过程始终的经费支出。混凝土虽然具备许多施工中的优点，但也存在着一个容易出现裂缝的严重问题。混凝土裂缝问题不仅出现在我国，目前世界各国施工中的混凝土裂缝问题都较为严重。这种裂缝严重影响建筑的使用质量和使用寿命，一旦遇到较为严重的自然危害，后果不堪设想。所以在针对混凝土出现裂缝的原因，需要尽快研究出解决办法。

1大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土一旦出现裂缝问题，会影响后期施工以及建筑的整体质量。因为混凝土的材料特殊，出现裂缝的原因也有很多种，主要原因有：①质量上的原因。在施工过程中，施工人员没有严格遵循混凝土的材料配比率，导致混凝土在使用过程中承重性能变差，材质变脆，从而出现裂缝;②在建筑整体在设计时没有将混凝土的承重能力计算进去，导致混凝土无法承受上层带来的压力，造成裂缝;③排除质量问题和材料配比的问题，那么就是因为混凝土的温度对外界带来的温度不能适应，经过巨大的温差后，出现裂缝，现今大部分混凝土出现裂缝的原因都和温度有关。

2大体积混凝土温度裂缝产生的危害

我国的城市基础建设正随着经济发展不断的进步，在城市中逐步建设了更多为人民生活服务的桥梁与高层建筑。在建设的过程中，混凝土的使用率极高。如果在施工过程中出现大体积混凝土开裂会直接影响到建筑使用着的安全。混凝土在施工结构中起到的是凝结整体坚固性的作用，优良的混凝土结构可以保证建筑的稳定性，在突发地理危害中可以很大程度减少居民的人身财产损失。在已经建成的混凝土结构建筑中，轻微的裂开可能会对建筑的外侧美观产生影响，重则不断的裂缝积累会直接影响到建筑的使用寿命，威胁到社会安定。

3温度应力分析

大体积混凝土裂缝的控制 第6篇

关键词大体积混凝土;裂缝控制;水化热

中图分类号TU755文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0120-01

大体积混凝土承受的荷载较大,整体性要求高,往往不允许留施工缝,要求一次浇筑完毕。由于体积大,内部聚集的温度不易散失,易产生裂缝。大体积混凝土施工中常见的问是如何控制混凝土温度变形裂缝,从而提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能,以及建筑结构的耐久年限。

1施工要求

1.1混凝土配合比设计要求

大体积混凝土配合比设计的基本要求是在保证混凝土的工作性能和力学性能的基础上大幅降低水化热。所以要求大体积混凝土的配合比设计时应提高掺合料和骨料的含量,以降低每立方米混凝土的水泥用量,并在配合比确定后进行水化热的验算或测定。

1.2材料要求

1)水泥:通过调整水泥的细度模数和水泥中的矿物组成可以降件水泥的水化热。含较多铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S)的水泥的水化热较高,所以制备大体积混凝土应选用熟料中C3A和C3S含量较低和凝结时间较长的水泥,如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。2)掺合料:在混凝土中可以掺加如粉煤灰等火山灰质的矿物掺合料以替代部分水泥,掺合料不但可以降低单位混凝土中水泥的用量,减少水化热,而且还可以通过“滚珠效应”提高混凝土的流动性,改善其工作性能;此外火山灰质的矿物掺合料的火山灰反应可以进一步改善混凝土内部的孔隙分布,使总孔隙率降低,提高其密实性,从而提高混凝土的抗掺性和耐久性。3)骨料:选用连续级配、粒径较大的粗骨料,可以减少用水量和水泥用量,并降低孔隙率和过渡区面积,减少裂缝产生。同样,应选用含泥量少、级配良好的中粗砂作为细骨料以降低水化热、收缩变形和裂缝生成。

2大体积混凝土裂缝成因

2.1水化热的影响

水泥水化热是大体积混凝土产生裂缝的主要原因,由于大体积混凝土结构断面较厚,水泥水化热过程中产生的热量聚在结构内部而不易散失,引起混凝土内部剧烈升温。由于混凝土内部与表面的散热条件不同,中心温度高、表面温度低,进而形成温度梯度在其内部产生压应力,而外部产生拉应力,当所受的拉应力大于混凝土极限拉应变时即产生裂缝。

2.2收缩变形的影响

凝土拌合水中20%水分是水泥水化所需的,其余80%的水分是为了保证浇筑中的和易性,收缩变形是混凝土在水泥水化中体积变形的主要形式,而混凝土体积收缩的主要原因是多余水分的蒸发。干燥收缩即产生收缩应力,从而使混凝土产生裂缝。

2.3温度影响

大体积混凝土由于内部水化热聚集而使其内外产生温差。当内部温度超过25~28℃就会引起较大的表面拉应力,当它混凝土抗拉极限强度时,就会在混凝土表面产生温度裂缝。

3裂缝控制

3.1设计措施

1)在建筑设计时处理好构件中“抗”与“放”的关系。“抗” 就是处于约束状态下的结构,当没有足够的变形余地时,而采取的防止裂缝产生的措施;而“放”是在结构有足够变形余地时所采取的措施。2)精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能降低混凝土的单位用水量,采用“一掺(掺高效减水剂)一高(高矿物掺合料掺量)三低(低砂率、低坍落度和低水胶比)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。3)避免结构突变产生应力集中,在转角和孔洞处增设构造加强筋,同时增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋,配筋应尽可能采用小直径和小间距。4)考虑采用60d混凝土强度值作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据,以减少混凝土单方用灰量,积极采用补偿收缩混凝土技术。5)施工前,应验算浇筑块体的温度、温度应力及收缩力,以确定块体的升温峰值、内外温差等控制指标,制订温控施工技术方案。

3.2材料措施

1)根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量选用低热或中热水泥,优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥,避免采用早强水泥。2)选用级配优良的砂石原材料,含泥量应符合规范要求,积极采用矿物掺合料和混凝土外加剂。

3.3施工措施

1)施工人员应针对施工现场的砂石原材料的质量和含水情况及时调整混凝土施工配合比,根据现场的浇捣工艺、操作水平以及构件截面等情况,合理选用混凝土浇筑方法,遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的施工工艺。2)根据结构特点,大体积混凝土的浇筑方法可分为:全面分层、分段分层和斜面分层,其摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及其和易性确定,层间的时间间隔应尽量缩短,必须在前层混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇筑完毕。3)混凝土浇筑完毕后,应及时进行保温保湿养护,其持续时间,应根据温度应力加以控制和确定,但不得少于15d,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行。

