大体积混凝土温控措施

大体积混凝土温控措施（精选12篇）

大体积混凝土温控措施 篇1

在现浇钢筋混凝土结构施工中常遇到大体积混凝土,如大型设备基础、大型桥梁墩台、水电站大坝等,这种混凝土具有结构厚、体积大、钢筋密、混凝土量大、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。如果在施工时重视不够或预控措施不当,容易使混凝土结构物在温度和温度应力作用下产生裂缝,裂缝直接影响到结构的整体性和耐久性,严重时还将影响结构的承载能力。目前,大体积混凝土面临的问题,不是力学上的结构强度,而是控制温度变形缝,提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能,提高建筑结构的耐久年限。

1 温度裂缝概述

1.1 大体积混凝土的特点

1)混凝土是脆性材料,抗拉强度只有抗压强度的1/10左右,拉伸变形能力也很小。2)大体积混凝土结构断面尺寸比较大,混凝土浇筑后,由于水泥的水化热,内部温度急剧上升,此时混凝土弹性模量很小,徐变较大,升温引起的压应力并不大,但在日后温度逐渐降低时,弹性模量比较大,徐变较小,在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。3)大体积混凝土通常是暴露在外面的,表面与空气或水接触,一年四季中气温和水温的变化在大体积混凝土结构中会引起相当大的拉应力。4)大体积混凝土水工结构,通常要承受两种不同的荷载,一种是结构荷载,包括水压力、泥砂压、地震、渗压、风浪、冰凌以及结构自重和设备重量等;一种为混凝土本身的体积变化荷载,包括温度、徐变、干湿、混凝土自身体积变形等,这种体积变化荷载会引起很大的应力,其中温度应力最为重要。5)徐变效应在混凝土浇筑早期的表现就相当明显,且其形式复杂,特别是在水工混凝土中,徐变对结构温度应力的影响更大,应重视考虑。6)大体积混凝土结构通常是不配筋的,或只在表面或孔洞附近配置少量钢筋,与结构的巨大断面相比,含钢率是极低的。在钢筋混凝土结构中,拉应力主要由钢筋承担,混凝土只承受压应力。在大体积混凝土结构内,由于没有配置钢筋,如果出现了拉应力,就要依靠混凝土本身来承受。

1.2 裂缝产生的主要原因

实践表明,影响大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因如下:

1)水泥水化热的影响。水泥在水化过程中产生大量的热量,是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。由于大体积混凝土截面的厚度大,水化热聚集在结构物内部不易散发,引起结构内部急剧升温。而混凝土内部和表面的散热条件不同,会使混凝土产生内外温差,当内外温差产生的约束力超过抗拉强度时,将导致裂缝。2)内外约束条件的影响。由于温度变化会产生变形,变形受到内外约束的阻碍便产生应力,当应力超过某一数值时,便引起裂缝。当混凝土早期温度上升时,产生的膨胀变形会受到约束面的约束而产生压应力,而此时混凝土的弹性模量很小,徐变和应力松弛却较大,与基层连接也不太牢固,因而压应力较小,但当温度下降时,便产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度,就会出现垂直裂缝。3)外界气温变化的影响。在施工期间,外界气温变化对防止开裂有很大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加。外界气温越高,混凝土的浇筑温度也越高,大体积混凝土由于厚度大,不易散热,并且延续时间较长,其内部温度会达到很高。4)混凝土收缩变形的影响。混凝土中20%的水分是水泥水化所必需的,约80%的水分要蒸发,多余水分的蒸发会引起体积收缩,如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀,几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。这种收缩变形不受约束条件的影响,若有约束,即可引起混凝土的开裂。

2 控制温度裂缝的措施

2.1 选原材料方面

1)水泥的选择。大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低发热量的水泥,它不仅水化热低,而且有微膨胀作用,对降温收缩还可以起到补偿作用,并应尽量减少混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的温升,提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失,可适度增加活性细掺料替代水泥。2)骨料的选择。在选择粗骨料时,可根据施工条件,尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量,也可以相应减少水泥用量,还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时,采用平均粒径较大的中粗砂,从而降低混凝土的干缩,减少水化热,对混凝土的裂缝控制有重要作用。3)掺加外加料和外加剂。在保证混凝土强度的前提下,使用适当复合液(含有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂)的措施可以减少混凝土中的水泥用量、降低水灰比,以减少水化热。掺入外加剂混凝土和易性好,表面宜抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。其中,减水防裂剂可有效提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

2.2 施工管理方面

1)控制混凝土搅拌、运输、浇筑时的温度。在炎热的夏季施工时更要给予足够的重视。一般可采用的降温措施有:在混凝土输送管道上包敷草袋并经常喷洒冷水;在混凝土搅拌机和运输车辆管道上包裹保温材料;在砂石堆场上设置遮阳棚,避免阳光直接照射砂石,条件许可时还可进行喷雾降温,必要时可以采用在混凝土拌合用水中加冰的措施。2)混凝土浇筑时,如果外界气温不高,可以给新浇筑的混凝土层尽量多的暴露时间,以利于新鲜混凝土中的热量多向空气中散发一些,降低混凝土的后期温升。但是在炎热晴朗的天气,则应在每层混凝土浇筑后及时加以覆盖,减少暴露面,避免阳光的直射使混凝土温度升高和空气中的热量向混凝土中传播。3)混凝土浇筑完毕后。一般来说,混凝土浇筑完毕后,要及时用保温材料和防水材料(如塑料薄膜)加以覆盖,防止混凝土中的水分向外蒸发,控制混凝土的内外温差和降温速度,防止出现干缩裂缝和温度裂缝。4)养护方法及时间。大体积混凝土一般采用保温保湿法养护。大体积混凝土的表面温度高,水分蒸发快,要经常性地在表面洒水或采取适当的养护措施,保持混凝土表面湿润不要出现发白斑块。由于混凝土上覆盖有保温材料,所以洒水量还应加以控制,避免因保温材料大量浸水而降低保温性能。

3 结语

1)对于大体积混凝土温度裂缝,主要以预防为主。因此,应当在充分考虑大体积混凝土的特点与形成机理的基础上,在大体积混凝土尚未形成时做好预防措施。2)从温度裂缝的形成机理可以看出,裂缝的产生主要是由于混凝土所受拉应力超过其抗拉强度。因此,应当从取材以及施工各方面采取措施来减小温度应力,从而控制温度裂缝。3)实践证明,只要能做好选材、设计和施工各方面的措施,大体积混凝土的温度裂缝是可以得到有效控制的。

参考文献

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[8]米永刚.大体积混凝土配比优化设计及裂缝控制技术研究[D].西安:西安科技大学硕士学位论文,2008:59-60.

大体积混凝土温控措施 篇2

1、概述

此次拟浇筑砼系华荣xx城D区基础筏板。D区基础砼等级为为C35P8，板的一般厚度为2.0m，集水井处最厚区域为4.35m；本区域一次浇筑砼方量约为2980m3；板内配筋情况是：板上下部均为φ28@150双向双层网筋，第二层配有φ18@150双向网筋一层，板中间配置构造抗裂钢筋网片φ16@200，D区柱下配置φ22@150。由此可见，该筏板确具有体形大、结构厚、砼方量多，钢筋密而工程条件较复杂和施工技术要求高等特点。

大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋砼相比，具有结构厚，体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。

大体积混凝土在硬化期间，一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热，使结构件具有“热涨”的特性；另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性，两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构，导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中，必须采用相应的技术措施，以控制混凝土硬化时的温度，保持混凝土内部与外部的合理温差，使温度应力可控，避免混凝土出

现结构性裂缝。

2、大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的，各类裂缝产生的主要影响

因素如下：

（1）收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同，其干缩、收缩的量也不同。

（2）温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

大体积混凝土结构要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。（3）材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。

3、大体积混凝土裂缝控制的理论计算

华荣.上海城D区，混凝土及其原材料各种原始数据及参数为：一是C35P8混凝土采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，其配合比为：水：水泥：砂：石子：粉煤灰：矿粉（单位Kg）=172：285：716：1070：60：100（每立方米混凝土质量比），砂、石含水率分别为3%、0%，混凝土容重

为2390Kg/m3。

二是各种材料的温度及环境气温：水30℃，砂、石子35℃，水泥40℃，粉煤灰35℃，矿粉35℃，环境气温32℃。3.1混凝土温度计算

（1）混凝土拌和温度计算：公式TO=∑Timici/∑mici可转换为:TO=[0.9

（mcTc+msTs+mgTg+mfTf+mkTk）+4.2Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf+m

k)] 式中：TO为混凝土拌和温度；mw、mc、ms、mg、mf、mk—水、水泥、砂、石子、粉煤灰、矿粉单位用量（Kg）；Tw、Tc、Ts、Tg、Tf、Tk—水、水泥、砂、石子、煤灰、矿粉的温度（℃）；Ps、Pg—砂、石含水率（%）；C1、C2—水的比热容（KJ/Kg.K）及溶解热（KJ/Kg）。

当骨料温度>0℃时，C1=4.2，C2=0；反之C1=2.1，C2=335.本实例中的混凝土拌和温度为：TO=[0.9(285*40+716*35+1070*35+60*35+100*35)+4.2*30(172-716*3%)+4.2*3%*716*35]÷4.2*

172+0.9(285+716+1070+60+100)]=34.3℃.（2）混凝土浇筑温度计算：按公式TJ=TO-(α.Tn+0.032n)*(TO-YQ)式中：TJ—混凝土浇筑温度（℃）；TO—混凝土拌和温度（℃）；TQ—混凝土运送、浇筑时环境气温（℃）；Tn—混凝土自开始运输至浇筑完成时间（h）；n—混凝土运转次数。

α--温度损失系数（/h）本例中，若Tn取1/3，n取1，α取0.25，则：

TJ=34.3-（0.25×1/3+0.032×1）×（34.3-32）=34.0℃

3.2混凝土的绝热温升计算

Th=WO.QO/(C.ρ)

式中：WO—每立方米混凝土中的水泥用量（Kg/m3）;QO—每公斤水泥的累积最终热量（KJ/Kg）；C—混凝土的比热容取0.97（KJ/Kg.k）；ρ—混凝土的质量密度（Kg/m3）

