大体积混凝土浇筑温度裂缝产生的原因和控制方法研究(2)
作者：佚名； 更新时间：2014-12-04
我国在修建丹江口工程时，提出了防裂措施，一是严格控制基础允许温差，新老混凝土上下层温差和内外温差；三是严格执行新浇混凝土的表面保护；三是提高混凝土的抗裂能力。
由水利工程中总结出来的大体积混凝土温度裂缝控制方法和措施在建筑工程实践中也得到应用，取得了很好的效果。根据这些工程实践，可以看到建筑工程中大体积混凝土的温度裂缝控制要在设计、施工和检测三个方面采取一系列的技术措施。
（一）设计控制措施
尽可能选用强度等级低的混凝土，充分利用后期强度。随着高层建筑和超高层建筑的不断出现，大体积混凝土的强度日益增大，出现C40-C50等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量大，水化热量高。而高层建筑的建设周期长，在混凝土的早龄期，荷载远未达到设计荷载值，可以利用混凝土的60d或90d后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用。用于大体积混凝土的强度在C25-C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg/m3。
（二）施工控制措施
合理选择原材料、优化混凝土配合比。按照混凝土设计强度要求合理选择原材料、优化混凝土配合比使混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小。具体是：
（1）采用低水化热、高强度水泥，以降低水泥水化热，提高混凝土的抗裂能力。所用的水泥应进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法（直接法）》测定，要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于25kJ/kg；
（2）采用导热性好、线膨胀系数小、级配合理的骨料，减少混凝土温度应力。根据结构最小断面尺寸和泵送管道内径。选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。例如5-40mm粒径可比5-25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6-8kg/m3，降低水泥用量15kg/m3，因而减少泌水收缩和水化热。要优先选用天然连续级配的粗集料，使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。细集料以采用级配良好的中砂为宜。实践证明：采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂可减少用水量20-25 kg/m3，可降低水泥用量28-35 kg/m3，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩；
（3）优化混凝土的配合比，以便在保证混凝土强度及流动度条件下，尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升。按照基于绝热温升控制的绿色高性能混凝土配合比优化设计四功能准则对配合比进行优化；
（4）掺用混合材料以减少用水量、节约水泥，降低混凝土的绝热温升，提高混凝土的抗裂能力；
（5）掺用外加剂减缓水化热的发生速率。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少10%拌和用水且节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。
一般泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝，宜加膨胀剂。但膨胀剂的选取需要注意。
（三）监测措施
大体积混凝土温度控制的测试内容：
（1）混凝土绝热温升的测试，混凝土绝热温升的测试有两种方法，间接法和直接法。间接法是用水泥的水化热、水泥用量、混凝土比热、混凝土密度来计算混凝土绝热温升。直接法是用混凝土绝热温升实验仪直接测定混凝土绝热温升。直接法测定结果准确，但是实验设备和实验过程比较复杂，一般用于大型工程中。中小型工程常不具备这种条件，一般用间接法即可满足要求；
（2）混凝土浇筑温度的监测,监测混凝土浇筑时的温度，保证浇筑温度不要超过控制标准，以便控制混凝土浇筑后的温度升高峰值。同时也包括对混凝土搅拌、运输过程中温度的监测和混凝土原材料温度的监测；
（3）养护过程中的温度监测一般监测浇筑后大体积混凝土内部（中部、表面、底部）的温度和环境气温的变化情况，用来控制混凝土的降温速度和内外部温差（一般要求温差△T25℃）,也可用来进一步计算混凝土中的温度应力，信捷职称论文写作发表网，确定混凝土的抗拉强度是否大于此时混凝土中产生的拉应力，保证对裂缝的控制。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况，以及所采用的施工技术措施的效果，为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。
三、结论
大体积混凝土刚度较大，一般没有强度的问题，但由于它往往属于地下隐蔽工程，裂缝的存在将严重影响其正常使用，其中温度裂缝是施工过程中产生的主要裂缝。本文对大体积混凝土温度裂缝的控制问题进行了探讨，取得了较好的效果。
参考文献：
[1]李彤厚.大体积混凝土承台施工温度裂缝控制实例[J].建筑技术开发，2001.10.