3.4温控措施

混凝土内部温度主要与混凝土组成材料的拌制温度、出机温度、运输温度、浇筑温度、水泥品种等有关。组成材料的拌制温度受拌合水、水泥、骨料和外加剂的影响。所以考虑以下温控措施:

1)降低混凝土浇筑的入模温度。在炎热季节时,混凝土搅拌站宜对砂石骨料采取遮阳降温措施,可加冰水搅拌混凝土,改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”基础上采用“二次风冷”新工艺,泵送时,可在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。2)控制混凝土的浇筑温度。夏季应尽量安排在l天中温度最低时施工,冬季避免夜间施工,防止混凝土受冻。3)通过埋置冷却水管实现循环冷却水,在混凝土升温时,经热交换降低混凝土结构中不同界面、不同深度的温度,以达到减小内外温差的目的。4)混凝土浇筑成型后,应加强保温保湿措施。夏季应坚决避免曝晒,注意保湿;冬季应采取相关措施保温,可用塑料薄膜或草袋等保温材料覆盖混凝土和模板,必要时搭设挡风保温棚。5)混凝土拆模后,表面温度与环境温度之差要求≤15℃。若大于l5℃,则应迅速对混凝土采取有效的保温措施,拆模按立模顺序反向进行,不得损伤混凝土,并减少模板破损。

4结语

大体积混凝土一般用在工业建筑中的设备基础、桥梁墩台、各类结构的厚大桩基承载台等重要部分,所以对其裂缝有着严格的要求。在整个混凝土施工期间,应做好温控工作,以防止温度裂缝的出现。在整个大型混凝土施工过程中,应从设计阶段进行混凝土裂缝的控制,从材料阶段至施工阶段再到养护阶段,都应有严格的控制裂缝的措施。这样才会发挥大体积混凝土的长期承载效果,提高工程的使用年限。

参考文献

[1]叶琳昌,沈义.大体积混凝土施工.中国建筑工业出版社,1987

大体积混凝土温度控制技术研究 第7篇

1 工程概况

本文以结构尺寸为15 m×30 m×17.5 m的大体积混凝土为例，该结构分9层浇筑。施工中采用C40混凝土分层进行浇筑，每层一次浇筑，两层之间浇筑间隔时间为7 d。

1.1 分层及冷却水管布置

本文主要以锚碇中单个锚块单个锚体锚块结构尺寸为15 m×30 m×17.5 m，采用C40混凝土，分9层浇筑，每层一次浇筑。

将冷却水管分为1层或2层布设在每层混凝土内部。其中冷却水管直径为40 mm的薄壁钢管，同一层冷却水管的水平间距为1 m，这些冷却水管与混凝土结构的侧面距离应该大于1.0 m。为保证降温效果，每根冷却水管的长度最好不要超过200 m。同时，冷却水管的进、出水口位置应该集中布置、统一管理，并标识清楚。水管由离心泵供水。冷却水管的平面、立面布置图见图1。

混凝土浇筑预计历时2个月，从4月份～6月份，浇筑温度应该按25℃计算。

在计算过程中，按顶面蓄水0.15 m深的情况考虑，经热工计算可以得到结构侧面的保温系数为840 k J/(m2·d·℃)，顶面的保温系数为1 200 k J/(m2·d·℃)。

在进行热工计算时，考虑冷却水管的降温效果。单个锚块混凝土中共布设17层40 mm的黑铁管，冷却水管水平间距为1.0 m，锚块连接处共布设17层黑铁管。这些冷却水管的水平间距为1.0 m。经估算，对于锚块强度等级为C40的混凝土而言，绝热温升37.9℃。

在施工过程中，应严格控制混凝土的浇筑温度、间歇期以及结构的内表温差，采取有效的温度控制措施，以避免锚块混凝土产生温度裂缝。

1.2 冷却水管埋设及测点布置

1)当混凝土浇筑到各层冷却水管的标高之后，开始通水，通水持续时间为10 d～15 d，具体需要多久时间应根据实测的温度数据来确定。而通水流量应不小于25 L/min;2)当混凝土采用分层浇筑时，在上层混凝土浇筑施工结束后，结构物底层混凝土的顶面处的冷却水管应立即进行通水，以降低混凝土的温度回升幅度;3)对进出水温度应进行严格控制。在保证冷却水管的进水温度和混凝土结构内部的最高温度之差不高于25℃的条件下，冷却水应当尽量采用适宜的温水或者循环水;4)冷却水管停止使用后，应采用C35水泥砂浆进行封闭灌浆。

冷却水管埋设及测点布置图如图2所示。

2 混凝土的温度控制标准及措施

2.1 混凝土的温度控制标准

1)结构物的最大内外温差不得大于25℃;2)在养护时，表面的养护水流和混凝土结构物的表面温度差值应该控制在15℃以内;3)在温度峰值过后，应采取保温措施使结构物混凝土的最大降温速率控制在2.0℃/d以内。

2.2 现场的温控措施

本文结合现场工程经验，提出了如下措施。

2.2.1 混凝土原材料选择及配合比设计

1)配合比设计及试配宜采用60 d强度;2)避免使用早强型水泥与高C3A含量水泥，而应选用水化热及碱性量比较低的水泥品种;3)尽量降低单方混凝土中的胶结料及硅酸盐水泥用量，但其前提是应满足混凝土强度要求;4)减水剂的选用应是性能优良、高效的，同时尽量减少拌和的用水量。

2.2.2 混凝土浇筑温度的控制

降低混凝土的浇筑温度是控制混凝土开裂破坏的重要途径。混凝土的入模温度最好能控制在25℃之内，不应当高于28℃，应视气温不同而进行调整。通常可采取的温控措施有如下几种:1)水泥在使用前应当采取散放等措施充分冷却降温，务必保证其在施工期间的实测温度不得高于50℃。2)为保证混凝土在入模前模板温度、钢筋温度和附近局部的空气温度不得高于40℃，应合理进行施工组织设计，特别是在炎热天气时，大体积混凝土应在夜间浇筑比较合适。3)为降低浇筑温度，可采用冷却系统对拌和所用的自来水进行冷却，或者通过加入冰块降低温度。4)在高温天气下需要加快运输效率，提高入仓速度，尽量减少混凝土的冷量损失。5)将砂石料的堆存高度增加到6 m～8 m以上，并采取适当的覆盖遮阳措施，使用时应尽量从靠近地表或者地表以下(料堆底层)取料。6)用草袋为混凝土泵管遮阳，并及时洒水降温。7)采用遮阳隔热方法给运输车降温。

