大体积混凝土温控防裂技术的研究与应用

秦龙兵

河南省工建集团有限责任公司 河南郑州 450016

根据以往研究可知：“大体积混凝土在养护阶段水化放热作用下，混凝土中产生的不均匀温度场因素，是引起这些结构产生裂缝的主要原因”。大体积混凝土在养护阶段水化放热作用下，混凝土中产生的不均匀温度场，是在施工阶段控制混凝土裂缝的主要措施。要控制混凝土裂缝，主要从混凝土配合比及依据大体积混凝土内部温度场分布，制定相应的混凝土养护措施，从而控制混凝土裂缝现状[1]。

1 裂纹类型

针对裂缝产生的原因，主要包括荷载作用、变形作用、耦合作用下产生的裂缝，其占比分别为10%、80%、10%。首先，结合有害程度进行分析，主要体现在有害裂缝和无害裂缝。其中，对于前者来说，是建筑物使用功能和耐久性的重要影响因素。通常来说，裂缝宽度如果超过20%，属于轻度有害裂缝，如果在规定的50%以上，属于中度；如果高达规定的100%，属于重度。结合出现的时间进行分析，主要包括早期裂缝、中期裂缝以及晚期裂缝，其分别代表3-28天、28-180天、180-720天。其次，结合深度进行分析，其类型主要包括表面裂缝、浅层裂缝以及贯穿裂缝。其中，贯穿裂缝的出现，结构断面被切断，对于结构的整体性产生了很大的破坏力，而且也关系到耐久性和防水性，不利于使用效果的提升，其危害性不容忽视。深层裂缝部分，使结构断面得到了切断，其危害性也比较严重；在混凝土收缩过程中，表面裂缝处断面削弱，而且应力集中程度较高，所以会不断拓展其裂缝现象。

2 温度裂缝的的成因分析

第一，水泥水热化。对于大体积混凝土来说，其施工面积较大，其导热性严重缺失，受到混凝土浇筑的影响，在硬化期间，水泥所释放的水化热越来越多，其温度最高可至30℃。在内部温度不断散失的影响下，极容易上涨内部温度，相比于外部温度，其温度差愈发显著，极容易导致拉应力的出现，从而引发混凝土裂缝问题。第二，施工环境温度影响。对于冬天，由于混凝土环境温度比较低，在混凝土浇筑施工过程中，内外温差极为强烈。特别对于大体积混凝土，其内部温度和浇筑温度的差异性尤为强烈，从而极容易引发混凝土表面裂缝。第三，混凝土收缩变形产生的影响。简言之，对于混凝土的收缩变形来说，主要是指混凝土中水泥多余水分在挥发的影响下，极容易造成体积收缩的出现。比如如果气候环境比较干燥，由于水分蒸发速度迅猛，会明显加剧混凝土内部结构的收缩程度，从而使不规则的裂缝由此产生。第四，混凝土养护工作力度不足。对混凝土裂缝的原因进行分析，与混凝土养护工作实施力度不足有着密切的联系。在混凝土施工结束后，如果没有及时覆盖薄膜保湿处理混凝土，在外界温度的影响下，如寒冷、大风等天气，会大大加剧混凝土水分的流失速度，从而引发大量裂缝问题[2]。

3 大体积混凝土温度裂缝控制措施

3.1 设计方面

在混凝土结构设计过程中，需综合考虑混凝土的品种、配筋及接触面等方面的因素。第一，通过增加钢筋，能有效地提高混凝土的极限拉伸性能，进而避免裂缝的出现。第二，选择中高强度的混凝土（C20-C35），即混凝土的抗拉强度较高，从而增强筏板基础抵抗温度拉应力的能力。第三，由于基础位于地基岩层面层上，岩层对筏板基础的约束较强，导致大体积混凝土在温度作用下膨胀收缩时，会由于岩层的约束受到极大的外力作用，从而造成混凝土底部开裂，甚至裂缝逐渐向上延伸，进而形成贯穿性裂缝。为了减弱岩层对筏板基础的约束，在岩层和筏板基础之间设置了滑动层或缓冲层。如铺设防水卷材。第四，合理设置后浇带，可充分利用混凝土终凝前的流动性，释放掉混凝土部分的温度应力。具体来说，按照“分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成型”的原则。

