摘要：近年来，我国科学技术发展水平越来越高，为满足现实生活中建筑物对结构承载力、体积稳定性、耐久性能等需求，混凝土构筑物体量越来越大，尤其是桥梁工程及水运工程。GB50496—2009《大体积混凝土施工规范》定义：“混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土”。裂缝是目前工程建设中极为普遍的问题，特别是贯穿裂缝，不仅影响结构的耐久性和承载力，而且会危害到建筑物的安全。
关键词：大体积混凝土；温控防裂；技术
引言
混凝土是由砂石、水泥、水共同混合而成的一种建筑应用材料，但是此种材料往往会受到外界自然环境的影响，而出现变形或者表面出现蜂窝裂缝的现象，正是由于这种现象的存在，使得混凝土表现出一定的非均质的特点，如果在具体施工过程中没有给予足够的重视，对于混凝土的预应力进行一定的增加，那么将会对整个混凝土结构产生一定的影响，为后期投入使用容易埋下一定的安全隐患。
1大体积混凝土温度裂缝产生原因
大体积混凝土结构在施工和运营期间易于出现温度裂缝。一方面，混凝土结构的内外温差会促进温度应力和应变的产生；另一方面，该应力和应变又受到混凝土结构的外部约束及其自身收缩变形的阻碍。当温度应力和应变突破阻碍，超过混凝土的抗拉极限时，即会出现温度裂缝。根据深度，大体积混凝土结构中的裂缝通常分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。表层裂缝分布在混凝土结构表面，深度较浅且外荷载作用下不扩展的表层裂缝通常不影响整体结构的使用；深层裂缝是表层裂缝由于应力集中进一步扩展所致，对混凝土整体结构的稳定性具有一定的危害；贯穿裂缝由深层裂缝发展而成，贯穿整个混凝土结构，严重危害混凝土结构的整体安全性和耐久性。
2工程概况
本工程为某国际航运中心总部大厦（37#地块）CD座，地下二层，地上39层，D楼筏板区域底板面积3988㎡、厚度主要为3000mm，防水板厚度为1000mm，承台厚度有1500mm、2000mm、2500mm等，其中主楼电梯基坑、集水坑底板混凝土厚度最大为7.6m。一次性浇捣混凝土方量为18000m3，强度等级为C40。
3大体积混凝土温控防裂技术的应用
3.1优化材料选择及配比设计
3.1.1水泥及骨料
为了控制水泥水化的放热量，应优先选择低热水泥，并尽量减少水泥的用量。水泥的单位用量每增加或减少l0kg，混凝土的绝热温度将升高或降低1℃。此外，大体积混凝土的配制应选择连续级配、热膨胀系数小、含泥量较低（一般来说，砂、石的含泥量应控制在1%以内）的骨料。这主要是因为采用连续级配的骨料和易性更好，且其在混凝土拌合物中所占体积比相对较高，因此可以在确保混凝土强度的条件下减少水泥用量，起到间接控制水泥水化放热量的作用。对于粗骨料，应根据实际配合比设计要求和施工工艺条件确定粗骨料最大粒径；对于细骨料，应选择优质中砂和粗砂，细度模数应控制在2.6～2.9，并在满足各方面施工要求的条件下减小砂率。
3.1.2外加剂
在满足大体积混凝土施工和易性和强度的条件下，可以掺加必要的矿物掺合料和化学外加剂。其中，矿物掺合料包括粉煤灰、矿渣、烧黏土等，化学外加剂包括防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等。在实际工程中，通常采用粉煤灰和高效减水剂双掺技术进行大体积混凝土的温度控制。粉煤灰的掺入可以改善混凝土拌合物的工作性，同时显著降低其早期水化热。实验表明，掺加15%（与水泥的质量比）的粉煤灰可以使水化热降低约15%，且水泥的水化热随着粉煤灰掺量的增加而逐渐降低。但粉煤灰掺量过多会降低混凝土早期强度、促进混凝土的收缩变形，因此实际应用中的粉煤灰最佳掺量应通过试验进行确定。