2.3 大体积混凝土温度以及内表温差控制措施

对于大体积混凝土来说，在降温阶段气温较低时，或者突然遭遇大风降温、混凝土的内表温差高于20℃，这样的情况就必须对大体积混凝土结构加强保温养护措施。

夏天应控制混凝土浇筑温度不超过25℃。同时，由于水泥水化热引起的温升效应，需要采取有效的降温措施来尽可能地降低混凝土结构内部温度，使混凝土的内外温差控制到不大于25℃。

层与层之间的混凝土浇筑间隔时间控制按前次浇筑混凝土核心温度与其表面温度差应小于20℃，同时已浇筑混凝土的强度应大于其设计强度的50%。

冬季控制浇筑温度不低于10℃，可通过加热拌合水达到要求。

对于暴露于大气中的新浇混凝土结构的表面，应当及时进行水膜养护。混凝土上表面尽可能采用蓄水养护，立面混凝土拆模宜使用自动喷水系统不间断喷水，人工洒水易造成混凝土表面干湿循环，产生干缩裂缝。

2.4 养护措施

混凝土养护工作一般包括湿度和温度两个方面。施工养护过程中的温度和湿度养护质量，在很大程度上能影响到混凝土结构表层的抗裂性和耐久性能。通常可采用如下措施:1)在混凝土结构浇筑完毕的12 h～18 h左右，应及时开展养护工作;对于炎热干燥的天气情况，还应当提前进行养护。一般而言，掺粉煤灰的混凝土养护时间不得少于21 d，而普通混凝土的养护时间不得少于14 d;2)可以采用覆盖湿麻袋或湿土工布养护，并配合经常洒水，使混凝土的表面处于湿润状态;3)夏季气温高时采用表面流水方法冷却混凝土，在混凝土终凝并凿毛后即开始流水，在混凝土表面形成流动的水层，水层厚2 mm～8 mm，水流速度不大于0.8 m/s。

在施工过程中，应严格遵照JTJ 04189公路桥涵施工技术规范要求的结构厚度、工艺顺序和方向操作。大体积混凝土结构物的温度、应力状态受外界温度、湿度、现场施工条件、原材料品质等因素的影响，其发展过程是一个相当复杂的问题。下面通过实测数据了解混凝土的温度变化情况。

3 实际测量结果分析

每层浇筑间隔时间为7 d，大体积混凝土浇筑时，选择有代表性的第1层、第3层、第5层、第7层、第9层温度实测值，列入图3～图7。

从以上实测温度曲线可知，温度在第2 d,3 d达到高温之后缓慢下降。随着层数的增加，下面已浇筑的混凝土达到一个稳定值时变化十分缓慢，几乎不变，而上部新浇筑的混凝土最高温度均比下面已浇筑的混凝土的最高温度要高，所以，在施工开始直至施工结束时，要确保每一层的水管都能顺利通水且有足够的接入水管，根据实测温度做出相应措施，保证温差控制在25℃内。

同时，通过采取相应的温度控制措施，各层内外温差均控制在25℃内，这说明以上温度控制是可行的。从第3层温度变化线看出，3—外—木曲线(外模采用木模)与3—外—钢(外模采用钢模)温度差2℃～3℃，外界温度降低时木模外表皮温度比钢模温度高，外界温度高时钢模的外表皮温度比木模高，因此可以根据施工时节不同选用木模和钢模。

4 结语

1)对于大体积混凝土，当浇筑8 h左右时，温度一般在30℃左右，可以试通水，测一下水温。通水时尽量不要停止，这样温度达到峰值温度会比间断通水时达到的峰值低，且要根据测得表皮温度与内部温度，保证内外温差不超过25℃时，对现场温度采取相应的控制措施。

2)随着层数的增加，下面已浇筑的混凝土会对上部新浇筑的混凝土有一定的影响，下面已浇筑的混凝土达到一个稳定值时变化十分缓慢，几乎不变，而上部新浇筑的混凝土最高温度均比下面已浇筑的混凝土的最高温度要高，所以，在施工开始直至施工结束时，要确保每一层的水管都能顺利通水且有足够的接入水管，根据实测温度采取相应措施，保证温差控制在25℃内。

3)由于钢模受外界温度影响较大，即降温快升温也快，而木模受外界温度影响较小但变形较大，因此，在选择外模时可以根据需要选取。

参考文献

[1]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1999.

[2]冯乃谦.混凝土结构的裂缝与对策[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3]蒋家茂,许若.大体积水泥混凝土结构浇筑施工温度裂缝防控初探[J].公路交通技术,2006(3):94-95.

大体积混凝土温度控制浇筑技术 第8篇

关键词：混凝土,温度控制,浇筑

大体积混凝土的浇筑极易出现裂缝, 如果施工中不加以控制, 会产生许多严重的后果。所以, 在浇筑大体积混凝土的施工, 一定要认真组织施工, 合理安排施工工序, 才能确保混凝土的质量。从混凝土配合比设计、测温养护来控制大体积混凝土温度裂缝。

大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土, 出现再大的均匀收缩, 也不会在内部产生拉应力。

混凝土处在地基等约束条件下时, 内部就会产生拉应力, 当拉应力超过混凝土的抗拉强度时, 混凝土就会开裂。

混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%, 在混凝土浇筑硬化后, 拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。干缩是由表及里的一个相当长的过程, 大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程, 产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态, 混凝土还可有一定的膨胀回复。

值得注意的是早期潮湿养护对混凝土的后期收缩并无明显影响, 大体积混凝土的保湿养护只是为了推迟干缩的发生, 有利于表层混凝土强度的增长, 以及发挥微膨胀剂的补偿收缩作用。

大体积混凝土浇筑凝结后, 温度迅速上升通常经3d-5d达到峰值, 然后开始缓慢降温。温度变化产生体积胀缩, 因为混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低, 而且混凝土弹性模量较低, 所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时, 处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝, 起初的细微裂缝会引起应力集中, 裂缝可逐渐加宽加长, 最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。

其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量、用水量、大体积混凝土的散热条件 (主要包括浇筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降温措施) 等。

为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用, 同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力, 应该减慢降温速度。一般规定, 混凝土内外温差不大于25℃, 降温速度不大于150C/d。

1 混凝土配合比设计

对配合比设计的主要要求是:既要保证设计强度, 又要大幅度降低水化热;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性, 又要降低水泥和水的用量。

