解析大体积预拌混凝土的温度控制及防裂技术

文/乐国武 永州瑞祥建材有限公司 湖南双牌 425200

1、引言

双牌县嘉信国际酒店主楼筏板基础工程，位于永水路与车站路交汇处，本工程建筑面积约33700 m2，整个建筑高达85m。基础类型主要以平板筏基为主，主楼底板总面积约1287m2，底板混凝土约2100m3。基坑开挖深度为-5m。底板厚度为1.5m，底板混凝土强度等级C40，抗渗等级P6。

2、大体积预拌混凝土温度裂缝类型及其原因分析

大体积混凝土温度变化势必会带来温度形变，在受到相应的约束后，最终形成温度应力。因为混凝土的抗压强度远远超过抗拉强度，在温度压应力的影响下不会给大体积混凝土造成破坏。而当受温度拉应力影响，往往会由于抗拉强度不足而形成温度裂缝。约束情况的不同，大体积预拌混凝土温度裂缝的类型也各不相同，主要包括深层裂缝、贯穿裂缝以及表面裂缝。依次来看：

（1）深层裂缝与贯穿裂缝出现的先决条件都是存在约束与变形形成应力。因为温度变化带来的温度变形是一种常见现象，所以是否存在温度应力取决于是否存在约束。人们普遍认为基岩就是一种刚性基础，同时，已经凝固且弹模较大的下部旧混凝土也是一种刚性基础。这类基础对现浇混凝土温度变形施加的约束作用，被称之为基础约束。由其引发的温度裂缝被称之为基础约束裂缝。这种裂缝会不断从基础面向上发展，最终可能会横贯整个建筑物，又被称之为贯穿裂缝。而当裂缝切割的深度超过一定范围，则形成深层裂缝。

（2）表面裂缝；当混凝土浇筑完成后，因其内部水化热不断升高，体积迅速膨胀，如果遭遇冷空气，则混凝土表面会出现收缩现象。内涨外缩，其内部势必形成压应力，而表面出现拉应力。各区域温度应力的大小由该区域温度梯度大小所决定。当表层拉应力大于混凝土允许的最大抗拉强度时，则会形成裂缝，即为表面裂缝。这种裂缝普遍存在浇筑块侧壁，方向不固定，数量较多。不仅如此，因为初浇混凝土具有弹模小、塑性大等特性，阻碍了拉应力的增加，所以表面裂缝一般长度短、深度浅。

3、大体积预拌混凝土温度控制及防裂技术讨论

3.1 监测大体积混凝土水化温度

3.1.1 制作测温管

预定与底板处布置测温管，数量为12组，总计36个。测温管主要以DN25镀锌钢管为主，按照施工设计图纸，埋设在相应的深度，并做好封堵处理，保持管顶超出混凝土面距离保持在100mm，同时向管中灌入机油，最好完善密封处理。

3.1.2 布设测温点

测温点的布置原则应在有代表性的整个筏板基础各个角点及结构尺寸变化较大的地方。测温点的平面布置共12处，纵横间距为7m左右，各处必须布置表面、中间和底面温度测点，表面温度在砼面向下 100mm处量取，中间温度在底板高度一半处量取，板底温度在混凝土底面以上100mm处量取。

3.1.3 测温的时间

大体积混凝土浇筑完工后，需组织专业技术人员落实监测作业，对结构中心温度与表面温度进行监测，时间期限不少于14天；当混凝土内部温度即将达到顶峰值时，需每隔两小时开展一次测温，后续每隔6到8小时测温一次，并对外界大气温度进行监测。全部测温点都需要提前编号，若在测温期间存在温差超过25℃的状况，则应采取覆盖保温处理。而若是温差低于25℃，则能够停止测温。如测温结果与标准偏差较大，应继续测温监控。最终的测温结果需要及时递交给交技术负责人进行签字确认，将其作为混凝土施工质量审核的主要判断依据，并及时做好记录填写温控记录表（如下表1）。

表1 筏板大体积混凝土测温记录表

3.1.4 测温的处理

相关规定明确要求：混凝土表面温度与中心温度之间的温度差必须保持在25℃以内，而混凝土表面温度与外界环境温度之间的温度差需保持在20℃以内，且温度梯级保持在 2℃/d以内。

