大体积混凝土温度裂缝防治技术探讨

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摘要： 在大体积混凝土施工过程中，水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力产生剧烈变化，导致混凝土产生裂缝，这些裂缝必然会给工程质量带来不同程度的危害。本文以阿联酋高层公寓项目基础底板施工为例，结合国内外大体积混凝土施工技术，探讨在高温环境下，温度应力造成的混凝土有害裂缝的防治措施。

Abstract: In the mass concrete construction process, cement hydration heat causes the sharp change of internal temperature and temperature stress of concrete placement, which causes concrete cracks. The cracks are harmful to construction quality. Taking foundation slab construction of high-rise apartment in UAE, combining with the domestic and foreign mass concrete construction technology, the paper discusses the prevention and control of harmful cracks caused by temperature and stress change under the environment of high temperature.

关键词： 大体积混凝土；温度裂缝；施工实例

Key words: mass concrete；temperature crack；construction case

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）21-0134-03

1 项目背景

阿联酋高层公寓项目位于阿拉伯半岛阿拉伯联合酋长国，该地属热带沙漠气候，常年高温：夏季炎热潮湿（5月－10月），气温40.6－48.2℃；冬季（11月－翌年4月），气温15－30℃。该项目为商业住宅工程，建筑面积为55390m2，地上26层，地下3层，建筑高度100m，框架-剪力墙结构，桩筏基础，基础埋深17.5m。底板为不规则形状，面积为4500平米，厚度主要有500mm、700mm、2300mm三种，混凝土强度等级C40P12，底板混凝土浇筑量约4200m3，底板施工时正值阿联酋4月，正午气温在35℃左右，日照强烈，这种天气条件会对大体积混凝土的温度裂缝的控制非常不利。

2 施工技术难点

2.1 大体积混凝土的特点 大体积混凝土一般指结构体积较大，就地浇筑、成型、养护，需要采取相应措施控制体积变形的混凝土。在单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热的结构断面最小厚度在100cm以上，水化热引起的混凝土内外最大温差预计超过25℃时，均应按大体积混凝土考虑施工。

大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行浇筑施工，每个施工区段的浇筑体积比较大，水泥水化热引起结构内部温度升高，内外温度不均匀，在混凝土冷却过程中，如果不采取适当的技术措施，由于混凝土体积收缩不均匀的问题，容易出现表面裂缝或贯穿裂缝。

2.2 裂缝产生的原因 大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，主要是由于混凝土的内外温差产生的应力和应变超过了混凝土能承受的极限抗拉强度，在这种情况下，就会产生不同程度的裂缝。产生裂缝的主要原因有以下几个方面：

①水泥水化热的影响。水泥在水化过程中要释放出一定的热量，使混凝土温度升高；对于大体积混凝土，由于混凝土结构断面较厚、表面系数相对较小，结构内部热量聚集而不易散失，最终使内外温差增大。水泥水化热是引起温度应力、产生裂缝的主要原因。在水泥水化初期，由于构件内部温度高外部低的温差，混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，其表面会产生裂缝。当水泥水化热释放结束后，构件内部由于温度降低而收缩，但构件外部受到地基或结构的束缚，不能完全收缩，混凝土构件会产生贯穿性裂缝。在该项目的施工过程中，我们采用了“双掺技术”即掺高效减水剂和粉煤灰，降低水泥的水化热。②混凝土的浇筑温度。混凝土的内部温度是由浇筑温度、结构散热降温，水热化的绝热温升等构成。其中浇筑温度与外界气温有密切关系，外界气温越高，浇筑温度也越高。大体积混凝土的温度应力是由于内外温差引起变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大，降低混凝土的浇筑温度，从而降低混凝土的内部温度，减少内外温差，也是大体积混凝土浇筑过程中，不可缺少的技术措施。由于项目所在地气温较高，我方采用掺和水加冰屑的方法，降低混凝土的入模浇筑温度。③混凝土体积收缩的影响。混凝土收缩的主要原因是水分的蒸发和后期的碳化收缩，另外，水泥的量、混凝土配合比、施工工艺等也会影响混凝土的收缩。在混凝土硬化初期，多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩，形成不规则的塑性收缩性裂缝；混凝土硬化后期，混凝土也会产生碳化收缩。在该项目中，我方通过加强后期养护，最大限度的减少了混凝土体积收缩的影响。

3 施工控制措施

本工程经综合分析比较后制订了详细的施工方案，这些方案包含了混凝土施工的全过程，包括选择混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后混凝土的温度控制和保温、保湿养护等。

通过研究图纸和现场实际，根据质量第一、施工方便的原则，我们按照底板厚度的不同把底板分为南北两段，北段底板厚度为700mm，混凝土用量为1205m3；南段板厚分别为500mm、2300mm，混凝土用量为3065m3，并利用水平施工缝将电梯井与其它部分分开，分段浇筑。所以，整个底板共分为3个区浇筑。