1.1选用低水花热的矿渣水泥。

1.2大掺量I级粉煤灰。

2 混凝土的浇筑方案选用

全面分层, 采取二次振捣方案。混凝土初凝以后, 不允许受到振动。

混凝土尚未初凝 (刚接近初凝再进行一次振捣, 称二次振捣) , 这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔, 亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离, 从而提高混凝土与钢筋的握裹力, 提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。

3 预测温度、设计养护方案

在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下, 大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。

为了防止大体积混凝土裂缝的产生, 通过计算预测了混凝土的浇筑温度、混凝土温升值的可能产生应力, 并据此制定了降低浇筑温度控制温升值措施, 预先制定减缓降温速率的方案和一旦出现意外情况的应急措施。

3.l 计算混凝土内最大温升

可计算各个龄期混凝土中心温升, 从而计算每个温度区段内产生的应力, 还可找出达到温升峰值的龄期, 从而推定采取养护措施的时间。但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。

3.2 混凝土中心温度值Tl=T2+△T (t) ,

因为△T (t) 计算值较高时, 夏季的浇筑温度Tl应采取措施降下来。如果不采取水中加冰等降温措施, 料场石子进仓前用凉水冲洗, 水泥在筒仓内存放15d以上, 晴天泵管用湿岩棉被覆盖, 气温高时拌合水中加冰降温。每使混凝土浇筑温度下降1℃, 平均要使拌合水温下降近6℃。

4 确定保温材料的厚度, 预测混凝土表面温度

在混凝土开始降温时, 在其表面覆盖保温材料, 使表层混凝土温度提高, 达到减小混凝土内表温差的目的。一种是盖一层塑料薄膜和一层3cm厚的防水岩棉被。另一种是蓄水2cm-12cm养护, 深度随当时混凝土内外温差增减。

5 结论

5.1 基础大体积混凝土施工, 一次浇筑量大, 厚度大, 强度等级高, 在夏季炎热天气施工, 技术难度大。混凝土浇筑后, 经过3个星期保温保湿养护, 效果理想。要施工好超厚、高强度等级的大体积混凝土, 关键要有一个先进的混凝土配合比, 有一套严谨的施工组织设计, 有一套科学的养护工艺, 有一种严谨的工作作风。

5.2 配制大体积混凝土, 关键在于水化热要低, 大掺量I级粉煤灰和低用量的矿渣水泥相结合是该工程成功的关键之一。它有效地降低了水化热, 提高了可泵性, 从而提高了表层混凝土的强度。在大体积混凝土的湿热养护条件下, 混凝土早期强度发展得很好, 有效地防止了混凝土裂缝的出现。微膨胀剂确实起到了补偿收缩作用。自降温开始, 混凝土表层就应该出现拉应力。可是在实测中, 始终未测到拉应力。除混凝土松弛, 养护阶段没发生干缩外, 微膨胀剂功不可没。

5.3 大体积混凝土施工, 养护和浇筑同样重要。保湿是前提, 控制降温速度是关键, 监测是根据。

大体积混凝土浇筑温度裂缝控制 第9篇

1 大体积混凝土特点

大体积混凝土主要特点:体积大、表面系数较小、水泥水化热释放较集中、内部温升比较快、易使结构物产生温度变形。平面尺寸过大, 约束作用所产生的温度力也愈大, 若采取控制温度措施不当, 温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时, 则易产生裂缝。混凝土内外温差较大时, 会使混凝土产生温度裂缝, 影响结构安全和正常使用。在大体积混凝土中, 温度应力及温度控制具有重要意义在施工中混凝土常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性。

2 大体积混凝土裂缝产生原因

(1) 水泥水化热:混凝土中的水泥在水化过程中要产生大量的热量, 由于大体积砼截面厚度大, 水化热聚集在结构内部不易散失, 使砼内部的温度升高。当混凝土的内外温差过大时, 砼的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时, 便开始产生温度裂缝。 (2外界气温变化:大体积砼在施工期间, 外层的混凝土与环境温度接近, 外层砼与砼内部的温度梯度, 产生温差应力, 当温度超过一定值时造成大体积砼出现裂缝。因此控制砼表面温度与外界气温温差, 也是防止裂缝的重要一环, 这是日本规定大体积混凝土的由来。 (3) 约束条件:大体积钢筋砼浇筑时, 温度上升时产生的膨胀变形受到约束而形成压应力。当温度下降时, 产生较大的拉应力, 若超过砼的抗拉强度, 砼就会出现垂直裂缝。 (4) 砼的收缩变形:砼的拌合水中, 只有约20%的水分是水泥水化所必需的, 其余80%要被蒸发。砼中多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响, 若存在约束, 就会产生收缩应力而出现裂缝。

3 温度控制和防止裂缝措施

从大体积混凝土的裂缝产生的原因着手而采取相应的措施来控制裂缝的产生。措施主要有温度控制、改善约束、改善混凝土自身拉应力。

3.1 温度的控制

(1) 控制绝对温度。

本措施就是要尽量减少水泥水化热, 推迟放热高峰出现的时间, 如采用60d龄期的砼强度作为设计强度 (此点必须征得设计单位的同意) , 以降低水泥用量;掺粉煤灰可替代部分水泥, 既可降低水泥用量, 且由于粉煤灰的水化反应较慢, 可推迟放热高峰的出现时间;夏季施工时采用冰水拌和、砂石料场遮阳、砼输送管道全程覆盖洒冷水等措施可降低砼的出机和入模温度。以上这些措施可减少砼硬化过程中的温度应力值。

(2) 减少内外温差。

大体积砼的温度变化一般为先升后降曲线, 升温的速度要比降温的速度大。国家规范对降温速率未提出明确要求。如大体积砼升温时内表温差过大, 会造成表面裂缝;那么降温速率过快, 会造成贯穿性冷缩缝, 也是绝对不允许的。理论上, 任何材料的允许温差与材料的极限值有关。对于大体积砼而言, 如果降温过快, 虽然内表温差仍然控制在规范要求之内, 但由于砼内部温差过大, 温差应力达到砼的极限抗拉强度时, 理论上就会出现裂缝, 而且此裂缝出现在大体积砼的内部, 如果相差过大, 就会出现贯穿裂缝, 影响结构使用, 因此, 降温速率的快慢直接关系到大体积砼内部拉应力的发展。养护前期砼处于升温阶段, 在保证砼表面湿润的基础上应尽量少覆盖, 让其充分散热, 以降低砼的温度。由于混凝土表面与外界接触, 温度下降快而内部温度下降慢, 温度应力较大。所以在大体积混凝土施工过称中应加强保温, 控制降温速率。