Th=（285*375）/（0.97*2390）=55.8℃

3.3混凝土的内部实际温度

Tm=TJ+ξ•Th

式中：TJ—混凝土浇筑温度； Th—混凝土最终绝热温升；ξ—温将系数查建筑施工手册，若混凝土浇筑厚度4.0m，则：ξ3取0.74，ξ15取0.55，ξ21取0.37.Tm(3)=34.0+0.74*55.8=75.3℃;

Tm(15)=34.0+0.55*55.8=64.7℃;

Tm(21)=34.0+0.37*55.8=54.6℃.3.4混凝土表面温度计算

Tb(T)=Tq+4h,(H-h,)△T(T)/H2式中：Tb(T)—龄期T时混凝土表面温度（℃）；Tq--龄期T时的大气温度（℃）；H—混凝土结构的计算厚度（m）。

按公式H=2h+ h,计算，h—混凝土结构的实际厚度（m）;h,--混凝土结构的虚厚度（m）;h ,=K•λ/Βk=--计算折减系统取0.666，λ—混凝土的导热系数取2.33W/m•K

β—模板及保温层传热系数（W/m2•K）；

β值按公式β=1/（∑δi/λi+1/βg）计算；δi—模板及各种保温材料厚度（m）;λi—模板及各种保温材料的导热系数（W/m•K）；βg—空气层传热系数可取23（W/m2•K）.T(T)--龄期T时，混凝土中心温度与外界气温之差（℃）：

T(T)= Tm(T)-Tq，若保护层厚度取0.04m，混凝土灌注厚度为4m，则：

β=1/（0.003/58+0.04/0.06+1/23）=1.4：1 h,=K•λ/β=0.666×2.33/1.41=1.1;

H=2h+ h,=4.0+2×1.1=6.2(m)

若Tq取32℃，则：

T（3）=75.3-32=43.3℃ T(15)=64.7-32=32.7℃ T(21)=54.6-32=22.6℃

则：Tb(3)=32+4×1.1（6.2-1.1）×43.3/6.22=57.3℃ Tb(15)=32+4×1.1（6.2-1.1）×32.7/6.22=51.1℃ Tb(21)=32+4×1.1（6.2-1.1）×22.6/6.22=45.2℃ 3.5混凝土内部与混凝土表面温差计算

本工程中： T(3)s=75.3-57.3=18℃ △ T(15)s=64.7-51.1=13.6℃ △ T(21)s=54.6-45.2=9.4℃

4、计算结果分析

从以上计算可以看出，混凝土3d龄期时内外温度差达到最大值18℃，符合混凝土内外温差小于25℃的技术要求。但必须看到计算结果是基于养护环境温度为32℃，表面保温措施得当，入模混凝土温度为34℃条件下得出的。实际施工养护中有可能无法满足以上条件要求。2008年8月19日实测C30混凝土拌和后温度未36℃，当时拌和水温度为30℃，环境温度为32℃，若养护环境温度为夜间较低时的情况，假设为23℃，则△T(3)s=22.6℃，加上保温措施有可能达不到要求，有产生温度裂缝的可能，因此有必要采取一丁的措施防止温度裂缝的产生。

5、大体积混凝土施工技术措施

（1）降低混凝土入模温度。包括：浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温，尽量避开炎热天气浇筑。可采用温度较低的地下水搅拌混凝土，或在混凝土拌和水中加入冰块，同时对骨料进行遮阳保护、洒水降温等措施，以降低混凝土拌和物的入模温度，掺加相应的缓凝型减水剂。（2）加强施工中的温度控制。包括：在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，以使混凝土缓缓降温，充分发挥其徐变特性，减低温度应力。应坚决避免曝晒，注意温湿，采取长时间的养护，确定合理的拆模时间，以延缓降温速度，延长降温时间，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”；加强测温和温度监测。可采用热敏温度计监测或专人多点监测，以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。混凝土内外温差应控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，并及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，以有效控制有害裂缝的出现（养护措施详见大体积砼浇筑方案）。

（3）提高混凝土的抗拉强度。包括：控制集料含泥量。砂、石含泥量过大，不仅增加混凝土的收缩而且降低混凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利，因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量，将石子含泥量控制在1%以下，中砂含泥量控制在2%以下，减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响；改善混凝土施工工艺。加强早期养护，提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量；在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋，以

大体积混凝土温控措施 篇3

关键词:大体积混凝土;温控;施工技术

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)05-0064-02

大体积混凝土是指现场浇筑混凝土结构的几何尺寸较大,且必须采取技术措施以避免水泥水化热及体积变化引起的裂缝。城市建设的不断发展与科学技术的不断进步,极大推动了高层以及超高层建筑和许多特殊建筑物的出现,这些建筑基础工程大都采用体积庞大的混凝土结构,大体积混凝土已大量应用在工业与民用建筑中。

大体积混凝土的温度检测和控制贯穿于施工的全过程。温度监测和温度控制是相互联系、相互配合的。在施工中宜采用信息化的施工方法,温度监测的数据要及时反馈,以进行温度控制,采取温度控制的措施后,又要根据温度监测的数据判断温度控制的效果。

1 大体积混凝土的浇筑与养护温控技术

1.1 分层连续浇筑法是目前大体积混凝土施工中普遍采用的方法

分层连续浇筑优点:①便于振捣,易保证混凝土的浇筑质量;②可利用混凝土层面散热,对降低大体积混凝土浇筑块的温升有利。

1.2 大体积混凝土温度控制的参数

(1)混凝土的浇筑温度不宜超过28℃。

(2)混凝土内部与表面的温度之差不宜超过25℃,混凝土的温度骤降不应超过10℃。

1.3 每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护

(1)铺设完保温层之后,根据实际情况选取保温材料进行覆盖,塑料薄膜、麻袋、草帘、土、砂等都可作为保温材料,要经过计算确定保温层的总厚度。

(2)大体积混凝土浇筑完成并其收水后,外露表面可选用塑料薄膜、养护纸以及喷涂养护液等保温材料。有的保温材料配合使用能取得良好效果,比如塑性薄膜和浸湿的吸水性织物(麻袋、帆布等)配合,可使混凝土中的水分得以保持,并使其表面水分均匀分布,避免流淌水产生的混凝土表面斑纹。

(3)在昼夜温差大的地区以及特殊恶劣天气频发的地区,施工现场应准备充分的保温材料,同时要依照气温变化趋势和混凝土内温度监测结果及时调整保温层的厚度。

(4)根据温度监测的结果,若混凝土内部升温较快,表面保温效果不好,混凝土内部与表面温度之差有可能超过控制值时,应及时增加保温层厚度。

(5)当混凝土内部与表面温度之差小于20℃时,即可逐层拆除保温层。但要保证混凝土内部与表面温度之差不超过控制值。当混凝土内部与环境温度之差接近内部与表面温度控制值时,即可全部撤掉保温层。冬期施工时,保温养护的时间要保证混凝土在受冻前能够达到受冻临界强度,并要冷却到5℃时,方可全部撤掉保温层。

(6)大体积混凝土基础,也可蓄水养护保温。蓄水深度一般10 mm~30 mm左右,可根据蓄水深度在四周砌砖墙表面抹防水砂浆或用黏土筑成小埂,并设进出水管。通过调整蓄水深度控制温度。

1.4 降低大体积混凝土浇筑温度的措施

(1)降低骨料、拌和用水的温度,通常采取以下措施:①喷水雾进行骨料预冷,其效果也较好。但要有排水措施,使骨料含水量保持稳定。②选定低温地下水或自来水,也可用冰水。水温控制在5℃~10℃时,其降温效果更为显著。③炎夏搭棚遮阳,将骨料放在凉棚内2 d~3 d后使用,可使骨料温度相对曝晒温度降低2℃~4℃,成品骨料堆高6 m~8 m,并保持足够的储备,通过底部和地垅取料可取得同样效果。

(2)可充分利用低温季节和夜间进行浇筑,以降低浇筑温度,减少温控费用。夏季的温度较高,白昼期间要加快混凝土的浇筑速度,同时缩短混凝土日光暴晒时长,减少暴露的面积,降低混凝土拌和物因吸收太阳光造成的温升;夜间在不形成“冷缝”的前提下,尽可能延缓混凝土的入仓覆盖速度,以便早期水化热散发。

(3)当夏季温度较高时,混凝土泵管上可覆盖草等材料,并经常喷水保持湿润,以较少混凝土拌和物因运输而造成的温度回升。

2 防止大体积混凝土裂缝的温控技术措施

对于大体积混凝土,由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化,是导致发生裂缝的主要原因。因此,如何控制温度是重中之重。

2.1 混凝土的温升控制

在降温阶段,降温和水分蒸发等原因会使大体积混凝土结构形成收缩,加之存在的外约束不能自由变形而产生温度应力。控制水泥水化热引起的温升,可以减小降温温差,它对降低温度应力有很好作用,同时防止产生温度裂缝。混凝土升温的热源是水泥水化热,为控制大体积混凝土结构因水泥水化热而产生的温升,要选用中低热的水泥品种,并尽量降低水泥用量,大体积混凝土结构施工选用325#、425#矿渣硅酸盐水泥,实验统计结果显示可使水化热量减少超过20%。

2.2 掺加粉煤灰及其他外加剂

长期实践表明,在混凝土内掺入粉煤灰,可以改善混凝土黏塑性,因为粉煤灰具有一定活性,可替代部分水泥,另外粉煤灰颗粒呈球形,能发挥“滚珠效应”起到润滑的作用,该措施能增加泵送混凝土施工要求的0.315 mm以下的细粒含量,改善混凝土可泵性,降低混凝土水化热。为满足送到现场的混凝土具有一定坍落度,仅依靠增加单位水泥用量,会浪费水泥,加剧混凝土的收缩,会使水化热增大,引发混凝土开裂。必须选择适当的外加剂。木质素磺酸钙是一种阴离子表面活性剂,对水泥颗粒有明显的分散效应,并能使水的表面张力降低而引起加气作用。在混凝土中掺入一定比重的木质素磺酸钙,可改善混凝土的和易性,又可降低拌和水,节约水泥水量,降低水化热。目前,许多新型的减低收缩剂已经在广泛使用。

