浅议大体积混凝土施工中温度控制措施

吴建水

（福建路港（集团）有限公司， 福建 泉州 362000）

目前随着我国城镇化进程的发展推进，地下结构大体积混凝土随之得到普遍的应用，但混凝土的抗压强度fck远远高于抗拉强度ftk，抗拉强度与抗压强度的比值约为5%～10%，当温度拉应力作用于混凝土构件的时候，混凝土构件常常因为抗拉强度不够而产生应力裂缝，从而对结构产生不利的影响、留下结构隐患。大体积混凝土温度控制措施从设计到现场施工经过多年的实践，已经形成了一套完整的理论作为指导，但是由于各个地方原材料来源、气候气象条件、施工方法都存在差异，导致温度控制变得复杂以及多变。本人根据在将乐县南部新区一期工程-体育中心工程以及以往施工经验积累，就大体积混凝土施工中温度应力引起裂缝（温度裂缝）的控制总结几点看法：

1 严格把控原材料质量和改善混凝土配合比，从而降低混凝土硬化过程中的水化产生的热量引起的温度升高

（一）降低单位体积混凝土拌合料中的水泥含量。第一依据拟建建筑物的受力分析、结构设计规定的要求等对建筑物进行区域划分，对于各个不同区域、不同部位采用强度等级不同的混凝土；第二优化骨料级配，在不影响泵送及满足混凝土结构截面发坏要求的条件下，粗骨料的粒径能大则大，对配筋较少的混凝土结构（如桩承台、电梯基础等）可以采用埋设块石，由于混凝土中采用大粒径粗骨料能改善骨料级配，骨料本身的堆积状态密实程度就越高，降低了孔隙率、孔隙比、总表面积，单位体积混凝土所需要的用水量和水泥用量就越小，这样混凝土在硬化过程中产生的水化热也就跟着下降，有利于预防裂缝的产生；第三根据不同配合比要求，在混凝土拌合料中掺入水泥用量 25%～60%的粉煤灰，，这样可以大幅度使水泥的用量减少，从而降低了水化产生的热量；第四掺入水泥用量0.4%～1.2%高效外加减水剂（比如：MF复合剂、木质素磺酸盐、JG3），改善混凝土拌合物的和易性，降低单位体积混凝土用水量以及约 20%左右水泥用量，能让混凝土早期强度得到提高、减少混凝土28天龄期发热量。

（二）采用发热量较低的水泥。由于在混凝土强度增长过程中内部会释放大量热量，导致期内部温度与外部温度相差过分大，所以为了减小温差可以优先采用早期水化热低的水泥来把水化热降低下来。其中水泥水化过程中产生的热量与水泥矿物成分、细度模数均成数学函数关系式，通过试验表明：水泥熟料中矿物成份C3S与C3A的数量与其混凝土拌合料强度增长过程中的水化热成正比关系，通过降低水泥熟料中以上两种矿物的含量，可以降低水化热的产生。所以大体积混凝土内部应优先选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐大坝水泥、火山灰质硅酸盐水泥，以适应低热性的要求。其次，在水泥凝结硬化过程化学反应不受影响的前提下，要尽量减小水泥的粗细程度，使其在搅拌时与水发生反应接触的表面积变大，水化反应进度也会相应随之较快。

2 降低混凝土的入仓温度

（一）夏季施工拌合前用水冷、风冷、真空汽化冷却等方法预先降低骨料（砂、石子）的温度，或在拌合过程中以冷冻后的冰水代替自来水拌合，降低混凝土拌合料的温度（一般使拌合料的出料温度控制在6摄氏度左右）。

（二）减少运输路线途中和浇筑工作面拌合料的温度回升。合理布置运输线路，确保混凝土运输路线的畅通，确保混凝土运输车辆满足仓面浇筑强度的要求，减少途中运输时间；合理安排浇筑时间，大体积混凝土浇筑时间尽量安排在温度较低的时节如：春天或秋天浇筑施工，若是夏天宜安排在低温时段如：早上晚上或者夜间浇筑施工，不宜在艳阳高照正午时段浇筑，以降低混凝土拌合料进入仓面的温度，减少混凝土拌合料入仓时的温度返升，防止温度裂缝的出现。

3 加快混凝土的散热

（一）合理划分每一层混凝土的浇筑厚度、合理确定混凝土浇筑的间隔时间，并根据设计要求或规范规定合理设置施工缝、伸缩缝、后浇带，以改善约束条件、分散水化热，这样可以预防结构因为温度变化（热涨、冷缩）产生裂缝。浇注混凝土要求根据工作面实际情况及振捣设备的振幅分层浇注，构筑物结构的平面尺寸不大时可采用全面分层，构筑物结构的面积或者长度较大时可采用分段分层或斜面分层，同时分层振捣，确保后浇层混凝土在先浇层初凝前振捣完毕，以利于上下两层能紧密连接；分层时候可根据情况采用适当减小分层厚度让散热面积增加，并适当延长浇筑的间隔时间，温度高的时节若是已经采取了预冷措施时，则可以采用加大分层厚度进行浇捣，避免因温度过高导致大气热流进入混凝土内部，影响到拌合料的预冷效果。

（二）预埋S形铝管或钢管冷却水管(冷却水管直径一般为φ19mm或φ25mm)，通冷水进行循环降温冷却，这是夏季高温时节施工中降低混凝土内部温度一个非常有效的举措。水管上下排间隔一般为1.5～3.0m相互交错布置于混凝土内部，并通过竖向立管相互连接，初期由于内部水化热温升快，应当采用通制冷水来降低混凝土内部温度最高值，但同时应根据内外温差控制通水时间（以混凝土内外温差控制在 20摄氏度以内为准），否则通水时间过长会造成温度下降过多而引起较大的其他温度热应力，起到反作用，对混凝土结构产生不利影响。

4 混凝土表面保温与养护

夏季时节浇筑的大体积混凝土应在浇筑完毕初凝以后尽快用草袋、麦杆、锯末屑、塑料布等覆盖保护，并在终凝后开始洒水养护（但当温度在 5摄氏度以下时，不得对混凝土进行喷水保养），以保证混凝土表面处于湿润状态，为混凝土的水化提供必要的湿度，对于结构重要部位有条件的情况下可在混凝土浇筑完成后加设防护棚遮挡，避免太阳光线直接照射加剧混凝土表面收缩，引起表面干缩裂缝。

5 结语

实践证明，大体积混凝土通过采用以上几点温控措施其裂缝得到了有效的控制，在施工中我们理论联系现场实践，用该质量控制要点指导施工，以预防为主分析可能造成大体积裂缝产生的各方面因素，结合工程特点，制定相应的施工方案取得了较好的成效，以后将进一步总结施工经验，进一步完善施工控制体系，确保大体积混凝土施工过程的控制，延长其使用寿命。