3.2 改善约束条件

改善约束的方法的措施是:合理地分缝分块、避免基础过大起伏、合理的安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露。此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加强养护, 防止表面干缩, 特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要, 应特别注意避免产生贯穿裂缝, 出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的, 因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

3.3 改善混凝土自身拉应力

(1) 采用纤维混凝土。

通过在大体积混凝土中增加纤维等拉应力较高的物质, 可以有效地提高混凝土的拉应力, 而且加纤维可均匀提高地混凝土拉应力。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝, 其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。拉应力的提高可以可以有效地降低混凝土开裂, 并且可以降低大体积混凝土的含筋率。

(2) 正确使用外加剂。

为保证混凝土工程质量, 防止开裂, 提高混凝土的耐久性, 正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。混凝土中存在大量毛细孔道, 外加剂可以降低混凝土中水泥用量, 可以有效地降低大体积混凝土的水化热及混凝土的收缩应力。减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度, 减少混凝土泌水, 减少沉缩变形, 提高水泥浆与骨料的粘结力, 可有效提高混凝土抗拉强度, 大幅提高混凝土的抗裂性能。掺加外加剂可使混凝土密实性好, 可有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩。

(3) 混凝土养护。

实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土养护对防止表面早期裂缝尤其重要。混凝土的早期养护, 主要目的在于保持适宜的温湿条件, 以达到两个方面的效果, 一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行, 以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。

4 结语

以上对混凝土的施工温度裂缝进行了初步探讨, 并在实践中发现采用低塌落度的混凝土、减少水泥用量及采用高性能混凝土泵送设备也可以较好地控制温度裂缝。但过多降低混凝土的水泥用量虽然可以保证强度的要求, 但涉及到规范对最低水泥用量的规定, 在采用降低水泥用量时需征得设计认可。值得关注的是, 混凝土实际强度高于设计强度时, 会增加的混凝土的裂缝。

摘要：大体积混凝土温度裂缝是大体积混凝土裂缝主要裂缝, 是施工过程中一项关键技术。本文从温度裂缝产生原因、解决措施等方面着手对温度裂缝进行分析。

关键词：大体积混凝土,温度裂缝,控制

参考文献

[1]蔡正咏.混凝土性能[M].北京:中国建筑出版社, 1979.

[2]戴镇湖.大体积混凝土的防裂[J].混凝土, 2001年第9期, 总第143期.

大体积混凝土温度裂缝的控制 第10篇

关键词：大体积混凝土,裂缝,施工措施

大体积混凝土结构, 混凝土的体积常常达到几百到几千立方米。由于水泥水化过程中释放出大量的水化热引起温度变化和混凝土拉伸变形, 在混凝土内产生温度应力和收缩应力, 从而产生裂缝, 这些裂缝常常给工程带来不同程度的危害, 给工程的正常使用带来影响。因此, 控制温度应力和温度变形裂缝, 是大体积混凝土结构施工中一个重要课题。

1 大体积混凝土产生裂缝的主要原因

1.1 水泥水化热影响

大体积混凝土内部热量的主要来源是在浇筑初期, 产生大量的水化热, 使混凝土的温度很快上升, 如果混凝土内部由于截面厚大, 散热条件差, 水化热聚集在结构内部不易散发, 则温度上升较多, 内外形成温度梯度, 产生内约束 (压应力) 、面层产生拉应力。当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时, 混凝土表面就产生裂缝。

据有关资料, 当混凝土内外温差25℃时混凝土的裂缝有可能不会产生。

1.2 混凝土收缩变形影响

混凝土拌合水中, 只有约20%的水分是水泥水化所需要的, 其余80%是混凝土在浇筑过程中保证足够的和易性所需要的, 都会蒸发掉。混凝土在水泥水化过程中的体积变形, 多数是收缩变形, 少数是膨胀变形, 多余水分的蒸发是混凝土体积收缩的主要原因之一。当存在约束时, 这种干燥收缩即产生收缩应力。

2 防止产生温度裂缝的措施

为了防止大体积混凝土温度裂缝发生, 应采取控制混凝土温升, 延缓混凝土的降温速率, 减少混凝土收缩, 改善混凝土极限拉应力, 完善构造设计等措施。同时在大体积混凝土结构施工过程中进行温度监测, 使施工人员及时了解混凝土结构内部温度变化情况。

2.1 控制混凝土温升

为控制大体积混凝土结构因水化热而产生温升, 应控制混凝土配合比:

(1) 混凝土升温的热源是水泥水化热, 选用中、低热的水泥品种可以减少水化热, 使混凝土减少升温, 根据工程要求选定P.O42.5普通硅酸盐水泥或P.S.A42.5矿渣硅酸盐水泥, 从水泥水化热来讲, 42.5矿渣硅酸盐水泥水化热为190J/kg, 而42.5普通硅酸盐水泥水化热为250J/kg。

(2) 掺入粉煤灰外加料。在混凝土内掺入一定数量的粉煤灰, 不但可以替代部分水泥降低水泥用量, 而且能改善混凝土的和易性, 降低混凝土的水化热。但是, 掺加粉煤灰在对混凝土的后期强度有所改善的同时, 对早期抗拉强度及早期极限拉伸均有少量降低, 因此, 对于早期抗裂要求比较高的工程, 粉煤灰掺入量应减少一些, 以防止表面出现细微裂缝。

(3) 粗细骨料级配。自然连续级配的粗骨料配制的混凝土具有较好的和易性, 用水量和水泥用量较少, 抗压强度较高。粗骨料的规格往往与结构配筋间距以及浇筑工艺等因素有关, 应尽量选用粒径较大, 级配良好的石子。增大骨料粒径可减少水量及水泥用量, 降低水泥的水化热, 但是骨料粒径增大后, 容易引起混凝土的离析。因此要优化级配设计, 同时施工时要充分搅拌, 加强浇筑和振捣工作。根据试验资料表明, 石子采用40mm比5～25mm的, 每立方米混凝土可减少水15kg、水泥20kg左右。

细骨料应以中粗砂为宜, 采用细度模数2.7, 平均粒径为0.38mm的中粗砂较之细度模数为2.12, 平均粒径为0.366mm的细砂, 每立方米混凝土可减少水20～50kg、水泥28～35kg。

(4) 添加混凝土外加剂。添加可以提高混凝土早期和后期强度的添加剂、缓凝剂、减水剂等有助于减少水泥用量, 避免混凝土水化热集中释放, 从而大大改善大体积混凝土内外温度差。

