高温环境下大体积混凝土温度应力裂缝的施工控制方法

林子超

广东省第一建筑工程有限公司，广东 广州 510010

在高温环境下大体积混凝土温度应力裂缝施工控制过程中，应明确具体的控制方法、控制措施，在高效、高质量控制的同时维护大体积混凝土的强度、稳定性、质量，保证工程的施工水平。文章根据地下室底板结构的大体积混凝土施工情况，以广东地区夏季高温施工为前提，提出高温环境下温度应力裂缝的施工控制方法。

1 强化养护工作力度

1.1 准确计算保温材料的厚度

工程企业应根据施工标准、技术规范等进行保温材料厚度的控制。计算公式为

式中：δ为混凝土表面的保温层厚度，mm；h为混凝土结构的实际厚度，m；λi为第i层保温材料的导热系数，W/（m·K）；λ0为混凝土的导热系数；Tmax为混凝土浇筑体内的最高温度，℃；Tb为混凝土浇筑体表面温度，℃；Tq为混凝土达到最高温度在浇筑后3～5d的大气平均温度，℃；Kb为传热系数修正值。

根据相关的计算得到保温材料所需厚度，进而选择合适的保温材料，在合理保持温度、保持湿度的情况下养护不少于14d，可以有效规避预防发生裂缝现象。

1.2 准确计算裂缝控制的数值

在控制裂缝的过程中应该准确计算其中的数据值，结合计算手册的标准要求，在实际计算期间，基础或者结构贯穿性的裂缝、深进性的裂缝都属于在平均降温差问题、收缩差问题影响之下出现的温度收缩应力裂缝，因此在裂缝控制工作中应准确进行约束应力的计算。其计算公式为

式中：σ为混凝土的温度（包括收缩）应力，N/mm2；E(t)为混凝土从浇筑后至计算过程中的弹性模量，N/mm2，通常情况下取平均值；α为混凝土的线膨胀系数，α=10-5；v为混凝土的泊松比；ΔT为混凝土的最大综合温差绝对值，如降温则取负值。

在科学、准确计算裂缝的情况下可以帮助相关人员合理地进行施工建设，不断增强工程施工水平，避免出现裂缝现象。

2 强化测温力度

2.1 准确布置测温点位

工程领域中借助JDC-Ⅱ型便携式建筑电子测温仪测量底板区域的混凝土温度，配合使用测温导线部分、探头部分。预埋的工作中将钢筋当作支撑结构，在钢筋上面绑扎测温线，温度传感器设置在测温点上，不能和底板、支撑钢筋之间相互接触。混凝土浇筑过程中，将已经绑扎测温线的钢筋添加在其中，保留插头部分，使用塑料袋罩住，以免出现潮湿现象或是其他问题，外部留出的导线长度应大于20cm。在每个测温的位置设置3个感应点位，位置在与筏板底部区域距离50mm的地方、筏板中间的地方、距离筏板表面的50mm的地方。在各个测温点地板混凝土浇筑操作前，预埋三级钢筋钢支架，每个传感器附着在钢支架上。温度测量的过程中，按下主机设备的电源开关，依次将每个测温点的插头插在主机插座上，主机的屏幕将会显示测温点的温度数据值。按照工程领域的底板截面形状特点、厚度特点，对底板中心位置和角点位置具有代表性的部分都需要合理设置测温点位，如图1所示。

图1 测温点的布置示意图

2.2 准确执行温度监测任务

对于测温的延续时间而言，主要是从大体积混凝土开始浇筑到拆除保温薄膜，每2～6h完成一次测温工作，前两天的间隔时间为2h，第三天开始间隔时间为3h，第四天和第五天的间隔时间为4h，第六天和第七天的间隔时间为5h，如果温度处于稳定状态，没有出现异常变化，则可以停止测温，之后间隔时间为8h。在测温点上设置编号、标志，记录数据信息并绘制曲线图，便于明确有无温度应力裂缝的安全隐患问题。在测温的工作中需注意，混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃，混凝土浇筑块体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃，混凝土浇筑体每天的降温速率不宜大于2℃，混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。

3 强化各项质量标准

大体积混凝土施工完成后，在水泥材料产生水化热作用的情况下，会在热量的影响下导致结构内部的温度快速增加，表面部分、内部区域之间的温度差过高，在内外收缩情况不同的情况下出现一定的拉应力，而早期阶段的抗拉强度较低、弹性模量不足，容易引发表面区域的裂缝问题，因而在工程施工建设的过程中需要合理预防水泥水化热引发的温度、收缩应力开裂问题，降低温差值。因此，在裂缝控制的过程中，必须强化各项质量标准。在施工准备阶段，必须严格控制原材料的选用，选用商品混凝土并优化配合比设计，采用水化热较低的水泥，掺入适量的粉煤灰和缓凝型外加剂，控制水泥用量及水胶比，并适当掺入膨胀剂补偿收缩，减少水化热及温度裂缝。在施工阶段，应重视泵送混凝土施工质量的检验，每次浇筑混凝土现场应测试商品混凝土的坍落度，并按规定留置混凝土抗压试件（有抗渗要求应按规定同时留置抗渗试件）。当混凝土可泵性差，出现泌水、离析现象，难以泵送和浇筑时，应马上通知预搅拌混凝土供应商，对配合比进行调整，同时改进泵送工艺。

4 温度应力裂缝控制的综合保障措施

4.1 合理运用施工技术

由于大体积结构的浇筑量高，需在现场明确施工操作的顺序，尤其是在预防温度应力裂缝问题的过程中。在施工前进行准备工作，清理承台的积水、杂质，清理底板区域的积水杂质和淤泥，对承台进行调整、对底板钢筋进行调整，连接泵管之后使用水分湿润泵管，泵车出料以后利用振捣棒处理，底板浇筑至设计标高应采用分层浇筑、分层振捣工艺。如果施工的过程中出现泌水现象，需要在两侧模板底部区域设置预留孔，将泌水排出。需要注意的是，浇筑时应在下一层混凝土初凝前浇捣上一层混凝土，避免上下层之间产生施工缝，以保持良好接槎，提高混凝土的密实度。同时，根据基础结构一次浇筑完成，防止出现施工冷缝。

4.2 设置冷却水管

冷却水管的应用具有预防温度应力裂缝的作用，在大体积混凝土结构中埋设冷却水管可降低内部区域的温度，避免内外温度差异过高引发裂缝问题。在埋设冷却水管前，应准确计算水化热的温度数据值，将所设置的水泵额定流量控制为Q≥2.75m3/h，内径设定为48mm左右，使用普通钢管，壁厚度为2.5mm，按照技术要求交错性排列，中心距离控制为1.5m，水管的上层、下层之间的距离维持在1.5m。进行浇筑工作前应注意，在浇筑开始水管覆盖一层混凝土后即可开始通水，通水持续时间应能够保证混凝土第二次温升不超过初次温升，当较小的大体积混凝土达到最高温度并开始下降时应停止通水，保证降温管出水口和入水口温差不大于10℃，避免出现温度应力的问题，有效预防裂缝。

5 结束语

综上所述，高温环境下的大体积混凝土施工经常会由于内外部的温度差异性过高出现温度应力的裂缝问题，不能保证整体结构的质量和稳定性。因此，在施工过程中，必须重点进行温度应力裂缝的控制，控制混凝土入模温度、经常测量结构温度，采用先进的技术措施、养护措施等规避、预防温度应力裂缝，确保整体结构的高质量、稳定性施工建设，使其满足当前的施工发展基本需求。