2.3 利用混凝土的后期强度

长期实践得知,单位体积混凝土水泥使用量,每变化10 kg,混凝土温度会因水泥水化热相应变动1℃。为控制混凝土温升,降低温度应力,极大程度避免温度裂缝,结合实际,可采用f 45、f 60或f 90替代f 28作为混凝土设计强度,单位统计混凝土水泥使用量可大幅减少,混凝土的水化热温升也随之大幅降低。

2.4 粗细骨料选择

为达到工程要求,充分发挥水泥效用,粗骨料应达到最佳的最大粒径。建筑工程的大体积钢筋混凝土,粗骨料的规格与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等有很大关系,自然连续级配的粗骨料配制混凝土和易性好,经济用量能达到较好抗压强度,可作为首选。要根据施工状况,选用粒径大、级配良好的石子,同时优化级配设计,做好搅拌、浇注以及振捣工作。粗骨料中针、片状颗粒按重量计不超过15%为宜,细骨料采用中、粗砂较好,可降低混凝土温升并减少收缩。泵送混凝土输送过程中,级配设计要考虑砂率大小,砂率过大对混凝土强度产生影响,满足可泵性的条件下,尽可能的降低砂率。此外,砂、石的含泥量必须严格控制,砂、石的含泥量若超过规定,不仅会增加混凝土的收缩,同时也会降低混凝土抗拉强度,对混凝土的抗裂十分不利,要不断探索,将石子和砂的含泥量控制在适当的范围内。

作者简介:朱晓丁,男,毕业于河北煤炭建筑工程学院建筑工程系,工程师。

Discusses the Architectural Engineering Great Volume Coagulation Soil Temperature Controls the Measure and the Construction Technique

Zhu Xiaoding

Abstract: Mass concrete has widely applied in the architectural engineering, but the construction standard’s formulation also has a lag. The design, the construction,the inspection standard are very few to the architectural engineering mass concrete request,this article controlled the measure and the related construction technique on the architectural engineering great volume coagulation soil temperature has made some preliminary discussions.

大体积混凝土温控措施 篇4

在浇筑大体积混凝土时, 一定要控制混凝土内外温差, 较小内外温度梯度。

温差控制原则:混凝土的中心温度与表面温度的差值不得超过25℃;混凝土表面温度与环境空气最低温度的差值不得超过25℃;冷却水管之间混凝土最高温度与冷却水温度的差值不得超过25℃。一主要的控制措施:

1 原材料的选用

1.1 水泥的选用

水泥是大体积混凝土结构的主要材料。大体积混凝土产生裂缝主要的原因就是水泥水化热的大量聚集, 是混凝土早期升温以及后期降温的现象。因此降低水化热的措施之一就是选用中低热的水泥品种。另外, 大体积混凝土的温度应力与水泥水化热, 混凝土的收缩和混凝土受到的约束等因素有关。当大体积混凝土的温度应力大于混凝土的早期抗拉强度时, 混凝土就会开裂, 所以较高的早期强度对抵抗大体积混凝土的开裂是有好处的。

1.2 骨料的选用

骨料的最大粒径、级配和质量直接决定水泥的用量, 而水泥用量的多少对控制温度裂缝相当重要。因此, 要选择合适的骨料级配, 从而减少水泥和水的用量。在条件允许的情况下, 选择粒径较大, 级配良好的粗骨料。石子采用碎石, 含泥量不大于1%;砂子尽量采用中、粗砂, 含泥量不大于2%。

1.3 外加剂

适当添加外加剂, 可以延迟水化热释放速度, 降低水化热。例如在混凝土中掺入木质素磺酸钙, 既可以减少拌合水, 又可以节约水泥;若在混凝土中加入适量的粉煤灰, 可减少水泥的使用量, 而粉煤灰的润滑作用也能改善混凝土的粘塑性和可泵性。

1.4 混凝土配合比

优化大体积混凝土的配合比应设计最小水泥用量, 最小砂率和最小用水量。最小水泥用量减少水泥水化热;最小砂率用的水泥浆少, 混凝土收缩小;在满足混凝土和易性的前提下, 保持水泥用量不变, 减少水的用量, 混凝土越密实且收缩越小, 而水灰比不变时, 水少水泥也少, 水化热少。

2 对原材料进行预冷

对混凝土的原材料进行预冷, 可以降低混凝土的出机温度, 减少混凝土的内外温差, 有效防止裂缝。在混凝土的各种原材料中, 石子的比热容较小, 但石子占总质量的85%左右;水的比热容最大, 占总质量的6%左右。因此, 对混凝土出机温度影响最大的是石子和砂的温度, 而水泥的温度影响最小。为了降低混凝土出机温度, 最有效的办法是降低骨料的温度。预冷骨料的方法有浸水法、喷水法、喷淋法和遮盖法。其中经济效果最好的是遮盖法。特别是在夏季施工, 应从降温保凉着手, 采用在砂石料场和搅拌筒上搭设遮阳装置, 可是砂石温度降低3℃~5℃。

3 控制温度升降速度, 防止出现过大温度应力

选用低水化热水泥, 降低混凝土内部热量:选用矿碴42.5级水泥, 28天水化热335KJ/Kg, 比普通水泥低42KJ/Kg。掺加缓凝剂, 推迟水化热的峰值, 混凝土缓凝时间可推迟8~10小时, 从而延缓水泥的水化速度。掺加粉煤灰, 降低水泥用量, 减少水泥水化热。降低混凝土的入模温度。

4 选择合理的浇筑工艺

浇筑方法:浇筑方法采用“斜面分层、薄层浇筑、连续推进、自然流淌、一次到顶”的方案。

振捣:根据混凝土自然形成的流淌斜坡度, 在浇筑带前、后各布置2道振捣器, 随着混凝土向前推进浇筑, 振捣器相应跟进。表面处理:混凝土浇筑约3~4h后, 先按设计标高用长括尺初括平, 后在混凝土初凝前用木蟹打压实, 最后用铁抹刀抹光。

5“内排外保”, 减少混凝土内外温差

根据国内外经验, 大体积混凝土内外温差控制在25℃以内, 可避免混凝土出现温度收缩裂缝, 为此拟采取以下措施:

“内排”:尽快排出混凝土内部热量, 降低混凝土内部温度。在混凝土浇注以前, 预先在钢筋骨架内从构件底50cm高度每间隔1m高布置一层循环水冷却管, 每层按间距1m弓字型布置Ф20mm的薄壁钢管作散热管, 同时每层设置进水口和出水口。混凝土灌注中和灌注后, 利用安装的高低循环水箱, 不间断用冷水通过冷却管降低混凝土内部产生的高温。待混凝土内外温差降至25℃以下可停止换水, 混凝土达28天后用同标号混凝土将散热管灌实。

“外保”:在混凝土表面采取保温措施, 控制混凝土内外温差及表面与空气温差, 避免出现深层裂纹和表面裂纹。在混凝土顶面采取两种保温措施:承台若在夏季施工, 散热管内水温较高, 一般超过40℃, 待混凝土终凝后将抽换的热水覆盖混凝土表面, 既可保温, 又作养生;若承台在冬季寒冷期间施工, 大气温度较低, 在表面覆盖厚5cm的草袋。

6 改善混凝土的性能和施工工艺, 提高混凝土抗裂能力

采用干净的砂、石料, 含泥量分别控制在3%和1%以下。

掺加高效缓凝减水剂, 配制自密实流态混凝土, 既减少混凝土用水量, 又能延缓终凝时间, 同时增加混凝土前期强度, 防止混凝土发生开裂。

掺加一定粉煤灰, 除减少水泥用量外还能增加混凝土的抗渗、抗裂能力。

优化施工工艺, 提高混凝土抗裂性能。采用全面分层的方法浇注, 每层厚度控制在0.5m, 浇注顺序由一端往另一端进行, 混凝土连续浇注。加强混凝土的捣固, 增加混凝土密实度。同时在混凝土钢筋保护层内安装CRB550级冷轧带肋防裂钢筋网, 安装时注意防裂网的保护层厚度。

7 结语

对于大体积混凝土而言, 温度控制措施的成败将直接决定大体积混凝土结构质量的优劣, 而一旦大体积混凝土浇灌完毕, 除冷却水降温的措施外, 其它的措施都是被动的、非高效的。所以利用理论公式进行提前预测和计算以及因此而积极地采取主动温度控制措施就显得尤为重要。

摘要：本文介绍大体积混凝土浇筑过程中的温控防裂措施。

关键词：大体积混凝土,温控,防裂

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范.人民交通出版社.

[2]桂业琨, 丘式忠编.桥梁施工专项技术手册.人民交通出版社.

大体积混凝土裂缝分析及措施论文 篇5

摘要：混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料、需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。在施工过程中，经常发现混凝土结构在成型后，出现各种裂缝。本文对大体积混凝土的裂缝成因与措施做如下论述。

关键词：混凝土裂缝措施

1混凝土裂缝产生的主要原因

1.1混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种：

1.1.1由外荷载引起的裂缝，这是发生最为普遍的一种情况，即按常规计算的主要应力引起的;

1.1.2结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;

1.1.3变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。

1.2当混凝土结构物产生变形时，在结构的内部，结构与结构之间，都会受到相互影响.相互制约，这种现象称为约束。当混凝土结构截面较厚时，其内部温度和湿度分布不均匀，引起内部不同部位的变形相互约束，这样的约束称之为内约束;当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。外约束又可分为自由体、全约束和弹性约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的.变形，主要是温差和收缩而产生的。

1.3建筑工程中的大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属有害裂缝。

2控制混凝土裂缝的措施

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计结构等方面全面考虑，结合实际采取措施。

2.1降低水泥水化热和变形

2.1.1选用低水化热或中水化热的水泥品种配置混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。

2.1.2充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。

2.1.3使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料;控制砂石含泥量;掺加粉煤灰等掺合料和相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水花热的目的。

2.1.4在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。

2.1.5在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。

2.1.6在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

2.1.7改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当的调整。温度筋分布细密，一般用φ8钢筋，双向配筋，间距15cm.这样可以增强抵抗温度应力的能力.上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。

2.1.8设置后浇缝.当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减少外应力和温度应力;同时也有利于散热，降低混凝土地内部温度。

2.2降低混凝土温度差

2.2.1选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土，夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水晒，运输工具如具备条件也应搭设遮阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。

2.2.2掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等.