2.2 延缓混凝土的降温速率

大体积混凝土浇筑后, 应及时对混凝土进行保湿、保温养护, 减少混凝土表面热扩散及混凝土升温阶段的内外温差, 延缓混凝土水化降温速率, 减少结构温差。为防止因温度应力过大产生表面裂缝, 保湿养护材料以土工布洒水为宜;而防止气温骤降, 塑料布及草袋作为临时保湿则更为合适。

2.3 减少混凝土收缩

掺入微膨胀外加剂, 可补偿混凝土因多余水蒸发导致的收缩对于防止温度和干缩裂缝十分有益。

3 工程实例

3.1 工程概况

西宁水泥厂熟料库, 直径40m, 库壁高度35.25m, 库中心高47m。整板基础尺寸为直径43m1.5m厚圆板, 混凝土浇注量约2178m3, 强度等级为C35, 施工日平均气温25℃。考虑到大体积混凝土的施工特点和泵送对混凝土性能的要求, 我们对混凝土组成材料的种类及掺量选择如下:

水泥采用PCB 40 (越南产) 普通硅酸盐水泥。为控制温度升高, 1m3混凝土水泥用量限制在400kg。

粗集料采用20mm30mm的碎石;细集料采用中砂, 细度模数2.7。为防止水化热集中释放, 减少水泥用量, 每立方米混凝土掺人复合外加剂VINKEMS@CONREX RT 4L, 有增强、缓凝的作用, 以保证混凝土坍落度维持在18±2mm及混凝土初凝时间达到6h。

(1) 混凝土绝热温升

整板混凝土的绝热温升可由下式算得:

式中:W水泥用量, 即400kg/m3

r混凝土容重, 取2400kg/m3

C混凝土比热, 0.97kJ/kg℃

Q混凝土28d发热量, 水/灰=0.35时, Q=375 kJ/kg (28d水化75%) 。

可见, 该混凝土的绝热温升约为60～70℃, 对混凝土内外温差加以有效控制是十分必要的。

(2) 温度测试方法及保温措施

在此次基础施工中, 我们共埋设测温器5个 (10铜管5处, 中心一点, 周围4点) , 测试工具为100℃温度计15只, 一孔三只温度计 (做好标记) , 分基础上部、中部、下部。在选择保温方案时, 原则是保证混凝土的内外温差在25℃之内, 在此基础上尽量简化保温措施和节省保温材料费用。首先考虑的保温方案是在混凝土初凝后, 用农用喷雾器在混凝土表面喷洒一薄层水, 以保证混凝土润湿养护, 随后覆盖一层塑料布, 一层草袋, 再覆盖一层塑料布。当测温结果证明该保温措施不足“控制混凝土内外温差在25℃以内时”, 再增盖一层草袋或用碘钨灯加热。

3.2 实际操作

从浇注之日起, 2～5d, 每2h测温一次;6～l0d, 每4h测温一次;11～15d, 每8h测温一次。整板混凝土浇注历时2.5d。在浇注和测温过程中日平均温度在25℃左右。

测温过程证明, 采用两层塑料布加一层草袋进行保温是足够的, 所有测点的内外温差基本上都控制在22℃之内, 个别测温点在个别时间上, 其中部与上表面温差虽超过22℃, 但也低于25℃。图2给出了中心测点C的温度曲线。温控结束时我们观察到, 整板基础没有温度裂缝产生, 说明温控过程是成功的。

4 结论

对1500mm厚的C35混凝土整板基础, 在日平均温度25℃左右时, 采用两层塑料布加一层草袋来进行保温是可行的。实测结果证明, 混凝土中心温度和表面温度之差皆控制在25℃之内。保温结束后认真观察, 没发现温度裂缝产生。

参考文献

[1]建筑施工手册[M]., 中国建筑工业出版社, 2003, [第四版]缩印本.

[2]谭克锋, 等.筏板基础施工中大体积混凝土温度裂缝的控制措施[J].混凝土与水泥制品, 2001, 5.

浅谈大体积混凝土裂缝控制 第11篇

关键词：大体积混凝土;裂缝;措施

1   工程概况

该工程建筑面积38000m2，地上18层，地下1层。本工程基础为钢筋混凝土筏板基础，东西长约107m，南北宽约70m，底板厚1100mm为大体积混凝土。混凝土强度等级为C30、抗渗等级为P6。本项目在该筏板基础的设计、混凝土原材料、浇筑、养护等多方面采取措施，有效的控制了裂缝的产生。

2  设计构造

2.1利用混凝土后期强度

本工程筏板基础在尽量满足承载能力前提下，为控制水泥用量，选择了强度等级相对不高的C30混凝土。同时，此部分大体积混凝土施工工期较长，上部荷载逐步施加，因此，在设计时采用了龄期为60 d强度代替28 d强度，充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量，控制水化热，从而控制裂缝。

2.2减少约束应力

当基础大体积混凝土浇筑在基岩或混凝土上时，其在降温过程中因冷缩会受到直接接触的基岩或老混凝土外部约束而产生拉应力，若拉应力较大时，混凝土表面将会出现垂直裂缝。

为有效减少由于约束而产生的拉应力，本设计在垫层与基础的接触而上增设防滑层（见图1）。由两层聚乙烯塑料膜夹一层细砂组成，且要求上下两层聚乙烯塑料膜的接头相互错开不小于1000mm，控制裂缝产生。

图1设置防滑层

3   原材料选取

为有效控制裂缝，保证大体积混凝土的施工质量，本筏板基础在原材料的选取上采取如下措施：1）水泥水化过程中可产生大量的热量，由于混凝土导热性能较差，加之大体积混凝土体积大的特点，致使大量的热量因无法尽快散出而聚集在混凝土内部，从而导致混凝土因内外温差较大而产生约束应力，当约束应力超过混凝土抗拉强度时，会导致混凝土开裂。因此，在大体积混凝土的配制过程中应尽量避免用高水化热水泥。本工程在考虑工程要求的条件下选用了P.532.5水泥。2）选用了粒径为5 mm-40mm连续级配碎石，同时控制石含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.5%，较好的保证了混凝土的和易性与抗压强度。又由于较大粒径石子比表面积较小，所需用水量也减少，在保证混凝土强度不变的前提下，水泥用量即随之相对减少，从而使水泥水化热减少，降低了混凝土温升。3）本大体积混凝土中掺加了粉煤灰作为外掺剂。改善了混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土易于泵送和浇筑;提高了混凝土抗侵蚀能力和耐久性;同时，掺入的粉煤灰可替代部分水泥用量，而粉煤灰的水化放热量较小，从而从整体上减少了混凝土的水化热，降低了混凝土由于内部温升过大而导致开裂的可能性。4）在大体积混凝土中掺入1%的MC5型缓凝型减水剂，明显地减少了单位混凝土的用水量，减少了混凝土中水泥用量，从而降低了水泥水化热温升。