3.2 加强混凝土保湿保温工作

通过加强混凝土的保湿保温，基于内外温度的差异，可以对表面裂缝的产生予以有效控制。而且在混凝土温度较低的情况下，还可以防止温度裂缝的出现。具体做法为以下几点。首先，在冬季时，要想促进大体积混凝土施工的顺利进行，在浇筑后，应注重表面覆盖保温工作的开展，将混凝土内外温度的差异降至最低。同时，应实时性监督和控制混凝土内部温度，对其内部温度的变化进行分析，为调整保温措施提供有力依据。在内部温度较高的情况下，应合理化提高其养护温度，防止混凝土的内外温度差异超过25℃。但是需要明确的是，在控制养护温度的变化速度过程中，1小时最低为0.9℃，最高为1.5℃。其次，积极开展混凝土养护工作，加强拆模时间的合理设置，以此来对混凝土的降温时间和降温速度予以控制，从而将混凝土的应力松弛效应充分发挥出来[3]。

3.3 温度监测控制

通过温度监测，掌握天气变化规律、原材料温度情况、混凝土出机口温度、混凝土浇筑温度、浇筑块内部温度变化等，并分析随时调整温度控制措施。①施工现场值班室设置水银温度计进行日常气温观测，并随时做好记录。②项目部质检部、试验室在混凝土浇筑前采用温度计及时对混凝土原材料及混凝土出机口温度进行温度监测，并做好记录，依此调整温控措施。③混凝土浇筑每4h检测一次出机口温度，入模温度测量，每台班不应少于2次。④对于敷设冷却水管的底板，测试浇筑体里表温差、降温速率及环境温度，每昼夜不应少于4次。⑤大体积混凝土浇筑体内温度检测点布置采用埋设测温线，通过电子测温仪进行测量，具体布置方式如下：如，每100m2仓面面积不少于1个测点，沿混凝土浇筑体厚度方向按表层、底层和中心温度测点进行布置，共3个点。其次，混凝土浇筑体表层温度测点宜埋设在冷却水管与混凝土上表面1/2处；再次，混凝土浇筑体底层温度宜在混凝土浇筑体底面以上与冷却水管距离1/2处；最后，混凝土浇筑体中心温度测点宜在混凝土浇筑体中心冷却水管左侧10cm处[4]。

3.4 混凝土养护施工

混凝土养护应考虑大体积混凝土内外温差及混凝土表面的湿度两个方面，前期在大体积混凝土水化热达到峰值前应主要考虑混凝土表面湿度损失过快在初凝阶段产生的混凝土表面裂缝，后期应主要考虑内外温差造成内部温度裂缝。在实际施工过程中为防止混凝土在初凝过程中混凝土表面失水过快导致混凝土表面开裂，在大体积混凝土浇筑过程中采取边收面边覆薄膜的方式进行保护，有效地将混凝土表面的湿度控制在较高的水平，防止混凝土表面水分蒸发导致开裂，薄膜要上下错开，搭接压紧，搭接宽度不小于100mm。浇筑完成混凝土强度达到1.2MPa后在底板、顶板混凝土薄膜上铺设双层棉毡保温。棉毡要上下错开，搭接压紧，形成良好保护层，搭接长度不小于100mm，在铺设棉毡时避免破坏下部的薄膜导致局部位置混凝土表面失水过快。在混凝土内部温度接近峰值时应根据实时的混凝土测温结果随时调整养护方式，如局部地方内外温差超过23℃、混凝土表面温度下降较快应立即在相应位置增加棉毡的层数，保证混凝土各项温度指标在预警值以下，当底板、顶板混凝土的表面温度接近大气温度时，撤除薄膜保护层及棉毡保温层，改为洒水养护。

4 结语

总而言之，在经济社会不断发展的强大推动下，有效扩大了建筑工程建设规模，在建筑工程施工过程中，混凝土施工技术具有较高的应用价值，对此诸多建筑施工人员的重视程度也十分显著。在施工过程中，面对温度裂缝问题的出现，施工人员应提高对该技术施工过程控制的重视度，对其施工原材料的成分进行不断改良，将水化热作用降至最低。同时，还要积极开展混凝土养护工作，发挥出对混凝土裂缝的抑制性作用，给予混凝土施工水平的提升[5]。