测温工作需要安排专人负责落实，不间断保持全天测温，特别是夜间值班的测温工作人员，应当认真负责。这是由于混凝土温度差集中出现在夜间。对于测温结果而言，需要及时填入到规定的纪律表中。每次测温结束后，相关工作人员都需要及时对数据进行整理、分析与总结。当混凝土浇筑作业结束七天内。测温负责人需要向现场总负责人及时报送每日测温结果表，之后没两天报送一次测温结果表。如果在实际测温期间存在混凝土表面温度与外界环境温度的温度差超过20℃或者表面温度与中心温度的温度差超过25℃，则需要即刻实施降温处理。

3.2 控制温度裂缝措施

3.2.1 合理选择配合比、原材料

严格控制砂、石级配和含泥量，在混凝土中掺入减水剂和粉煤灰等，优化混凝土配合比，以减少水泥用量，降低水化热温升，既要保证设计强度，又要使混凝土具有良好的和易性、可泵性。①结合工程实际情况，对大体积混凝土浇筑的范围进行合理分区，针对不同分区使用与之对应标号的混凝土。②在满足可泵性及施工要求的前提下，尽可能降低混凝土坍落度。③粗骨料采用连续级配，含泥量不应大于1%，细骨料采用细度模数为2.6～3.0的中砂，含泥量不应大于3%，从而减少每立方米混凝土水泥的用量。④采用S95级矿渣粉与Ⅱ级粉煤灰的复掺的方案，粉煤灰采用超量取代法。从而减少每立方米混凝土水泥的用量。⑤选用发热量低的普通硅酸盐水泥，这类水泥水化热低，能够发挥降温收缩的作用，从而减小拉应力，有效避免温度裂缝的出现，⑥采用缓凝型高效减水剂，掺量依据试验确定。⑦掺入膨胀剂，掺量以胶凝材料总量计，掺入过多的膨胀剂有可能引起早期的膨胀，因此建议采用较低掺量。

3.2.2 降低混凝土入模温度

为切实降低混凝土入模温度，在浇筑期间需要采取砂表面覆盖、石子洒水冷却或者通入低温水等措施降低混凝土搅拌温度，并缩短混凝土运输时间，搅拌过程加入适量缓凝剂，确保混凝土初凝时间不低于6小时；这样不仅延缓浇筑速度，而且能够减小浇筑厚度，从而加快散热速度。一般来说，大体积混凝土入模的最佳温度应当为18℃以内。

3.2.3 控制拆模时间

结合实际测温结果，如果混凝土拆模后的外界环境温度或者表面温度与内部温度之间的温度差低于25℃，则能够进行拆模；反之，若温度差超过25摄氏度，则不能够拆模，同时采取覆盖保温材料的措施，使温度差处于合理范围之内，最终实施拆模处理。

3.2.4 监控混凝土温度变化

实际施工期间，需加强混凝土测温点的布设工作，并完善测温结果记录，若温度差超过规定要求，则需要采取相应的处理措施，确保混凝土及其内部构件温度始终处于合理范围之内。一方面，温度监控的关键作用在于了解混凝土内部温度的实际情况以及表面温度的变化情况，并以此为根据，采取针对性的处理措施；另一方面，间接表现混凝土温度的实施状况，在实际施工过程中对混凝土表面温度、内部温度、外界环境温度、入模温度、出机温度、原材料温度等进行精确测量，为温控措施的制定奠定良好的基础。

3.2.5 加强混凝土的养护和保温

混凝土浇筑作业结束后，应实施洒水养护处理，从而减少混凝土内外的温度差，进而提高其早期弹性模量，切实强化其抗裂性能，降低干缩现象带来的不良影响。

结语：

综上所述，温度裂缝是全部混凝土结构中最为常见的一种质量通病，大体积预拌混凝土也不例外。大体积预拌混凝土裂缝的种类有很多，其诱因也不尽相同。因此，对于施工单位而言，需要结合实际状况，深入分析大体积预拌混凝土温度裂缝出现的主要原因，并以此为基础，选择合理的施工技术，提高混凝土温度控制与防裂处理的效果，尽可能避免工程出现温度裂缝，从而提高工程整体施工的质量。