陳鵬旭 王澤云 石躍兵（西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，四川 成都 610065）

大體積混凝土裂縫控制措施

陳鵬旭 王澤云 石躍兵
（西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，四川 成都 610065）

隨著我國(guó)工程建設(shè)如火如荼地大發(fā)展，大體積混凝土施工逐漸增多，因此大體積混凝土裂縫控制技術(shù)在工程中變得愈發(fā)重要。本文提出控制混凝土的水化熱溫度是控制大體積混凝土裂縫的最核心且最有效的手段；提出控制混凝土水化熱溫度的方法；并結(jié)合成都某住宅小區(qū)實(shí)例，詳細(xì)闡述了混凝土的溫度裂縫控制措施。

大體積混凝土；溫度裂縫；控制措施

1 大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生的主因

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要是由于內(nèi)外溫差過(guò)大。大體積混凝土澆筑完成后會(huì)逐漸釋放巨大的水化熱，巨大的體量會(huì)使不同區(qū)域降溫不一致，核心區(qū)混凝土降溫較快，外部區(qū)域降溫較慢，因此會(huì)在混凝土的內(nèi)部形成拉應(yīng)力，而當(dāng)拉應(yīng)力過(guò)大超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，便出現(xiàn)了裂縫。由此可知，控制大體積混凝土裂縫的主要是要控制內(nèi)外溫差；控制內(nèi)外溫差就要控制水化熱溫度和水化熱均勻釋放。

2 大體積混凝土水化熱溫度控制方法

2.1 混凝土最大絕熱升值控制

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB 506666－2011附錄H可知，混凝土最大絕熱升值公式如下：

Tr——混凝土最大絕熱溫升值（0C）

W——每立方米的膠凝材料用量（Kg/m3）

Q——膠凝材料水化熱（KJ/Kg）

C——混凝土比熱容（KJ/(kg.K)）

P——混凝土密度（Kg/m3）

由此可知，混凝土最大絕熱升值控制方法有：①選用低水化熱的膠凝材料；②減少每立方米的膠凝材料用量；③混凝土級(jí)配良好，混凝土密度較大。

2.2 混凝土澆筑溫度控制

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB 506666－2011附錄H可知，混凝土澆筑溫度公式如下：

Tj——混凝土的澆筑溫度（0C）

T0——混凝土出機(jī)溫度（0C）

T0’——混凝土運(yùn)輸、泵送、澆筑時(shí)段的溫度補(bǔ)償值（0C）

由此可知，混凝土澆筑溫度控制方法有：①混凝土攪拌過(guò)程中加冰，混凝土骨料的降溫，以控制混凝土出機(jī)溫度；②控制混凝土澆筑施工工藝。

2.3 混凝土水化熱均勻釋放

為了使混凝土水化熱均勻釋放，可采用方法有：①預(yù)埋水管，用水冷的方式調(diào)節(jié)混凝土水化熱的不均勻釋放；②適宜的混凝土養(yǎng)護(hù)。

3 工程實(shí)例

本工程采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)整體呈矩形，平面尺寸為35.6m×62.8m，平均板厚達(dá)到2.5m。基礎(chǔ)由C25泵送混凝土澆筑而成，總計(jì)澆筑5589m2，屬于大體積混凝土。本工程在混凝土選材及配合比、澆筑、溫度檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)等運(yùn)用的溫度裂縫控制措施。

3.1 混凝土的選材及配合比

水泥：大體積混凝土一般采用中等標(biāo)號(hào)的水泥，因?yàn)槠湎鄬?duì)于高標(biāo)號(hào)水泥不僅經(jīng)濟(jì)上合理且水化熱偏低。因此，本工程采用標(biāo)號(hào)為42.5的普通硅酸鹽水泥。普遍情況下，水泥用量每減少10kg/m2水化熱溫升也相應(yīng)下降10C。因此，本工程以混凝土后期強(qiáng)度R60作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度，水泥用量可減少20-30kg/m2,水化熱溫升也相應(yīng)下降2-30C。

外加劑及混合料：為了使混凝土坍落度達(dá)到100-140mm以滿(mǎn)足《泵送混凝土施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10-2011的技術(shù)規(guī)程，需要加入水或減水劑。如果只是增加用水量來(lái)改善和易性，會(huì)增加混凝土的水化熱溫升，從而使混凝土開(kāi)裂的可能性加大。因此，本工程混凝土加入聚羧酸減水劑?；炷林袚饺胂喈?dāng)水泥重量15%的粉煤灰，不僅減少水泥用量而降低水化溫升，而且粉煤灰的潤(rùn)滑作用而改善混凝土的可泵性。