2.2.3在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。 2.3加强施工中的温度控制

2.3.1在混凝土浇筑之后，做好混凝土地保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免暴晒，注意保湿，冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。

2.3.2采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，发挥凝土的“应力松弛效应”。

2.3.3加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土地温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。

2.3.4合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差.在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。

2.4改善约束条件，消减温度应力

2.4.1采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的集聚，减少温度应力。

2.4.2对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂或刷热沥青或铺卷材.在垂直面、健槽部位设置缓冲层，如铺设30~50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，释放约束应力。

2.5提高混凝土的极限拉伸强度

2.5.1选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。

2.5.2采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

2.5.3在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，底顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。

3结语

3.1经过以上的分析可以看出，大体积混凝土有自己的特性，采取有效的、合理的、科学的手段是可以避免混凝土裂缝的发生。

大体积混凝土裂缝控制措施探讨 篇6

关键词：大体积混凝土裂缝控制

1大体积混凝土的界定

大体积混凝土目前尚无一个明确的定义，国外的定义也不尽相同。日本建筑学会标准(JASS5)规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。美国混凝土学会(ACI)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。

我国混凝土结构施工规范认为：凡是结构物断面最小尺寸在3m以上的混凝土块体，单面散热的结构断面最小尺寸在75cm以上，双面散热在100cm以上，水化热引起的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土，均可称为大体积混凝土。

2裂缝种类及产生原因

大体积混凝土结构往往容易产生各种各样的裂缝，按裂缝的方向、形状分为；水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等；按裂缝深度分为：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。裂缝的产生是由多种因素引起的，其主要影响因素如下：

2.1水泥水化热引起的温度应力和温度变形水泥在水化过程中产生大量的水化热，主要集中在浇筑后7d左右，而使混凝土内部温度不断升高，当内外部温差过大时，就会产生温度变形和温度应力，温度应力一旦超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝。对大体积混凝土而言，这种现象尤其严重。

2.2混凝土收缩产生裂缝在硬化后期，混凝土内部自由水分蒸发，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使混凝土表面产生拉应力，造成混凝土开裂。

2.3外界气温变化的影响大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温的影响。当气温下降，特别是气温骤降时，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，拉应力一旦超过混凝土的抗拉强度极限，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

2.4其他因素的影响地基的不均匀沉降、混凝土配合比不良、碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀等其他不利因素，也会使混凝土产生裂缝，因此应从各个方面综合控制。

3裂缝控制的技术措施

裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性，给工程造成严重损失，所以裂缝控制显得尤为重要。裂缝控制的主要技术措施涉及从设计到施工乃至后期养护的整个过程，分别介绍如下：

3.1配合比的选用和水泥用量的控制大量的试验研究和工程实践表明，每立方砼的水泥用量增减10kg，其水化热使砼的温度相应升高或降低1℃。在施工过程中，要在保证混凝土强度的条件下，通过进行砼试配，以进一步降低水泥用量。

3.2优选混凝土各种原材料

3.2.1水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水化热不易散发，导致混凝土内部温度过高，内外部温差过大使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此应优先选用低水化热的水泥品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥(有抗渗要求不宜使用)。

3.2.2粗骨料：采用碎石，粒径5—25mm，含泥量不大于1％。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高。同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

3.2.3细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5％。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10％左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

3.2.4粉煤灰：粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20％—25％粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。同时，使用粉煤灰可变废为宝，符合环保要求。

3.2.5外加剂；选用缓凝减水剂，降低水化温升，延迟水化热释放速度，有效防止裂缝。

3.3设计优化措施①精心设计混凝土配合比，尽可能的降低混凝土的单位用水量。②增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。③在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。④充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝。

3.4施工及养护控制措施①控制砼的出机温度和入模温度，尽量避免温度过高或过低时施工。②合理安排施工时序，严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。③采用合理的施工方法，分层均匀浇筑，每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工裂缝出现。④保证振捣密实，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严防漏振及过振。⑤加强养护期间温度监测，及时获得混凝土升降温、里外温差、降温速度及环境温度的实际情况，并合理制定温控措施。⑥通过搭盖保温棚、表面蓄水、喷洒养护液或直接洒水等方式，对混凝土保温保湿养护，降低混凝土内外温差，减少温度应力。

4应用实例

国家体育场是2008年北京举办第29届奥运会的主会场，南北最长450m，东西最宽300m，为典型的超长结构。根据设计资料，承台和基础底板的混凝土抗渗等级C40P8。基础底板厚500～700mm，大致分为270mm×300mm、126mm×55mm、45mm×300mm、100mm×300mm四块底板，桩基承台混凝土最大厚度6m，属于大体积混凝土。由于底板和桩基承台厚度过大，保护层厚，外墙和底板结构不设伸缩缝，而且施工期5、6月份温度高，常伴有大风天气，因此混凝土裂缝控制的难度很大。

通过研究，工程采取了设计优化措施、原材料与配合比方面以及施工方面的技术措施：①设计优化措施：设置后浇带和控制缝，疏导或分散混凝土收缩变形；适当增加抗裂配筋，将应力集中的承台导角由直角变成斜坡形。②原材料与配合比方面措施：原材料中水泥选用碱含量和早期水化热较低的42.5普通硅酸盐水泥，外加剂选用北京高星RH—7缓凝高效减水剂，骨料选用5—25mm碎石和细度模数2.6—2.8中砂，掺合料选用磨细复合粉(78％矿渣粉+22％粉煤灰)，并加大掺量取代水泥，同时添加膨胀剂，补偿混凝土的收缩。通过进行大量的试配研究工作，最终确定配比。③施工方面措施：施工过程中选择适宜温度浇筑，尽量避开高温、大风天气；合理安排施工程序，分层浇筑均匀上升；加强振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度。养护期间前三天采用蓄水养护，表面覆盖潮湿草袋，并采取14天延长养护，延缓降温时间和速度。

实践证明，通过采取以上措施，调整混凝土的凝结时间，延缓和降低水化热峰值，抑制了温度裂缝，收到了预期效果。

5结束语

大体积混凝土温控措施 篇7

随着城市用地日趋紧张, 人口密度越加密集, 相当数量的高层和超高层建筑, 如雨后春笋般相继涌现, 这些建筑一般都有较大厚度的混凝土底板或桩基承台, 都是体积较大的混凝土工程。在大体积混凝土施工过程中出现的温度裂缝会降低建筑结构的承载能力, 降低混凝土的耐久性, 甚至造成生命财产损失, 危害极大, 所以, 应该对大体积混凝土进行温度控制。

1 大体积混凝土温度裂缝的成因及影响因素

1.1 大体积混凝土温度裂缝产生的原因

在水泥水化过程中, 会产生大量的水化热, 由于大体积混凝土结构断面较厚, 内部的水化热不能及时释放, 导致内部温度不断上升, 混凝土内外温差不断增大, 继而温度应力也逐渐增大。当温度应力超过大体积混凝土的抗拉强度时, 温度裂缝就产生了。

1.2 大体积混凝土温度裂缝的主要影响因素

水泥水化热、拌合物浇筑温度、大气温度及收缩变形当量温度等因素都会影响大体积混凝土温度应力的大小, 同时该应力还与大体积混凝土的降温散热条件和升降温速度密切相关;而大体积混凝土的抗拉强度除了与本身的材料性能有关外, 还与施工方案及配筋等因素有关。

2 工程概况

本工程地下室底板厚度为300 mm, 承台厚度为1.0~2.5 m不等, 地下室承台ZT5-43厚度为2.2 m, 混凝土约为250 m3, 承台ZT5-45厚度为2.5 m, 混凝土约为300m3, 承台ZT5-60厚度1.8 m, 混凝土约为300 m3, 此基础属于局部大体积混凝土。混凝土采用C30级防水混凝土, 内掺抗裂防水剂, 抗渗强度≥0.8 MPa, 全部采用泵送混凝土。施工期大气平均温度为20℃。

3 混凝土浇筑前期的温度控制措施

3.1 材料选择及配合比设计

水泥:宜选用中热或低热的水泥品种, 本工程选用42.5R矿渣硅酸盐水泥, 根据以往的经验表明, 每m3混凝土的水泥用量每增减10 kg, 其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃, 因此, 为进一步控制混凝土温升, 减小温度应力, 首要的措施就是选用合理的配合比设计, 水泥用量控制在每m3混凝土400 kg以内, 水灰比控制在0.50以内;

外加剂:混凝土中掺入1%~1.5%左右的混凝土抗裂防水剂, 因为抗裂剂能使混凝土 (砂浆) 在水泥凝结过程中产生一定的体积膨胀, 在有约束条件下一般能产生内应力, 从而提高了混凝土抗裂能力、减少因温度内外差过高而产生的温度裂缝;

掺合料:混凝土内掺入一定数量的粉煤灰不仅可以减少水泥用量, 降低水化热, 而且能改善混凝土的粘塑性;

粗骨料:宜选用自然连续级配的粗骨料, 这样能使混凝土有较好的和易性, 在减少用水量和水泥用量的同时提高混凝土的抗压强度, 但应控制针、片状颗粒含量不大于15%, 含泥量控制在1%以内;

细骨料:宜选用中粗砂, 含泥量控制在1%以内, 在满足强度要求的同时应尽可能降低砂率, 同时为了混凝土能有可靠的和易性, 砂率应控制在35%内, 坍落度控制在160 mm±20 mm。

3.2 控制混凝土的出机温度和浇筑温度

控制好混凝土的出机温度, 相应地就控制了混凝土的绝热温升值, 降低了混凝土内外温差, 从而减少温度裂缝的产生, 故在气温较高时, 为防止太阳的直接照射, 可在砂、石堆场搭设简易的遮阳装置, 必要时, 还可以采用向骨料喷射水雾或搅拌前用冷水冲洗骨料的方法, 使出机温度控制在30℃以内。

浇捣温度与当日的天气情况密切相关, 故浇捣时密切注意天气情况, 如果气温高于30℃时, 应立即采取降温措施, 合理选择浇筑时间, 加快浇捣速度, 减少日照时间, 加强养护工作。

3.3 水化热计算

3.3.1 混凝土内部温度计算

以承台ZT5-45为例进行计算, 承台厚度为2.5 m, 强度等级C30, 使用42.5R矿渣硅酸盐水泥, 水化热为335k J/kg, 按定额每m3混凝土水泥用量W=356kg, 混凝土浇筑温度为25℃, 混凝土的比热取0.96 k J/kg·℃, 混凝土密度取2 400 kg/m3。则混凝土的绝热温升为:

根据实践经验, 混凝土浇筑块的散热速度与其厚度有关, 在相似的散热条件下, 大致符合“越薄散热越快, 越厚散热越慢”的规律。不同龄期不同浇筑块厚度与混凝土绝热温升的关系值ξ如表1所示。

混凝土中心温度计算公式:

式中T1 (t) —t龄期混凝土中心计算温度;

Tj———混凝土浇筑温度, 取25℃。

根据表1中的ξ值, 可求出不同龄期水化热温升及混凝土内部温度如表2所示, 并绘出混凝土内部温度曲线图如图1。

3.3.2 混凝土表面温度

1) 混凝土模板及保温层的传热系数为:

式中, δi为各种保温材料的厚度 (采用砂层覆盖, 厚度0.03 m) ;λi为各种保温材料的导热率 (W/m·K) , 砂的导热系数为0.05 W/m·K;βq为空气层传热系数, 取23 W/m2·K。

计算得β=1.55 W/m2·K。

2) 混凝土的虚厚度为:

式中, λ为混凝土的导热率, 取λ=2.33 W/m·K;β为混凝土模板及保温层的传热系数;K为计算折减系数, 取K=0.666。

带入各数值得混凝土虚厚度h'=0.666×2.33/1.55=1.00 m

3) 混凝土的计算厚度为:

H=h+2 h'=2.5+2×1.00=4.5 m

式中, h为混凝土的实际厚度。

4) 混凝土的表面温度计算公式为:

式中T2 (t) —t龄期时的混凝土表面温度, ℃;

Tq—施工期的大气平均温度 (取20℃) ;

T1 (t) —t龄期混凝土中心计算温度。

计算得各龄期混凝土表面温度及内外温差见表3。

从以上计算结果可以看出, 混凝土内外温差的最大值为11.94℃, 没有超过规范规定的最大温差25℃, 故采用覆盖一层塑料薄膜和3 cm厚砂层的保温养护措施切实可行。

4 桩基承台大体积混凝土施工工艺

4.1 混凝土的搅拌和运输

混凝土的搅拌采用二次投料的砂浆裹石法或净浆裹石法搅拌工艺。混凝土由集中拌和站集中搅拌, 罐车运输至施工现场, 泵车直接输送入仓, 保证混凝土连续不间断的浇筑。

4.2 混凝土的浇筑

本工程地下室分为三个施工段分段施工。混凝土浇筑采用地泵从北到南依次浇捣。当浇筑到承台ZT5-43、ZT5-45、ZT5-60时采用分层浇筑, 每层厚度不超过50㎝, 浇筑的间隔时间不能超过180 min。

4.3 混凝土的表面处理

初凝前一次抹压→临时覆盖塑料膜→混凝土终凝前1~2h掀膜二次抹压→覆膜养护。

因泵送混凝土表面水泥浆较厚, 所以应在混凝土浇筑后初凝前, 按设计标高进行拍打振实, 并用铝合金直尺刮平, 以赶走表面泌水;在初凝后至终凝前, 采用木蟹打压实, 随后用扫帚顺纹打毛。由于泵送混凝土的流动性大, 其在浇筑和振捣过程中, 上涌的泌水和浆水会顺着混凝土坡脚流淌至坑底。可根据实际情况, 利用现场的基坑排水明沟, 将泌水和浆水导入集水坑中, 并利用小型泵抽出。

4.4 测温点的布置

测温点应尽量布置在所浇捣混凝土块的中间, 这样测得的数据才具有代表性, 能更准确地反映出混凝土内部温度的变化。采用直径Φ48的钢管, 底部满焊钢板。如承台ZT5-45测温点布置见图2。

4.5 温度控制规定

采用普通玻璃温度计测温, 温度计应系线绳垂吊到管底, 停留不小于3 min后取出迅速查看温度, 并做好记录。

测温时间从混凝土浇筑开始至撤除保温层后结束, 且不少于20 d;测温的时间间隔为:混凝土浇灌后1~3 d为2 h, 4~7 d为4 h, 其后为8 h;测温点应编号标于平面图上, 并在施工现场挂上编号标志, 测温数据应记录详细并整理绘制成温度曲线图, 及时反馈温度的变化情况, 当各测温点内外温差达到18℃时应预警, 达到22℃时应报警;此外, 还要控制混凝土的降温速度不大于1.5℃/d, 当混凝土表面与大气的温差不大于20℃时方可撤除保温层。

4.6 针对测温结果采取的措施

根据测温结果, 若发现混凝土的内外温差超过25℃, 而混凝土的表面温度与周围环境温差较小时, 应增加砂层厚度, 否则容易出现结构裂缝;若混凝土的内外温差较小, 但混凝土的表面温度与周围环境温差超过25℃时, 应减少砂层厚度, 否则容易出现表面裂缝。当前面两种情况出现矛盾时, 应以混凝土内外温差控制为主。在混凝土的降温过程中, 当混凝土的内外温差逐步减小并趋于稳定时, 应在混凝土表面逐步撤除砂层, 加快混凝土的降温速度, 使其逐渐接近常温, 顺利完成混凝土的养护工作。

5 结论

本工程已完工并投入使用, 在施工过程中, 混凝土的内外温度发展都在允许范围之内。实践证明, 要实现大体积混凝土的温度控制, 首先要有优质的原材料和合理的混凝土配合比作基础, 然后还要有正确的施工方案、合理的施工组织和有效的温控方案做保证。采用了如上所述的温控措施和施工工艺, 本工程基础大体积混凝土施工取得了良好的效果, 可为在类似条件下进行大体积混凝土施工的工程提供参考。

参考文献

[1]段联保.高层建筑地下结构大体积混凝土裂缝控制研究[J].施工技术, 2011, 41 (6) .

[2]李克江.大体积混凝土温度裂缝分析与工程应用[D].天津:天津大学, 2009.

[3]裴立峰.大体积混凝土温度裂缝控制研究[D].阜新:辽宁工程技术大学, 2008.

[4]曹涯.高层建筑基础中大体积混凝土施工裂缝的预控措施[J].大众科技, 2011, 13 (4) :98-99.

大体积混凝土温控措施 篇8

1 把握好浇注大体积混凝土及其养生的温度

1.1 及时的运用温度控制技术进行养生维护

(1) 对于保温隔离工作做好之后, 根据现场的实际情况来选取适合的保温材料做封面、例如塑料薄膜、袋、稻草床垫, 泥土、沙子等全都可以当作保温建筑材料, 经过计算最后选出合适的保温隔断厚度。

(2) 当大体积混凝土浇筑完成之后, 同时保证水分全部被吸收, 最外面一层可以选用塑料薄膜, 保护纸和少许喷洒维护水等等保温建筑材料。一些保温建筑材料的混合使用能够取得更好的结果, 例如, 塑料薄膜和湿水的混合物 (袋、帆布等等) 搭配使用, 可以保持混凝土的水分, 并使其外观维持水平衡, 防止了水流留下痕迹。

(3) 在昼夜温差大的地点, 以及天气恶劣的时候, 对于项目现场保温建筑材料要准备充裕, 同时对于绝缘隔板的厚度, 也要结合温差变化和混凝土温度测量数据而及时的作出调整。

(4) 结合温度测量信息, 假如混凝土内部温度上升比较迅速, 外体保温效果太低, 混凝土内外温度变化如果比控制值大, 那么要及时的加厚保温分区厚度。

(5) 如果混凝土里面和外面温度变化低于20℃, 对于保温膜层就要慢慢撤掉。在这个环节上要保证混凝土里面和外面温度变化的数值在规定数值之内。假如混凝土内外温差相贴近内外温度控制值的时候, 那么对于隔热膜就需要全都撤掉。对于冬天动工, 保温维持的时间应保证混凝土维持到冻结之前, 也可以在冻结边界上, 并应冷却至5℃的时候, 方可撤掉隔热膜。

(6) 水可以维持大体积混凝土基础保温。水深一般要到达大约10毫米到30毫米深度, 可以根据水深在砖墙外面抹砂浆, 也可以运用粘土建设土埂, 并安放进出水管道。通过改变水的深度调节温度。

1.2 对于大体积混凝土浇注冷却的方法

(1) 对于土料、搅拌所需水温度的降低, 一般选用以下解决办法: (1) 通过潵水对土料进行冷却, 此方法降温成效很高。但是必须有水流管道, 保持土料总体含水率平衡。 (2) 选用地下水或自来水以及冰水来降温。维持水的温度5℃到10℃, 之间, 这样降温效果比较好。 (3) 夏天搭设遮蔽阳光的棚子, 把土料存入棚子里面2到3天内使用, 遮阳棚内存放的土料比在阳光下裸放的土料温度低2℃到4℃之间。

(2) 可在温度低的时候或者夜间实施浇注, 这样既达到了使温度降低的目的, 又有效的减少了温控费用。夏季温度太高, 对于混凝土的浇注白天必须要做好提前量, 这样对于混凝土白天裸晒的时间减少了, 减少了在阳光下存放的面积, 降低了混凝土由于日照直射所产生的温度变化, 在晚上混凝土入库的时候, 在没有“冷缝”的前提下, 做好放慢混凝土入库带盖的速度可以更好的水化热耗散。

2 大体积混凝土工程施工质量控制技巧

2.1 对于混凝土温度调试方案

要及时了解每一个部分混凝土在硬化的时候, 水泥水化热温差的变化, 防止混凝土在浇注, 保养过程中出现由于内部和外部之间的温差产生裂纹, 因此选择合理的技术方法来进行监管混凝土内部和外部之间温差, 一般要低于25℃, 并且温度下降速度小于3℃/d, 尤其是要对混凝土温度监测实施管理。这个项目普遍选用的电子温度测量技术, 对于混凝土温度进行监测, 保证混凝土内部和外部之间温差小于25℃, 温度急剧下降低于10℃以下。温度监测必须保证24小时不间断的进行, 并有专人经管模式, 假如温差增大, 就应立刻实施解决方法。

