大体积混凝土施工裂缝防治技术

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摘要：大体积混凝土温度裂缝控制一直是一个大难题。但是必须通过各种途径和措施对裂缝进行控制。通过对其原材料的优选，混凝土配合比进行优化和混凝土浇筑和养护等措施，有效控制了混凝土的温度裂缝的产生，同时确保其大体积混凝土结构耐久性的完整性。

关键词：大体积混凝土；裂缝；温度

中图分类号：TV331文献标识码： A

大体积混凝土温度裂缝的产生主要是由于水泥的水化热。混凝土在水化的过程中产生了大量的水化热，由于混凝土的导热系数较小，大量的水化热积聚在混凝土结构的内部，结构内部的温度快速升高。实践证明，水泥水化引起的温升在15℃~30℃左右，通常情况混凝土的内部温度在三到五天之后的温度接近于其绝热温度温升。在混凝土浇注的初始阶段，其弹性模量和强度是比较低的，此时混凝土约束变形较小，相应的温度应力也较小，因此混凝土不会产生温度裂缝。随着时间的推移，混凝土的弹性模量和强度不断增加，这将逐步加强对于混凝土降温所产生的收缩变形，由此产生的。当混凝土的所承受的拉应力超过了混凝土的抗拉强度时，混凝土结构就容易产生温度裂缝。

1，混凝土的原材料

1）水泥：在满足强度和耐久性的条件下水泥采用P42.5普通硅酸盐水泥。

2）石子采用5～40mm的连续级配的碎石，砂采用中砂。砂、石料的杂质含量：石子含泥量≤1％，砂含泥量≤3％。

3）掺加矿粉、粉煤灰以及外加剂减少水泥水化热的掺合料，控制混凝土初凝时间在搅拌后8～10小时左右，以延缓混凝土中水泥的水化反应热产生速度。

4）水灰比不得大于0.45左右，坍落度控制在120～140mm，掺加不低于Ⅱ级粉煤灰，减水剂的减水率≥12％，以改善混凝土和易性，混凝土的泌水性能要求：10秒时的相对压力泌水率S10小于40%。

5）掺加防水剂（掺量由试验确定），以控制混凝土后期收缩裂缝和防水等级达到P8的要求。

6）混凝土碱含量符合《预防混凝土工程碱集料反应技术管理规定》。总当量≤3 kg/m3。

7）混凝土原材料必须采取降温措施，混凝土送至施工现场的入模温度必须低于自然温度，不得大于250C。

2，混凝土的浇注

2.1混凝土浇注工艺流程

布置混凝土汽车泵混凝土供货验收开机、泵送砂浆、润管浇筑集水井第一层混凝土振捣第二层混凝土振捣・・・・・至底板底转入底板第一层混凝土（振捣）浇筑第二混凝土振捣返回第三层混凝土振捣循环作业混凝土表面第一次赶平、压实、抹光混凝土表面二次赶平、压实、抹光混凝土及时覆盖保温保湿养护混凝土测温监控。

2.3基础混凝土温峰值与温度应力计算

施工水泥选用P・O42.5普通硅酸盐水泥，以单方水泥用量232Kg/m3计算，配合比为水泥：水：砂：石：粉煤灰：矿粉：外加剂：1：0.72:3.207:4.177:1.543:0.293：0.04。计算考虑水泥胶凝材料释放水化热，浇筑厚度按900mm。

混凝土的最大温峰计算公式如下：

Tmax-混凝土绝热温最终升值;mc-每立方米混凝土的水泥用量（232kg/m3）；Q-每kg水泥水化热量（334J/kg）;C-混凝土的比热（0.96Kj/kg・k）；ρ-混凝土质量密度（2400kg/m3）。

2.4混凝土内部中心最高温度

大体积混凝土结构内部中心温度计算公式如下：

-各龄期混凝土内部中心最高温度；-混凝土浇注（入模）温度取250C；

-不同龄期和浇筑厚度的降温系数；-最大绝热温升值。经过计算3d,9d,15d混凝土内部中心温度为Tn(3)=37.10C，Tn(9)=30.90C，Tn(15)=26.70C。

由混凝土入模温度在不低于250C时，基础筏板大体积混凝土浇注后3天混凝土内部升温将到达峰值37.10C，此时在不考虑保温养护的情况下混凝土内部与混凝土外表面温差为37.10C-150C=22.10C＜250C，基础筏板浇筑时间为4月中下旬，由安徽省历史温度查出4月份平均气温温度为150C，则基础混凝土在露天养护期间混凝土内外温差符合设计及规范要求，混凝土养护仅考虑保湿养护。

2.5基础混凝土温度应力计算

混凝土内自约束裂缝控制计算大体积混凝土浇筑时，由于水化热作用，中间温度

高，表面温度低，引起混凝土外部质点与内部质点相互约束，使表面产生拉应力，内部产生压应力。基础混凝土最大温度应力,由式：

-为混凝土的温度应力，E(t)─混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2)，一般取平均值；─混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5；T─混凝土的最大综合温差(℃)，如为降温取负值。

经过计算得，σ(21)= 1.56N/mm2 。混凝土浇注后21天内抗裂安全度

K＝ft/σ=2.39/1.5=1.6＞1.15满足规范要求。

3混凝土温度检测

为控制混凝土内外温差，避免温差裂缝，在混凝土浇筑完后，应及时测温并随时通过测量的温度采取相应的保温措施。为控制混凝土内外温差，避免温差裂缝，在混凝土浇筑完后，应及时测温并随时通过测量的温度采取相应的保温措施。

根据对称的特点，底板测温区的测点布置成矩形。共布置 16组测点，48个测温管。东西5排，南北4排，下测温点距底板100mm，上测温点距顶板面各100mm，中测温点为结构概厚度的1/2，顶面高出混凝土200mm。混凝土中测温孔采用导热良好的φ25钢管制作。此外大气中布设2个测温点（设在槽边），以比较混凝土表面温度与大气温度之差。钢管焊接固定在钢筋上，下端封口，上端用木楔塞住，以防混凝土进入管内。每组测温管长度分别为1000mm、600mm、200mm。测温用红外测温仪测读，为能精确体现混凝土内部温度，测温管上口必须用棉包塞严，测完温度继续塞好棉包。混凝土浇筑入模后，即开始测温工作。在混凝土的升温阶段，每3小时测量一次，降温阶段每6小时测量一次，8天后当测量内外温差小于25℃时，可停止测温。如果温差仍大于25℃时，继续保持监测。

通过对混凝土内部实际温度测量和工程现场的实际检测，该基础混凝土结构并未出现任何可见裂缝。该工程通过具体的施工措施和相应的理论计算达到了对大体积混凝土温度裂缝有效防治的目的。

4结语

大体积混凝土结构的施工中必须严格控制混凝土的温度。该项目的施工运用科学的理论来指导工程实践，对大体积混凝土全过程进行控制，通过对混凝土的原材料优选，配合比的优化，混凝土的养护等一系列措施的运用，使得该工程基础底板没有产生温度裂缝。通过对现场混凝土结构温度的实地测量，得到混凝土的最大温度差和最大温度应力均在规范规定范围之内，工程质量控制达到预期效果，为后续的主题工程建设奠定了基础。

参考文献

[1] 王铁梦. 工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2] 建筑施工手册[M].第4版. 北京：中国建筑工业出版社，2003.

[3] 李大华，胡志勇，陈艳梅. 大体积混凝土基础施工与温度控制技术[J].建筑技术，2012 （1），24~26.