4   浇筑过程控制

4.1入模温度

对于混凝土最大温升较高的大体积混凝土工程，为有效控制混凝土内外温差，应从源头即入模温度开始严格进行控制。因此，本筏板基础混凝土供应商采取了将砂石堆放在大型棚盖遮阳的骨料仓里，并在砂石骨料仓铺设水管，用水管喷水雾降低砂石骨料温度，输送管道用草袋包裹洒水降温等技术措施;混凝土出场前，用水喷淋车滚筒表面，防比混凝土直晒造成混凝土升温;混凝土浇筑时间也尽量安排在夜间或阴天进行，使混凝土入模温度控制在25℃以下。

4.2浇筑温度控制

1）预埋水管，降低最高温升。混凝土施工过程中，在混凝土结构体内预埋管道，浇筑后内通低温水冷却，冷却水管采用直径为25 mm的薄壁钢管，按照中心距2.0m交错排列，并通过立管相连接。这样的冷却效率高，冷量损失少。

2）合理选择混凝土浇筑方案。本大体积混凝土结构的长度超过厚度的3倍，采用斜面分层浇筑法。浇筑时平面按8m分条，斜面采用1：6坡度分层，每层400 mm进行浇筑（见图2），循序退打，一次到顶。在浇筑过程中，为保证上下层混凝土的结合质量，上层混凝土的浇筑时间控制在下层混凝土的初凝前;待最上层混凝土浇筑完成初凝前，将其表面及时用铁滚筒碾压1遍一2遍并压平，再用木抹子搓平压实，从而保证混凝土表面的密实性，消除混凝土表面层的旱期塑性收缩裂纹。

图2混凝土浇筑示意图

5   混凝土养护

为避免混凝土表面因为水分散失太快而引起干缩裂缝，混凝土初凝后，在其表面覆盖2层塑料薄膜进行保湿养护，并适当洒水，保证膜内湿润。同时，采用覆盖3层麻袋的方法进行保温养护，以确保混凝土内外温差不致因过大而引起开裂。由于大体积混凝土降温阶段经历时间较长，大约从浇筑3 d-5 d后即开始，延续一个月或更长。因此本工程结合规范要求及温度监测数据变化情况，养护时间持续24 d。养护结束后保温覆盖层的拆除采用分层逐步拆除的方法，避免因突然拆除导致混凝土温度变化太快而引起裂缝。

6   温度监测

在筏板基础大体积混凝土保温、保湿养护过程中，施工方对混凝土的入模温度、浇筑完成后的内部温度、表面温度及环境温差进行监测，从而掌握混凝土在强度发展过程中内外温差、表面及环境温差、平均降温速度等指标。根据指标及气候条件及时采取有效的降温措施及养护措施，以满足各时段温控指标的要求。施工人员在混凝土到达现场后浇筑入模前采用棒式温度计插入到混凝土内进行入模温度的量测;混凝土内部温度测定则采用在每个测温点上埋设铜一康铜热电祸传感器的方法;大气及混凝土的表面温度采用水银温度计分散测取。混凝土内部温度测定的测温点平面布置则：1）平面形状中心;2）中心对应的侧边及容易散发热量的拐角处;3）主风向部位。测温点的竖向布置原则：每个平面位置设置一组3个，分别布置在混凝土的上、中、下位置，上下测点均位于混凝土表面10 cm处。

由于大体积混凝土基础旱期升温较快，后期降温较慢，测温遵循先频后疏的原则。温度检测从测点混凝土浇筑完成8h后开始，72 h内每间隔2h一次，72 h以后每间隔4h一次，7d以后每间隔6h一次，昼夜24 h循环不断，直至第20天前后，混凝土中心温度与大气平均温度之差已趋于稳定的小于15℃，且降温速度小于0.8℃/d，本工程停止测温。

7   结语

本工程竣工验收至今，通过对现场进行查看分析，并对使用情况调查反馈，此项目未出现任何不符合质量规范要求的明显裂缝，使用效果良好。由此可见，在大体积混凝土的运用过程中通过规范严谨的构造设计、严格细致的原材料选取及控制、合理有序的施工组织，并根据现场测温数据采取及时有效的养护措施，可以较好的控制温度应力和温度变形裂缝的扩展，取得良好的技术经济效果。

参考文献：

[1]GB 50496 2009，大体积混凝土施工规范[S]

[2]GB 50010 2010，混凝土结构设计规范[S]

[3]龚剑，李宏伟大体积混凝土施工中的裂缝控制「J]施工技术，2012，41（361）：28-30

[4]董事尔，刘杨，侯立群，等某核电站1号核岛底板大体积[J]施工技术，2011，40（345）：98-100

大体积混凝土温度裂缝控制探讨 第12篇

1.1 表面裂缝——产生在混凝土升温阶段

大体积混凝土在硬化期间的水泥水化过程, 会释放大量的水化热, 使混凝土中心及基础块中部区域产生很高的温度 (基础块厚度越大, 温度越高) , 而混凝土表面和边界受气温影响, 温度较低, 这样形成较大的内外温差, 使混凝土内部产生压应力, 表面产生拉应力, 当温差超过一定的限度, 其所产生的温度应力极易使新浇筑混凝土产生裂缝。

1.2 收缩裂缝——产生在混凝土降温阶段

当混凝土降温时, 混凝土由于逐渐散热而产生收缩, 再加上混凝土硬化过程中, 由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发, 以及胶质体的胶凝等作用, 促进了混凝土的收缩。这两种收缩在进行时由于受到基底及结构本身的约束, 以致产生较大的收缩应力 (拉应力) , 当这种收缩应力超过一定的限度, 其所产生的温度应力就会在新浇筑混凝土基础中产生收缩裂缝, 这种收缩裂缝有时会贯穿混凝土基础全断面, 成为结构性裂缝, 有时也称贯穿裂缝。

2 大体积混凝土裂缝控制的措施

从控制裂缝的观点来讲, 表面裂缝危害较小, 而贯穿裂缝则要影响结构的整体性、耐久性和防水性, 影响正常使用。尽量避免表面裂缝, 坚决控制贯穿裂缝的开展, 是避免大体积混凝土产生裂缝的主要手段。