2.2 对于混凝土浇注和混合控制手段技巧

对于大体积混凝土底板浇注一般采用选择多层水偏坡式, 使其自然从偏坡处流下, 遵循从远及近, 自下而上的模式以混凝土层流动的方向为基础进行层层浇注。之后使其浇注水层厚度减少, 选用有效的浇注顺序, 可以加快其凝固的水泥水化热散热速度, 从而达到降低混凝土的核心温度, 对于刚刚浇筑完的混凝土不要马上接模, 而且值得注意的是接完模的混凝土温度不可能一下子降到大于15℃。钢管混凝土采用高位抛落没有振捣式浇灌。为了预防早期塑性裂纹的发生, 可以运用二次振动与外表维修的方法。按时浇水后去除表面残留水, 提升早期的维护, 加强混凝土的浇注振动, 以致提高混凝土之间的严实性, 提高早期混凝土以及相应的拉伸性能和弹性模量的效果。

2.3 规范具体的维护方案

对于浇注的混凝土, 维护时间上应该延长, 撤掉模的时间应严格的按照规定操作, 减缓冷却的长度和速度, 并充分展示“混凝土的应力松弛反应”;改进混凝土温度监测经管, 引入信息化的控制模式, 及时的对温度变化进行掌握控制。使其内部和外部之间温差低于25℃, 地基上下面的温差低于20℃以下。这样可以优化保温和维修方案, 使混凝土温度和湿度曲线变化较小, 与合理的监管结构裂缝;除此之外在基本完成工作时, 及时填埋土壤, 防止裸露很长一段时间。

2.4 搅拌混凝土的控制方法以及其运输

首要分析工程技术技能对高强度混凝土泵运输的原理:第一个混合搅拌。混合搅拌, 使混凝土除了可以搅拌平均, 也可能达到加强和塑化的目的。

操作泵机注意事项:在混凝土泵运作的时候, 要保证其工作不间断, 最好使其保持连续性。假如, 当混凝土供应不上的时候, 应将泵速度放慢。保证泵运转时接料斗充裕了, 使其不进入空气。假如有空气流入泵, 要立刻转动泵, 使混凝土回到料斗内, 气流删除后重新启动常规泵。当泵送混凝土的时候, 必须保证传输管混凝土混合料的平衡。混凝土泵用完之后, 要立即对传输管实施清理, 避免管道残余混凝土, 提高以后混凝土转移的效率。混凝土的温度在浇注地区, 一般不高于35℃为宜, 而且不能低于5℃。混凝土在卸载区域, 也要核查其粘稠性。测量数据的要符合施工中对粘度的规定, 正常偏差要在正负30毫米之间。由于混凝土的融合性随着传送时间的长短而变化, 所以尽量减少传送时间, 尽可能保证混凝土在凝固前浇水。

2.5 控制原材料的选择

以预定混凝土供货商为主, 项目组织采用辅助控制模式, 混凝土搅拌站和项目组织签合同, 要严格按照《预拌混凝土的标准》 (GB/t14902-2003) 操作, 混凝土搅拌站和项目组织同心协力做好对混凝土性能选择工作, 保证该项目使用全部的建筑材料、设备和技能和合同要有相同的风格, 此外对于建筑材料、设备和技能品质要确保。同时, 所有的混凝土建筑材料和添加剂, 必须得到业主, 托管人, 设计师肯定之后再用。

参考文献

[1]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海:上海科学技术出版社, 2012.

[2]中国建筑科学研究院.混凝土实用手册[M].北京:中国建工出版社.2012.

大体积混凝土温控与防裂技术分析 篇9

1 混凝土出现裂缝的判断依据

由于混凝土结构物在温度应力和温度变形的作用下,混凝土结构中会产生温度应力和温度应变。因此,当混凝土结构物内温度应力达到一定数值并超过混凝土的抗拉强度或结构物的温度应变达到一定数值并超过混凝土的最大拉应变时,混凝土结构物中就会产生裂缝。如果混凝土块体因温度变化受到约束产生的应力大于混凝土允许抗拉强度将导致发生裂缝,反之当产生的应力明显小于混凝土允许抗拉强度,则会发生裂缝。同理,也可以从应变角度来判别,即如果混凝土块体因温度变化受到约束产生的应变大于混凝土极限拉伸值将导致发生裂缝,反之当产生的应变明显小于混凝土极限拉伸值则不发生裂缝。

2 控制温度应力、防止裂缝的技术措施

在大体积混凝土结构内一旦出现大的裂缝,要通过修补以恢复结构的整体性实际上是很困难的。防止大体积混凝土结构的裂缝,应从以下几方面着手[2]。

2.1 选择合理的结构形式和分缝分块

在设计阶段应充分重视结构形式对温度应力和裂缝问题的影响,特别是在寒冷地区,应尽量少用对温度变化很敏感的薄壁结构。在实体重力坝与宽缝重力坝的对比中,应重视宽缝重力坝暴露面积大,比实体重力坝易于出现裂缝这一特点,尽量少用宽缝重力坝,尤其是在寒冷地区。

浇筑块尺寸对温度应力有重要影响,浇筑块越大,温度应力也越大,越容易产生裂缝,因此,合理的分缝分块对防止裂缝有重要意义。当浇筑块尺寸控制在15m×15m左右时,温度应力已经比较小,基础约束高度也只有3m~4m左右。在气候温和地区,裂缝的可能性较小,但在寒冷地区,由于温差过大,这种尺寸的浇筑块仍然难免出现大量裂缝,需要严格的保温措施。

2.2 选择混凝土原材料、优化混凝土配合比

(1)选择水泥。内部混凝土主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求,一般采用低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰。一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。当环境水具有硫酸盐侵蚀性时,应采用抗硫酸盐水泥。(2)掺用混合材料。掺用混合材料的目的在于降低混凝土的绝热温升、提高混凝土抗裂能力。(3)掺用外加剂。外加剂由减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。减水剂是最常用、最重要的外加剂,引气剂的作用是在混凝土中产生大量微小气泡以提高混凝土的抗冻融性。缓凝剂用于夏季施工,早强剂则用于冬季施工。(4)优化混凝土配合比。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。

2.3 严格控制混凝土温度、减小基础温差、内外温差及表面温度骤降

严格控制混凝土温度是防止裂缝的最重要措施。(1)降低混凝土浇筑温度,通过冷却拌和水、加冰拌和、预冷骨料等办法降低混凝土出机口温度,采用加大混凝土浇筑强度、仓面保温等方法减少浇筑过程中的温度回升。(2)水管冷却。在混凝土内埋设水管,通低温水以降低混凝土温度。(3)表面保温。在混凝土表面覆盖保温材料,以减小内外温差、降低混凝土表面温度梯度。

2.4 重视施工前期准备工作

我国不少工程施工单位在施工前期,只重视混凝土制备和浇筑方面的准备工作,而不重视混凝土温度控制方面的准备工作。到了开始浇筑混凝土时,由于制冷厂不能投入运用等原因,混凝土温度控制不能满足设计要求,而早期浇筑的基础部分混凝土正是在温度控制方面最重要的混凝土,其结果是,花钱买了设备,但却没有发挥应有的作用。在施工前期,一定要重视混凝土温度控制方面的准备工作,如制冷厂、制冰机的安装调试,冷却水管及保温材料的准备等等。

2.5 加强施工管理

(1)提高混凝土施工质量。为了防止裂缝,除了严格控制混凝土温度外,还需要加强施工管理、提高混凝土施工质量。(2)薄层、短间歇、均匀上升。在混凝土浇筑进度安排上,尽量做到薄层、短间歇(5~10d)、均匀上升,避免突击浇筑一块混凝土,然后长期停歇;避免相邻坝块之间过大的高差及侧面的长期暴露;尤应避免“薄块、长间歇”。(3)尽量利用低温季节浇筑基础部分混凝土。(4)加强养护。(5)严格控制温度。

3 永久保温对混凝土坝防裂的影响

必须对坝体进行严格的温度控制以防止坝体出现裂缝。大坝施工期间适当控制混凝土最高温度、调整接缝灌浆温度,可以使运行期表面拉应力有所降低,但降幅有限,防止运行期混凝土坝出现裂缝的最有效措施是用保温板对坝面进行永久保温。在运行期,混凝土建筑物表面与外界空气和水接触,水温和气温的周期性变化对混凝土表面温度影响非常大,对混凝土内部的温度也有一定的影响。永久保温可降低外界温度变化对混凝土表面的影响,保持混凝土的整体稳定。对坝体进行永久保温,可有效降低外界温度变化对坝体温度的影响;对坝体进行永久保温,可大大减小坝体表面拉应力,有效控制了表面裂缝的出现,对大坝的安全运行提供保证。

4 结语

在大体积混凝土结构内一旦出现裂缝,要通过修补以恢复结构的整体性实际上是很困难的。因此,对于大体积混凝土结构的裂缝,应以预防为主。主要针对温度裂缝问题以及温控防裂问题进行阐述,永久保温可有效降低外界温度变化对坝体温度的影响;大大减小坝体表面拉应力,有效控制了表面裂缝的出现,对大坝的安全运行提供保证。

参考文献

[1]汤建龙.浅析大体积混凝土裂缝的原因、修补及防治措施[J].科技创业月刊,2009,01.

