建筑大体积混凝土温度裂缝控制策略

高怀鹏

（中化学交通建设集团有限公司，山东 济南 250102）

对于规格大、深度大的裂缝，不仅会影响工程表面的美观性，还会影响工程使用安全，所以必须要全面做好大体积混凝土裂缝的防治工作。随着经济的快速发展，施工技术不断进步，为满足现实生活中建筑物对结构承载力、体积稳定性、耐久性能等需求，混凝土构筑物体量越来越大，尤其是桥梁工程及水运工程。GB50496—2009《大体积混凝土施工规范》定义：“混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土”。裂缝是目前工程建设中极为普遍的问题，特别是贯穿裂缝，不仅影响结构的耐久性和承载力，而且会危害到建筑物的安全。混凝土在降温过程中存在较大的内表温差，产生较大的温度应力，当温度应力大于其抗拉裂缝，同时受到外部约束时，容易产生温度裂缝，且易发展成为贯穿裂缝。对大体积混凝土进行温度控制，是避免产生温度裂缝的有效技术措施。

1 工程概况

鄂旅投·正信花园一期项目（B 区） 位于黄石下陆区，由7 栋32 层的A 级高度高层建筑、4 栋一般多层建筑及地下室组成，建筑面积177679.95m2。正信花园5 号主楼承台平面尺寸为33.3m×23.5m×1.8m（厚度）。

2 大体积混凝土温控评价标准

大体积混凝土温控指标主要从以下2 方面进行评价：一方面是特征温度控制值如入模温度（或浇筑温度）、内部最高温度及内表温差等；另一方面是抗裂保证率，可间接通过抗裂安全系数（劈裂抗拉强度试验值与对应龄期温度应力计算最大值之比） 的控制标准进行评价。

2.1 温度评价标准

大体积混凝土温度评价指标主要有入模温度、内部最高温度及内表温差等。1） 入模温度：JTGTF50—2011《公路桥涵施工技术规范》中规定，在温度较高期间施工，混凝土的入模温度不宜高于28℃；寒冷时期施工时，入模温度应不低于5℃。2） 混凝土内部最高温度：混凝土内部温度应不大于75℃。GB50496—2009《大体积混凝土施工规范》 中规定，混凝土浇筑后的温升值不大于50℃。3） 混凝土最大内表温差：指混凝土内部最高温度与混凝土表层最低温度的差，内表温差应小于25℃。

2.2 应力评价标准

抗裂安全系数是指标准养护混凝土的劈裂抗拉强度与同龄期温度应力的比值。JTS2021—2010《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》指出安全系数不小于1.4 时，开裂概率小于5%，系数不小于1.3 时，开裂概率小于15%；因此大体积混凝土的温度应力抗裂安全系数应不小于1.4。

3 大体积混凝土裂缝类型及原因

3.1 类型

大体积混凝土裂缝种类繁多，根据裂缝深度不同可以分为贯穿裂缝、表面裂缝、深层裂缝三种。

1） 表面裂缝，表面裂缝作为最常见的裂缝种类，是指混凝土表面上产生的细小裂缝，虽然会影响建筑工程的美观性，但由于裂缝深度不大，所以并不会过多影响工程结构的稳定性、耐久性。

2） 贯穿裂缝，贯穿裂缝是因为表面裂缝没有及时处理，受到建筑工程自身的应力影响而导致裂缝扩大，最终导致裂缝贯穿。贯穿裂缝会将大体积混凝土划分为若干个小块，会影响混凝土整体的稳定性、安全性，对整个工程质量影响较大。

3） 深层裂缝，深层裂缝具有规格大、裂缝深的特点，危险系数非常高，深度通常可以达到30cm 以上，最大可以达到数米，会直接切断混凝土结构断面，降低了结构承载力，必须要着重处理。无论是哪种裂缝类型，都要第一时间进行处理。裂缝不仅会影响工程美观性，还会影响工程整体质量、使用寿命，需要根据裂缝类型合理采用防范措施。

3.2 大体积混凝土裂缝成因

造成大体积混凝土裂缝的因素有很多，一旦出现裂缝一般都是多种原因共同作用造成的结果。如施工中冷水管设置不合理、混凝土内外部温差过大、温度控制不到位等，这些问题都会直接增加混凝土裂缝。究其根本，任何因素都与人为因素有一定联系，也是造成大体积混凝土裂缝的重要原因，如水泥质量不合格、混凝土搅拌时间少、粗细骨料没有采取降温措施等。如果出现了裂缝问题没有第一时间处理或补救，则会受到工程应力影响造成裂缝进一步扩大，裂缝数量不断增多、深度不断增加，最后找到平衡点才会停止裂缝恶化。这些裂缝问题直接影响工程美观性、降低了工程质量。因此，在建筑工程施工中，为了能够保证工程建设标准，必须要及时采取裂缝防范措施，保证大体积混凝土施工质量，保证施工效益。