[2]吴义明等.大体积高强混凝土转换层板温度裂缝控制[J].混凝土，2002.7.
[3]曹可之.大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J].建筑结构，2006.8.
由水利工程中总结出来的大体积混凝土温度裂缝控制方法和措施在建筑工程实践中也得到应用，取得了很好的效果。根据这些工程实践，可以看到建筑工程中大体积混凝土的温度裂缝控制要在设计、施工和检测三个方面采取一系列的技术措施。
（一）设计控制措施
尽可能选用强度等级低的混凝土，充分利用后期强度。随着高层建筑和超高层建筑的不断出现，大体积混凝土的强度日益增大，出现C40-C50等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量大，水化热量高。而高层建筑的建设周期长，在混凝土的早龄期，荷载远未达到设计荷载值，可以利用混凝土的60d或90d后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用。用于大体积混凝土的强度在C25-C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg/m3。
（二）施工控制措施
合理选择原材料、优化混凝土配合比。按照混凝土设计强度要求合理选择原材料、优化混凝土配合比使混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小。具体是：
（1）采用低水化热、高强度水泥，以降低水泥水化热，提高混凝土的抗裂能力。所用的水泥应进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法（直接法）》测定，要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于25kJ/kg；
（2）采用导热性好、线膨胀系数小、级配合理的骨料，减少混凝土温度应力。根据结构最小断面尺寸和泵送管道内径。选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。例如5-40mm粒径可比5-25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6-8kg/m3，降低水泥用量15kg/m3，因而减少泌水收缩和水化热。要优先选用天然连续级配的粗集料，使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。细集料以采用级配良好的中砂为宜。实践证明：采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂可减少用水量20-25 kg/m3，可降低水泥用量28-35 kg/m3，因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩；
（3）优化混凝土的配合比，以便在保证混凝土强度及流动度条件下，尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升。按照基于绝热温升控制的绿色高性能混凝土配合比优化设计四功能准则对配合比进行优化；
（4）掺用混合材料以减少用水量、节约水泥，降低混凝土的绝热温升，提高混凝土的抗裂能力；
（5）掺用外加剂减缓水化热的发生速率。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少10%拌和用水且节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。
一般泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝，宜加膨胀剂。但膨胀剂的选取需要注意。
（三）监测措施
大体积混凝土温度控制的测试内容：
（1）混凝土绝热温升的测试，混凝土绝热温升的测试有两种方法，间接法和直接法。间接法是用水泥的水化热、水泥用量、混凝土比热、混凝土密度来计算混凝土绝热温升。直接法是用混凝土绝热温升实验仪直接测定混凝土绝热温升。直接法测定结果准确，但是实验设备和实验过程比较复杂，一般用于大型工程中。中小型工程常不具备这种条件，一般用间接法即可满足要求；
（2）混凝土浇筑温度的监测,监测混凝土浇筑时的温度，保证浇筑温度不要超过控制标准，以便控制混凝土浇筑后的温度升高峰值。同时也包括对混凝土搅拌、运输过程中温度的监测和混凝土原材料温度的监测；
（3）养护过程中的温度监测一般监测浇筑后大体积混凝土内部（中部、表面、底部）的温度和环境气温的变化情况，用来控制混凝土的降温速度和内外部温差（一般要求温差△T25℃）,也可用来进一步计算混凝土中的温度应力，信捷职称论文写作发表网，确定混凝土的抗拉强度是否大于此时混凝土中产生的拉应力，保证对裂缝的控制。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况，以及所采用的施工技术措施的效果，为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。
三、结论
大体积混凝土刚度较大，一般没有强度的问题，但由于它往往属于地下隐蔽工程，裂缝的存在将严重影响其正常使用，其中温度裂缝是施工过程中产生的主要裂缝。本文对大体积混凝土温度裂缝的控制问题进行了探讨，取得了较好的效果。
参考文献：
[1]李彤厚.大体积混凝土承台施工温度裂缝控制实例[J].建筑技术开发，2001.10.
[2]吴义明等.大体积高强混凝土转换层板温度裂缝控制[J].混凝土，2002.7.
[3]曹可之.大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J].建筑结构，2006.8.
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