大体积混凝土温控措施 篇10

关键词：大体积混凝土,基础温控防裂

1 工程概况

萍乡矿区总医院医疗大楼位于萍乡市昭萍西路与环城路交叉口边, 工程占地10306m2, 总建筑面积39969m2, 建筑层数地上22层, 地下二层, 主体为框架一剪力结构, 筏板基础。

主楼筏板基础长74.2m, 宽40.0m, 筏板厚2.5m, 混凝土设计强度为C35, 抗渗等级S6, 中间设有一条后浇带, 要求施工不留施工缝, 一次性浇筑完成, 混凝土浇筑量约为7420m3。

2 施工技术方案

2.1 混凝土施工配合比

(1) 混凝土设计强度为C35, 抗渗等级S6, 坍落度为140～160mm。

(2) 水泥采用42.5级矿渣水泥, 水灰比为0.39, 碎石粒径采用5～40mm, 中砂。

(3) 掺和料采用粉煤灰, 外加剂为WGHEA高效抗裂防水剂 (兼有缓凝作用) , 加入外加剂后, 经测定混凝土缓凝时间为6h。

(4) 每立方米混凝土用量 (kg) :水泥422, 水165, 砂725, 碎石1057, 粉煤灰33.8, 外加剂42.2。

2.2 施工工艺

(1) 根据结构的特点采用斜面分层连续浇筑, 混凝土采用泵送, 塔吊配合施工。

(2) 斜面分层浇筑中, 每层厚度不大于400mm, 插入式震动器振捣, 控制移动间距为400～500mm。

2.3 混凝土浇捣

(1) 混凝土运输机械。

60型砼输送泵一台, 有效输送砼能力55m3/h;40型砼输送泵一台, 有效输送砼能力35m3/h。

(2) 浇捣顺序:

(见图1) 。

(3) 一次分层浇捣长度L为20m。

2.4 混凝土温差和收缩产生的温度应力计算

(1) 计算参数:

结构长度L=4000cm, 结构厚度H=250cm;阻长系数CX=0.6N/mm2;28d硂弹膨胀模量EO=3.15×104N/mm2;硂线膨胀系数=1×10-5;每m3硂水泥用量Mc=422kg/m3

水泥28d水化热Q=334000J/kg;因温度水泥品种而异系数m=0.34;硂密度=2400kg/m3;硂比热C=0.96KJ/kg.k;常数e=2071828;标准状态下硂极限收缩值=3.24×10-4;修正系数:M1M2 M10=1.5;各龄期混凝土松弛系数S (t) , 地基水平阻力系数Cx。

(2) H/L=150/4000=0.0375<0.2符合计算假定。

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(3) 各龄期混凝土弹性模量:

E (t) =E0 (1-e-0.09t) (由于从第3天后开始降温, 所以从第3天开始计算)

(4) 结构计算温度:

T=Tm (t) +Ty (t)

(a) 混凝土各阶段温差Tm (t) 水泥水化热引起的混凝土绝热温升T (t) =McQ0/C (1-e-mt)

TMax=McQ0/C=422x334000/960x2400=61.2

(b) 混凝土收缩当量温差Ty (t)

(5) 计算温度应力

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计算上述数据列表 (略) , 结论如下:计算总温度应力:t=1.5MPa

2.5 养护措施

大体积混凝土施工与措施的探讨 篇11

【关键词】大体积混凝土；施工问题；裂缝；控制；措施

0.前言

大体积混凝土具有结构、体形大、刚紧密、混凝土数量多，工程条件复杂等特征，导致其常常会出现各种质量问题，对此要引起施工及管理人员的高度重视，采取必要的措施加以控制。

1.大体积混凝土的特点

至今为止，国内对大体积混凝土也没有准确定义，国际上对其定义也一直并未统一，随着高层建筑的发展，大体积应用的范围也在不断加大，主要呈现出以下几个特征：

第一，混凝土设计强度高，单方水泥用量大，水化热引起的内部温度要大于一般的混凝土。

第二，结构断面内配筋多，整体要求高。

第三，基础结构多被置于地下，受到外界温度影响较小，但对抗渗性的要求较高。

所以，控制混凝土的内外温差与温度变形而导致的裂缝是大体积混凝土施工的关键问题，目前国内上仍未出台相关规定，随着应用范围的扩大，其施工技术也得到一定程度的提高。

2.大体积混凝土的施工要点及存在问题

2.1选材要点及存在问题

第一，水泥的选择。

要以满足强度与耐久性为前提，尽量选择低热或者中热的矿渣水泥、火山灰水泥，严禁不合格水泥进场；同时，大体积混凝土工程量较大，对水泥用量需求多，导致品种标号不一，这就要求强化水泥进场的检验与试配。

第二，骨料的配制。

骨料可以分为粗骨料和细骨料两种，在配制的时候也要注意煤灰的用量及外加剂的使用。碎石和卵石均可作为粗骨料，骨料不能含有有机杂质，含量要控制在1%之内。细骨料要选用粗砂或者中砂，含泥量要小于3%。同时要控制好粉煤灰的量及选择准确外加剂。

第三，设计好配合比。

在进行配合比设计的时候要充分利用60天或90天的后期强度，达到降低水泥用量的需求，但一切都要在设计单位的认可下完成；要根据使用的材料通过试配来确定配合比。在进行配合比的设计过程中要遵循《混凝土结构工程施工及验收规范》，保质保量的完成设计工作。

第四，做好施工的准备工作。

与普通混凝土不同，大体积混凝土在施工前除了要做好基本的准备外，要根据其特殊性，准备好辅助设备及附属材料的准备等，尤其要做好编制工作，在编制过程中要遵循结构整体性的原则，进行分层分块浇筑，减少浇筑块在硬化过程中出现分数，提高散热效率；同时要控制好内外温差，加强养护，减少裂缝出现的几率。从内容来看，主要是为了降低约束要求，及通过热工计算制定相应的方案， 提高工程的质量。

第五，施工工艺要求。

（1）一般情况下，大体积混凝土施工尽量选用地温条件下进行，最高温度不能超过30℃，如果气温高于30℃，要进行详细的分析及温度计算，采取相应的降温措施。

（2）要严格的按照原材料的配合比进行混凝土的配置，重量误差要控制在2%之内，粗细骨料要控制在3%之内。

（3）完成搅拌的混凝土要及时送往浇筑点，进行入模浇筑，运送中要防止混凝土发生离析、坍落度等问题。

（4）浇筑混凝土的要点。

大体积混凝土的浇筑要根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸、钢筋密度等因素选择具体的方法，当前主要采用全面分层、分段分层、斜面分层三种方法。在基础底板的厚度超过1.3m的时候尽量选择分层建筑的方法。另外，为了减少大体积混凝土底板的内外约束，浇筑前宜在基层设置滑移层。为了减少分块间后浇缝处钢筋的连接约束，应将钢筋的连接设置在后浇缝处。要做好分层浇筑的养护工作，加强浇筑层间的结合工作；在暑期施工过程中要采取有效措施降低内部的温度；在施工中为了避免离析问题，尽量采用机械振捣；另外要掌握好养护的时间与方法，做好温度的控制工作，保证混凝土浇筑的质量。

2.2施工中注意的关键问题

2.2.1控制好沁水与浮浆的问题

大体积混凝土多采用的是分层浇筑的方法，上下层施工间隔时间长，因此在浇筑层非常容易产生沁水层，如果采用泵送混凝土进行施工的话这种情况肯能更加严重。针对这一问题，可在结构四周侧模的底部设置排水孔，使多余的水分从孔中被排出，或者是用正式设计的集水坑或人为的水潭，集中将多余的处分用泵抽出。对于墙体等竖向的结构，可以采用调整配合比及塌落度的目的实现。

2.2.2留置与处理后浇缝

大体积混凝土的施工要做好分缝与分块，降低约束的影响；另外也可以运用浇筑块的层面完成散热工作，降低内部温度。但要做好接缝处的防渗水工作。

2.2.3控制好模板的施工质量

大体积混凝土的施工需要承受混凝土侧压力及振捣混凝土的振动力，所以要保证模板及支撑体系的可靠性，减少模板出现严重变形。

相较于传统的混凝土，大体积混凝土模板施工的方法存在一定差异，要结合受力的情况，对模板、立柱等支撑系统的构件进行设计计算，做好安全准备工作。条件允许的情况下尽量采取钢模板，如果选用木模，在混凝土浇筑前做好湿润工作，禁止膨胀变形。

3.解决混凝土裂缝的对策

3.1合理选择混凝土的配合比

配合比在很大程度是由材料决定的，因此尽量选择水化热低、安定性好的水泥，在满足强度要求的前提下，尽量减少水泥用量达到降低水泥水化热的目的，从实践情况来看，控制水泥用量在450kg/m3是可以起到防止裂缝出现的；同时要控制好砂子、石子的含泥量在可控范围内。

3.2根据季节不同选择不同的降温与保湿方法

夏季要做好降温工作，可以在搅拌混凝土的过程中掺入定量的冰水，温度要控制在5-10℃，完成浇筑后要采用冰水进行降温处理，但是水温与混凝土的温差要控制在20℃之内，做好后期的养护工作。冬季施工的话则要进行保温处理，达到减小内外温差的目的，防止裂缝出现。

3.3尽量进行分层分段浇筑

采用这一方法进行浇筑可以使其水化热能尽快的散尽，然后进行二次振捣，增强其密实度，提高抗裂水平。

3.4测温工作是关键

控制好混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度的差要控制在25℃之内。

3.5外加剂的使用

在进行混凝土的配制过程中可以条件少量磨细的粉煤灰和减水剂，减少水泥的用量，也可以掺加混凝剂，降低水化热的峰值。同时也可以加入适量的微膨剂，减小收缩，减少温度应力。

3.6改善约束条件

根据不同工程的特征，可以采取不同的对策，降低外约束力。一般情况下可以设置滑动的垫层，也可以在大体积混凝土的四周与护坡桩间砌筑隔离墙，在发挥模板功能的同时减小大体积混凝土的外约束力。

3.7设置后浇缝

如果大体积混凝土尺寸过大，可以适当的设置后浇缝，减小约束与温度应力，同时也利于散热，降低内部温度，防止混凝土裂缝。

4.结束语

总之，大体积混凝土施工是一门综合的学科，受到诸多因素的影响，从设计到施工，从选材到后期养护都会影响到混凝土的施工质量，对此要结合具体的情况，采用抗放相结合的对策减少混凝土的裂缝，另外要不断的改进操作水平，提高施工人员的综合素质，将混凝土工程裂缝的损害降低，保证工程的质量。

【参考文献】

[1]赵付安.大体积混凝土施工防裂措施研究[J].山西建筑，2008，（15）.

[2]邓洪干.浅谈大体积混凝土施工[J].科技信息（科学教研），2008，（24）.