粗骨料與細(xì)骨料：由對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)得，采用5-40mm碎石比采用5-20mm碎石可使用水量減少20kg/m3,從而間接減少水泥用量，使水化溫升減少。因此，粗骨料采用粒徑在5-40mm及配良好的碎石。本工程細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為2.6，平均粒徑為0.370mm的中砂。由對(duì)比試驗(yàn)測(cè)得，采用上述集料比采用細(xì)度模數(shù)為2.2，平均粒徑為0.324mm的細(xì)集料可使水泥用量減少30-42 kg/m3,使水化溫升減小。

混凝土的配合比

經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的選料，以《普通混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011為依據(jù)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，再經(jīng)適配實(shí)驗(yàn)，確定配合比如下表：

C25配合比 水 水泥 砂 石 粉煤灰 外加劑kg/m3168 300 659 1123 90 6.63

3.2 混凝土的澆筑

混凝土澆筑過(guò)程中最重要的控制措施是控制澆筑各環(huán)節(jié)的時(shí)間?；A(chǔ)的混凝土澆筑采用分段分層的施工工藝，前后兩個(gè)施工段的時(shí)間間隔必須控制在混凝土的初凝時(shí)間內(nèi)。因此，商砼運(yùn)輸時(shí)間也必須控制在50min內(nèi)。在混凝土的振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生大量泌水，泌水近兩側(cè)模板底部預(yù)留孔排出坑外。

3.3 溫度檢測(cè)

本工程在夏季施工，混凝土最高溫升較大且受大氣溫度晝夜溫差影響較大。因此，對(duì)混凝土內(nèi)部溫差進(jìn)行檢測(cè)，以便采取相應(yīng)調(diào)控措施。

測(cè)點(diǎn)布置：基礎(chǔ)1/4面積上均勻布置9個(gè)測(cè)位，每個(gè)側(cè)位豎向布置5-7個(gè)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)50個(gè)測(cè)點(diǎn)。

測(cè)溫記錄要求：1-5d,每2h測(cè)溫一次；6-25d，每4h測(cè)溫一次；26-30d，每8h測(cè)溫一次。將記錄數(shù)據(jù)整理成表，并繪制每個(gè)測(cè)點(diǎn)內(nèi)部溫度變化曲線(xiàn)。

分析得出結(jié)論：在混凝土澆筑后第5d，各測(cè)點(diǎn)水化熱溫度基本都達(dá)到峰值（最高溫度為75.40C,平均最高溫度為72.60C）；到混凝土澆筑后第30d，各測(cè)點(diǎn)水化熱溫度均達(dá)到谷值（最低溫度為35.30C,平均最低溫度為35.60C），并逐漸接近常溫。最高溫度比設(shè)計(jì)溫度800C要低，綜合溫差370C，故降溫和收縮不會(huì)產(chǎn)生混凝土貫穿裂縫。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜溫度與濕度條件，保溫的目的是為了減少因混凝土表面熱擴(kuò)散而產(chǎn)生的表面裂縫，保濕的目的是為了減少因混凝土表面脫水而產(chǎn)生的干縮裂縫。具體養(yǎng)護(hù)措施為：鋪兩層草袋并澆水濕潤(rùn)。與溫度檢測(cè)相配合，當(dāng)大氣溫度突然下降時(shí)，將在基礎(chǔ)表面加蓋油布以防止空氣對(duì)流。養(yǎng)護(hù)完成且混凝土溫差小于250C后，進(jìn)行拆模，拆模后及時(shí)回填土。

4 結(jié)論

大體積混凝土溫度裂縫控制是一個(gè)系統(tǒng)性的工藝，設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)理各方需要密切協(xié)同工作，混凝土在選材、配合比、澆筑、溫度檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)需要被合理把控與銜接。本工程嚴(yán)密把控施工中各環(huán)節(jié)，在各方密切配合下，最終使底板未有出現(xiàn)有害裂縫。

[1]王鐵夢(mèng)，工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M],北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997

[2]吳德立，底板大體積砼防止溫度裂縫的技術(shù)措施[J]，山西建材，2015

[3]陳超，大體積混凝土裂縫的控制 [J]，江西建材，2015

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