4 大体积混凝土浇筑施工裂缝的预防措施

4.1 设置施工缝

混凝土之所以后续会产生裂缝情况，大部分原因都是因为热胀冷缩造成的应力裂缝。为了减少涨缩对混凝土的影响，可以提前设置施工缝，加强施工缝养护工作，这样可以在一定程度上减少涨缩造成的裂缝问题[1]。同时大体积混凝土浇筑施工还需要达到防水标准，施工缝处设置止水带，采用镀锌管焊接，止水带设置要严格按照设计标准进行，确保焊接的牢固性，不得出现漏焊、焊穿等问题，这样焊缝位置不会通过明水。混凝土浇筑前，要对表面进行清理，清除表面毛刺，在浇筑界面涂抹一层处理剂，从而提高混凝土的粘结性、防水性。采用分层建筑方案，第一层混凝土初凝之后再建筑第二层混凝土。后浇带需要两侧混凝土施工完成42d后进行，保证养护时间在4 周以上。

4.2 温度控制

在炎热夏季施工，需要降低混凝土浇筑温度，还要控制浇筑厚度，可以选择混凝土层面散热方法，快速散去混凝土表面热量[2]。想要提升混凝土整体密度，可以采用二次振捣方案，提高混凝土整体抗裂性，加强混凝土的粘结性。在春秋季节由于昼夜温差较大，则此时需要加强保温工作，如可以加入一定量保温材料、碘钨灯增温、蓄存热水等，保证混凝土表面温度的稳定性，避免混凝土表面冷热不均造成的应力裂缝。

4.3 严控拆模时间

在混凝土浇筑完毕之后，内部的化学反应会产生大量水化热，此时混凝土表面上会生成巨大拉应力，提升了混凝土表面温度，如果温度不均匀时拆除模板，混凝土表面与空气接触会迅速降温，使得混凝土内外温差进一步加大，增加拉应力，再加上混凝土具有干缩性质，因此会造成混凝土裂缝问题[3]。所以，要严格控制混凝土拆模时间，不得过早拆模。如果模板短缺必须要尽快拆模，则在拆模同时还要在混凝土表面上覆盖一层轻型保温材料，避免混凝土表面产生过大的拉应力。

4.4 设置冷水管

冷水管是控制混凝土内部温度的重要措施，根据施工图纸标准，在大体积混凝土内部设置冷水管，间距控制在3m，在浇筑层中间部位增设冷水管，并调整好冷水管高程。在混凝土内部预埋黑铁管，横缝位置设置通水支管、活动爬铁梯，并设置相应的落实。要将供水干管、支管分为两组，间接排列在横缝位置[4]。设置泄水阀门，这样两组干管、支管即可交替进水、排水，改变蛇形管水流方向，保证内部冷却的均匀性。

4.5 科学选择混凝土材料

混凝土材料主要包括水泥、沙子、砂石、外加剂、水等，这些材料都会影响混凝土的质量，需要确保能够达到制定标准。饮用水一般都可以达到混凝土制作标准，但不得采用工业废水、生活废水、海水。石料选择中，要以卵石、碎石为主。砂石选择天然砂或人工砂，结合混凝土标号，保障砂石质量能够达到指定标准[5]。结合《通用硅酸盐水泥》选择水泥，大体积混凝土浇筑对水泥也有特定要求，要根据设计要求合理选择，还要保证外加剂达到标准，降低水化热。混凝土配置时也要按照“一高三低”原则，即低含砂率、低坍落度、低水胶比以及高粉煤灰。这样配置的好处是可以提升抗拉系数、低热、高强、高韧性，提高混凝土抗裂性能。

5 结语

综上所述，随着我国建筑工程数量不断增加，为了能够确保大体积混凝土施工质量，加强混凝土裂缝防治工作十分重要。大体积混凝土裂缝种类不同、成因不同，需要采取针对性的防护措施。此外，还需要积极加强新材料、新工艺的研究与应用，做好同行业调查工作，这样才能够有效降低大体积混凝土产生裂缝的。