防止大体积砼开裂的温控措施

靳连贺 金春刚

摘 要：在大体积砼施工中，砼易产生裂缝，影响工程质量，所以，如何采取预防措施，尤为重要。本文通过西通路高架一期大体积混凝土承台的施工，主要对大体积混凝土承台施工过程中因温度影响出现的裂缝，做了一些探讨。

关键词：大体积混凝土，温控措施，裂缝

中图分类号： TU37文献标识码： A

引言

曹妃甸西通路高架一期工程PM109，PM110，PM111墩对应的承台属于大体积混凝土承台施工，中墩承台一座，边墩承台两座，平面基本形状为矩形，两段切角形成带圆弧的六边形，中墩平面尺寸为33.25*14.5m，厚度5.0m，并设有2.00m的垫层。边墩平面尺寸27.5*14.5m，厚度4.0m，并设有1.50m的垫层。中墩的钢筋设计用量为160.68t，C40混凝土2150m3。边墩的钢筋涉及用量为100.2t，C40混凝土1387m3.。并采用了一次性整体浇注。

大体积混凝土简述

在我国的建设中经常涉及到大体积混凝土的施工，如大型的承台，高层楼房的基础，水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般的实体的最小尺寸大于或等于1m。它的表面系数较小，水泥水化热释放比较集中，内部升温快，水泥水化热引起砼温度升高，热量不能及时散发而形成内外较大温度差异，较大的温度变化和差异（>25℃），引起砼体积变化，由于砼各部位都不同程度地受到约束而不能自由伸缩，当温度形成的拉应力大于砼的抗拉强度时，便产生了裂缝。在建设工程中，一般以为水泥水化热引起的温度为20～40℃（最高可达60℃）。砼内部的最高温度（浇筑温度>28℃，水化热的绝热温升，结构物散热等各种温度叠加）多发生在砼浇筑后的最初3～5d，峰值为60～65℃，有的甚至高达80℃，因此，大体积砼施工时，应采取温控措施，以防止砼开裂。

二、防止温度影响混凝土裂缝的措施

1、降低砼的发热量

（1）选用水化热低，凝结时间长的水泥，以降低砼的温度。选择大体积砼用的水泥，应把砼的绝热温升和抗拉强度结合起来考虑，因为水化热小的水泥强度发展缓慢，于防止砼开裂有利。

（2）掺加粉煤灰取代一部分水泥，以削减水化热产生的高温峰值，同时可改善砼的和易性，增加砼的粘性，减少离析和泌水，且砼易于捣实并延长凝结时间。粉煤灰最大掺量因水泥品种不同而不同，一般可取代10～30％的水泥，但水泥小于300Kg/m3。

（3）掺加缓凝剂或高效减水剂，以提高强度，减少用水量和水泥用量，延长砼达到最高温度的时间，同时减少了砼干缩，一般来说，掺减水剂的砼早期强度温度较低。

（4）尽可能选用粒径大，颗粒形状好且级配良好的粗骨料，避免用砂量过多，以减少水泥用量和用水量。

（5）用低流动砼。在施工允许的情况下，尽可能用低坍落度砼（泵送砼坍落度可选择8～12cm），同时严格控制水灰比，尽量减少单位体积砼用水量。

（6）当设计允许时，可在砼中按规定填加符合要求的片石，以减少砼数量，降低砼温度。

2、降低砼温度，浇筑温度。

外界气温越高，砼的浇筑温度也越高，砼的温度高也将加速水泥的水化热反应，砼达到最高温度的时间缩短，因而减少可利用的散热时间，不利于降低砼的最高温度和减少温差。同时，砼的浇筑温度的增高会降低其和易性，为达到同样的和易性，就要增加用水量，这样会增加用水量，这样会降低砼的质量。砼的浇筑温度应控制在28℃以下，降低砼浇筑温度的方法如下：

（1）在低温或环境气温较低的晚上或早上浇筑砼。

（2）降低材料温度。粗、细骨料应覆盖，水泥应有库房，储水仓涂白色，喷水降温。

（3）加冷却水拌和。

（4）避免吸收外部环境热量。运输工具、泵管、搅拌机等尽量遮蔽，淋水降温。这不但防止砼升温，还能防止砼坍落度损失。

3、分层、分块浇筑，并适当降低浇筑速度，减少浇筑层厚度。

西通路高架一期主桥承台的施工采用了分层浇筑，分层（每层厚度35cm）浇筑可利用表面的散热来降低砼的温度。分块浇筑大体积砼可降低约束，分块大小和分层厚度视结构尺寸，现场条件，浇筑能力，工期等因素确定。分块、分层浇筑有利于降低砼最高温度和内外温差，同时减少约束，但浇筑时间长，不利于工期控制。另外，分层浇筑要注意在符合砼整体浇筑的要求，避免出现施工冷缝。分层方案可分为全面分层，分段分层（台阶法），斜面分层三种方案，要根据情况选择采用，确保泵送砼的暴露面最小。

4、埋设冷却水管。

在主桥承台（PM111）的施工过程中预埋了回行水管，利用管中循环冷水的流动来降低砼内部的温度，冷却水利用了淡水。冷却时间一般为浇筑开始初期5～10d，水管采用了Φ50*3的钢管。

冷却效率的主要因素是管源，水温和通水时间。一般在水管覆盖一层砼后开始通水，在砼达到最高温度并开始下降后停止通水。通水持续时间应足以保证砼第二次温升小于最高温度和避免出现大的温度梯度。水管系统应经减压不漏水检测确保模板安拆不致中断水管冷却活动。在降温过程要经常测定砼内外温度和水温并做好记录。通水散热结束后，水管内用微膨胀水泥灌注密实。

Pm111冷却系统

5、表面保温与保温。

防止大体积砼开裂的一个重要原则是尽可能使新浇筑的砼少失水分以及内外温差控制在允许范围内（>25℃）。因此要尽量长时间地保温和保持砼表面湿润，让其表面慢慢冷却干燥，使砼能够增长强度以抵抗开裂拉应力。主要有蓄水养护和覆盖洒水养护，保护膜养护等几种方式，养护时间不应少于14d。

三、结束语

做好大体积混凝土开裂的温控措施，关键是要把温控理论、与以往的工程经验和实际情况相结合，制定出有效的施工和温控方案，同时切实抓好施工组织和养护工作，并结合温度检测，及时合理的调整温控措施，就能保证大体积混凝土的温控效果，防止大体积混凝土开裂，保证工程质量。