减水剂具有减水和增塑的功能，可以在保证混凝土坍落度和强度的条件下，减少拌合水用量，从而在一定程度上降低水化热。此外，为了补偿混凝土的收缩变形，可以掺入适量的膨胀剂以引起混凝土的微膨胀，或者延缓混凝土自身的收缩过程，使其抗拉强度及抗压强度得到充分发展，从而在降低水化热的基础上增强混凝土结构的致密性。另有研究表明，纳米MgO作为一种新型膨胀剂，具有分布均匀、填充内部孔隙较多等优点，可以用于大体积混凝土中；而从控制原材料成本的角度考虑，轻烧MgO和纳米MgO的复掺可以使混凝土产生更大、更安全的膨胀，从而更有利于大体积混凝土的收缩补偿。
3.2混凝土浇捣过程温度控制
根据本工程大体积混凝土特征，一般可以采用推移式连续浇筑，同时利用分区分块斜面分层连续浇筑也可，具体根据实际施工需求。在施工前期需要配备8台HBT60C混凝土输送泵，并且按1:6~1:10的坡度分层浇筑。第一阶段，先浇捣深基坑内2个集水坑（标高为-21.9～-20.3）；第二阶段，从D1区西面往东面分层浇捣，中间2台布料机在上下层浇捣间歇时间接近初凝时间时及时布料。第三阶段，从D1区西面往东面分层浇捣剩下的区域，中间2台布料机在上下层浇捣间歇时间接近初凝时间时及时布料。采用分段分层布料、分段分层振捣的施工方法进行施工，混凝土一次浇筑的厚度为500mm，分段的长度为10m，尽量延长上下层混凝土的覆盖时间，让混凝土充分散热，但上下层浇捣间歇时间不得超过混凝土初凝时间，布料时在2～3m范围内水平移动泵管且垂直于模板布料，混凝土采用插入式高频振动棒进行振捣，进行上层混凝土振捣时插入下层的深度不少于50mm，振动棒的移动间距以400mm为宜，应尽量避免碰撞钢筋，振动棒每一振点的振捣时间，一般控制时间为15～30s，时间过短，混凝土不易振实，过长会引起混凝土离析，混凝土振捣应注意“快插慢拔不漏点”。
3.3加强养护工作
3.3.1确定温控指标
养护阶段的裂缝控制主要为表面温差、内表温差和降温速率控制，因此应全面控制表面温差、内表温差、综合降温差、降温速率。通过查阅《大体积混凝土施工规范》GB50496及计算，本文认为将降温速率控制在2℃/d以内，内表温差、表面温差控制在25℃以内，这样才能达到一个比较好的控制效果。
3.3.2做好保温保湿养护
混凝土浇筑完成后，随即转入养护阶段，可通过浇筑构件表面覆盖保温材料进行保温养护来实现。养护材料为一层土工布+一层塑料薄膜+一层土工布。塑料薄膜和土工布能有效保证土工布里的水份不会散失，保证混凝土强度增长及其表面湿润，确保不产生干缩裂缝，还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩作用，达到较好的养护效果。
3.3.3适当延长养护和拆模时间
适当延长养护和拆模时间，可减小混凝土内外温差，延缓降温速率和时间，延长混凝土表面湿度，提高混凝土拉伸强度。拆模时，防止在混凝土表面发生急剧的温度梯度，控制表面温差不大于15℃，内表温差不大于20℃。
结语
综上，大体积混凝土温控防裂技术措施应该从诱发温度裂缝产生的各种因素入手，进一步优化原材料选择及配合比设计、改善施工工艺、合理安排养护等各个环节，并根据现场实际情况及时调整温控措施，以减少或避免温度裂缝的出现、强力保障最终的施工质量。
参考文献
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