大体积混凝土温控措施 篇12

关键词：大体积混凝土,温度裂缝,施工技术要点

随着建设规模的迅猛发展, 结构形式日趋大型化和复杂化, 与其相适应的大体积混凝土在建设工程中得到广泛地应用。由于其体积庞大, 工程条件复杂, 一次性混凝土浇注量大, 因此施工工艺及施工措施控制对混凝土的耐久性甚至力学性能有直接影响。然而, 由于大体积混凝土应用条件的多样性和水泥混凝土体系自身的复杂性, 混凝土的裂缝极为普遍, 在各类工程中裂缝几乎无所不在[1]。通常大体积混凝土结构要承受两种不同性质的荷载, 一种是结构荷载, 包括泥砂压、水压以及结构自重与设备重量等;另一种是混凝土本身的体积变化, 主要是温度应力[2]。据统计, 在工程实践中, 结构物产生的裂缝由结构荷载引起的裂缝只占15%～20%, 而80%～85%的裂缝主要由变形荷载引起的[3]。因此, 在满足混凝土结构荷载、强度、刚度要求外, 主要就是如何控制温度变形裂缝的发生。分析和探讨产生温度裂缝的各个因素, 从设计、施工、养护及温控等各个环节加以控制, 是避免温度裂缝的产生, 并确保工程质量的重要方法。

1 大体积混凝土温度裂缝的产生原因分析

1.1 水泥水化热引起的温度裂缝

大体积混凝土在水泥水化过程中释放出一定水化热, 在建筑工程中一般为20℃～30℃甚至更高。由于体积庞大, 混凝土的热传导性能极差, 在短期内很难散发, 在混凝土内部形成非线形温度场 (内外温差) , 使混凝土内部产生压应力, 表面产生拉应力, 当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时, 便开始出现温度裂缝。这种裂缝多发生在混凝土浇筑后的升温阶段。此时, 混凝土表面应保持潮湿的养护环境, 否则由于水分的快速蒸发会引起初期的混凝土产生干缩而加剧裂缝的产生。此外, 在降温阶段, 基底或结构本身限制混凝土在降温阶段的自由收缩, 导致拉应力的产生, 当混凝土极限抗拉强度不足以抵抗收缩应力时在混凝土中产生收缩裂缝, 有时会贯穿全断面, 成为结构性裂缝, 带来严重的危害。

1.2 外界气温变化的影响

温度应力是由温差引起的变形造成的, 温差愈大, 温度应力也愈大。因此, 大体积混凝土在施工阶段, 外界气温的变化影响是显而易见的。混凝土的内部温度是水化热的绝热温升和浇筑温度、结构散热降温等各种温度的叠加, 外界气温愈高, 混凝土的结构温度也愈高, 如外界温度下降, 会增加混凝土的降温幅度, 特别是在外界气温骤降时, 这对大体积混凝土极为不利。同时, 在高温条件下, 大体积混凝土不易散热, 混凝土内部的最高温度一般可达60℃～65℃, 并且有较大的延续时间 (与结构尺寸和浇筑的块体厚度有关) 。因此, 研究合理的温度控制措施, 防止混凝土内外温差引起的过大温度应力, 就显得更为重要。

总之, 大体积混凝上中产生裂缝有多种原因, 主要是温度和湿度的变化、结构不合理、原材料不合格 (如碱骨料反应) 以及混凝土的脆性和不均匀性等。总结大体积混凝土裂缝的产生, 有如下规律:

⑴温差和收缩越大、温度变化和收缩的速度越快, 越容易开裂, 裂缝越宽、越密:

⑵温度梯度大、承受均匀温差收缩的厚度越小, 越容易开裂;

⑶基底对结构的约束作用越大, 越容易开裂;

⑷在一般情况下, 结构的几何尺寸越大, 越容易开裂。

2 大体积混凝土的控温及防裂施工要点

首先, 必须有一个良好的测温方案, 应在不同的深度下测温, 表皮100mm、150mm必须测温, 旨在摸清大体积混凝土水化热的多少, 不同深度处温度升降变化规律, 以便发现问题及时采取对策措施。其次, 还必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身的抗拉强度这两方面综合考虑。

2.1 材料和设计方面

优化配合比、减少水泥用量、掺加减水剂和外掺料 (如:粉煤灰) 、选用水化热低的水泥 (如矿渣水泥, 明矾石水泥、大坝水泥) 、提高混凝土抗拉强度、改善约束条件、控制减小混凝土绝热温升Tmax值, 减少总降温差。

为了降低水化热量的发展, 而且又能获得足够的强度, 近些年来, 在大型建筑和大体积混凝土施工中通常用20%～50%的火山灰来部分取代普通硅酸盐水泥。在实际工程中可通过以下几方面来控制温度和降低温升:

⑴采用化学外加剂 (减水剂、超塑剂、引气剂等) 。一方面减少所需水泥浆的用量, 另一方面还能保证所需的工作性和预先确定的水胶比。

⑵采用矿物掺和料取代水泥, 如火山灰、粉煤灰、高炉矿渣、硅灰、石粉等, 以降低水化热的作用。

⑶集料的选择。大粒径集料可减少水泥用量, 不仅可以减小混凝土温升, 还可以提高混凝土拌和物的工作性, 然而较大粒径的集料在一定程度上也会降低混凝土的抗拉强度。碎集料对于混凝土的抗拉强度是有益的, 因为粗糙的表面可以产生较大的粘着力, 提高抗拉强度。

另外, 在设计阶段还要对施工过程进行一系列的决策, 如, 混凝土的规格、浇注混凝土的尺寸、施工地点、投料顺序、伸缩缝的位置、最大温升和温差等。在设计时, 降低相邻结构物的约束, 相邻结构物的约束程度可通过选择合适的混凝土浇注顺序或混凝土接缝位置来进行优化。同进应该考虑用中空的结构形式代替大体积结构形式以避免混凝土中不必要的大体积和大厚度现象。

2.2 施工控制要点

2.2.1 混凝土的浇筑与捣固

根据具体情况和温度应力计算, 确定一次性浇筑或分块浇筑。然后根据确定的施工方案确定劳动力数量、计算混凝土运输工具、浇筑设备和捣实机械。常用的浇筑方法是用塔式起重机浇筑和混凝土泵浇筑。值得注意的是, 当混凝土采用泵送时, 应严格控制混凝土浇筑时的坍落度, 若出现离析现象, 必须在浇筑前进行二次搅拌。在大体积混凝土施工过程中常采用分块浇筑来降低大体积混凝土的内外温差。在工期允许的条件下, 可将大体积混凝土结构采用分层多次浇筑, 在室外气温较低时进行, 混凝土浇筑温度不宜超过28℃ (注:混凝土浇筑温度系指混凝土振捣后, 在混凝土50～100mm深处的温度) , 使混凝土内部的水化热得以充分地散发, 而结合面则按施工缝处理, 但应该注意的是分层浇筑的间歇时间。

从理论上分析, 一次性浇筑只要采取降低混凝土内部温度、保持内外温差在一定温度范围内 (小于25℃) 的措施, 就可保证混凝土结构的完整性。混凝土浇筑层的厚度, 应不大于振捣棒作用部分长度的1.25倍。浇筑混凝土应连续进行, 如果必须间歇时, 也必须在前层混凝土凝结之前, 将次层混凝土浇筑完毕。

2.2.2 大体积混凝土施工中的后浇带

目前, 大多数国家均采用设置温度伸缩缝的方法控制裂缝 (一般伸缩缝的间距为6～40m) 。然而, 伸缩缝容易出现渗漏的现象, 特别是地下工程, 因此在施工条件及施工技术均较困难的条件下, 常采用临时性变形缝 (即后浇带) 来控制裂缝。后浇带的间距较小, 一般为20～40m, 可使施工期间激烈温差及收缩应力得到显著的释放。封闭后浇带的时间间隔越长越好, 一般不少于40d, 过短将失去作用。封闭后浇带的材料可采用比缝两边混凝土高一个强度等级的普通混凝土或膨胀混凝土, 在浇筑混凝土之前应将接缝处的混凝土表面凿毛, 清洗干净, 井保持湿润。后浇缝混凝土浇筑后, 其养护时间不应少于28d。

当大体积混凝土平面尺寸较大, 而又不希望留置后浇带时, 可采取措施, 用减小地基对混凝土的阻力系数 (Cx) 的方法来实现减小温度应力的目的。可以在大体积混凝土下面的垫层上干铺一层油毡作为滑动层, 或者在垫层上表面抹平压光, 再涂刷隔离剂。

2.3 混凝土的养护

从养护方面着手, 提高混凝土的表面温度, 降低混凝土的内外温差。混凝土暴露在较低的环境温度以及较高的表面温度 (由于太阳辐射) 或干缩会提高早期裂缝产生的机率。研究表明由于混凝土内部膨胀而产生开裂主要发生在水化温升阶段, 因此在此阶段防止混凝土暴露在较低的环境温度中和干缩对避免表面裂缝的产生有重要意义。主要采取的措施如下:

⑴模板和保温层。混凝土表面开裂的关键阶段发生在混凝土浇注后的1d～2d内, 因此在此时不应拆除模板。同时, 在冬期施工期间, 模板应在混凝土表面冷却到5℃以下时才能拆除, 而在非冬期施工期间, 应在混凝土表面与外界温差不大于5℃时才能拆除, 否则应采取使混凝土缓慢冷却的临时覆盖措施。

⑵向混凝土表面洒水或采用密封剂来避免干缩的影响。一般, 对采用普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土, 混凝土在潮湿环境中的养护时间不得少于7d;而有抗渗要求或掺用缓凝型外加剂的混凝土, 养护时间不得少于14d。

⑶当混凝土暴露在较低的环境温度中时 (如冬季) , 应对混凝土进行表面绝热保温, 混凝土抹压密实后应及时覆盖塑料薄膜, 再覆盖保温材料 (岩棉被、草帘等) 。

⑷然而同前述部分一样, 也须注意保温层的分层设置以及逐层撤去。

⑸夏季施工时还应避免阳光直射。

3 结束语

大体积混凝土结构施工时, 虽然不可避免会出现裂缝, 但是其有害程度是可以控制的。大体积混凝土温度裂缝的控制是一个复杂的问题, 影响因素较多。分析诸多因素不难发现导致裂缝的主要原因是由于水泥水化热升高使混凝土温度变化产生温度应力, 而外界气温变化或干缩会加剧混凝土的早期裂缝。在控制大体积混凝土温度裂缝时应从产生温度裂缝的各个因素出发, 从设计、施工、养护及温控等各个环节加以控制, 以避免温度裂缝的产生, 最终确保工程质量。本文分析裂缝影响因素, 并从设计、材料、施工、温控等方面总结出大体积混凝土温度裂缝的控制方法。●

参考文献

[1]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土, 2002.5.

[2]龚召熊.水工混凝土的温控与防裂[M].北京:中国水利水电出版社, 1999.