2.1 混凝土原材料质量控制措施

2.1.1 粗细骨料的选择

(1) 严格控制砂、石的含泥量。如果砂、石料含泥量超过规定, 不仅增加了混凝土收缩, 同时又降低混凝土的抗拉强度, 对混凝土的抗裂十分不利。 (2) 在保证混凝土级配正常的情况下, 应尽量增大粗细骨料粒径, 可减少用水量, 有利于减少水化热的产生。

2.1.2 水泥

大体积混凝土施工, 一般应优先采用水化热较低的矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。水泥的水化热主要取决于其矿物成分。实验表明, 要减小水泥的水化热和放热速率, 必须降低热料中C3A和C3S的含量, 相应提高C2S和C4AF含量。一般认为, 尽可能降低C3A含量, 相应地使C4AF提高到不超过20%时, 对水泥各方面性能和强度发展都会有好处。

2.1.3 活性混合材料

在大体积混凝土中, 掺加活性混合材料, 既可降低水泥用量, 又可以降低大体积混凝土的水化热温升。最常用的降低水化热的活性混合材料是粉煤灰。粉煤灰降低大体积混凝土内部的温升作用是综合性的:掺加粉煤灰后, 和易性得到改善, 混凝土中的水泥可进一步减少, 这样更有利于降低混凝土的内部温度;粉煤灰的火山灰反应较迟缓, 发热速率较低, 用粉煤灰等量取代水泥, 可使顶峰温度显著降低, 达到顶峰温度的时间也向后推迟;粉煤灰的减水作用, 使混凝土强度提高, 也能减少出现裂缝的危险。

2.1.4 外加剂

在混凝土中掺入少量外加剂, 可改善其性能, 节约水泥, 降低造价, 缩短工期。因此, 它是一种使用方便, 效果显著的改性材料。由于它能显著地改善混凝土的物理力学性能, 所以在大体积混凝土工程中具有重要的地位和作用。大体积混凝土宜选用缓凝剂、减水剂或缓凝型减水剂。

(1) 如果在混凝土中掺入水泥重量0.2%~0.3%的木钙、糖蜜类具有缓凝作用的减水剂, 可延缓混凝土拌合物的凝结时间, 从而方便施工, 避免出现冷缝。 (2) 缓凝剂的掺入可使水泥的水化热释放速度减慢, 有利于热量消散, 能使混凝土内部的温升有所降低, 这对于避免产生温度裂缝是有利的。 (3) 在大体积混凝土中也可采用膨胀剂来控制裂缝的产生。以UEA为例, 膨胀剂的掺入可产生膨胀效应, 它不但可补偿混凝土的收缩, 而且能降低混凝土的综合温差。

2.2 大体积混凝土温度控制措施

大体积混凝土的裂缝主要是温度变形引起的, 大体积混凝土内部温度远较外部为高, 形成较高的温差, 造成内胀外缩, 使外表产生很大拉应力而导致开裂, 因此, 如何减少内外温差是一个重要问题。规范要求混凝土内外温差小于25℃。对于大体积混凝土的温度控制, 主要考虑三个特征值:浇注温度、最高温度及稳定温度。

2.2.1 浇注温度控制

取决于各种原材料的初始温度, 施工时应在堆场搭设简易遮阳装置, 必要时可对混凝土原材料进行预冷却。

(1) 预冷却混凝土的方法主要有采用冰来预冷拌合水, 再用冰水拌合, 或者在混凝土搅拌时掺冰屑, 但注意冰在搅拌过程中要完全融化。 (2) 预冷骨料主要有湿法、干法和真空汽化法三种。湿法冷却是通过冰水与骨料直接接触进行降温, 可以采用浸水法和喷水法;干法冷却是用冷空气对骨料进行吹风冷却;真空汽化法是利用在骨料周围空间形成的部分真空, 使骨料中水分蒸发、吸热而冷却骨料。 (3) 冷却水泥的方法一般可采用气冷法和浸水法两种。

2.2.2 最高温度控制

在混凝土内部预埋水管, 通过冷却水可降低混凝土内部最高温度, 这种方法因具有适用性和灵活性, 以及能够控制整个结构物内部温度所以在国内外得到广泛应用。

通冷却水一般是在混凝土刚浇注完, 甚至正在浇注时就开始进行, 以减少初期由于水泥水化热所形成的最高温度。

2.2.3 稳定温度控制

大体积混凝土产生温度裂缝的一个重要原因是混凝土中产生了温度梯度。当表面混凝土接近冷却时, 表面和内部的温差就会产生温度梯度, 从而产生超过未成熟混凝土抗拉强度的拉应力, 使混凝土开裂。为了使大体积混凝土的内外温差降低, 可采用混凝土表面保温的方法, 使混凝土内外温差降低。常用的保温材料有模板、草袋、湿砂、锯末等, 保温材料不仅要放置在混凝土的表面, 还要注意结构物四周的保温。

3 工程实例

3.1 工程概况

某工程基础长为50m、宽为12m, 厚度为1.2m。强度等级C30。

3.2 原材料使用情况

1m3混凝中各材料用量为:32.5R矿渣硅酸盐水泥420kg, 中砂593 kg, 5~40碎石1021kg, 自来水193kg, 粉煤灰70kg, 减水剂2.76kg。

3.3 控制裂缝措施

由于水化热温升很大, 除了加强混凝土控制原材料以外, 采取了冷却管冷却降温的方法加强了保温保湿养护。由于降温缓慢, 经实测计算, 混凝土表面温度与大气温度 (25℃) 之差为18.2℃, 混凝土内部最高温度与表面温度之差为19.5℃, 均满足规范要求, 最终达到控制裂缝的目的。

4 结语

为了控制大体积混凝土温度裂缝的开展应着重从材料、设计、施工等方面采取一系列措施以控制温升、延缓降温速率、减小混凝土收缩等。这些措施不是孤立的, 而是相互联系、相互制约的, 必须结合实际全面考虑、合理采用, 才能收到应有的效果

摘要：大体积混凝土温度裂缝在工程施工中是常见的质量通病, 不仅影响结构的耐久性、整体性, 同时也对建筑物的结构安全有严重的影响。本文主要分析了裂缝产生的原因, 并针对问题提出了相应的防治措施。

关键词：大体积混凝土,裂缝,控制

参考文献

[1]《工程与建设》, 2008年6期.蔡春华.