广西建工集团第一建筑工程有限责任公司
摘要：大体积混凝土施工中内部水化热积聚不易散发，与外界产生较大的温差进而产生了温度裂缝。本文对大体积混凝土产生裂缝及原因进行分析，并结合实例提出了控制手段。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；产生机理；控制
随着我国城市化进程的加快,我国的工程建设规模日益增大,大体积混凝土结构的应用也越来越多。在大体积混凝土施工中,因水泥水化热大且水泥导热性能不佳,如处理不当,则会造成温度裂缝的出现,影响大体积混凝土性能的发挥,影响到建筑物整体的稳定性及安全性。如何对大体积混凝土施工温度裂缝进行有效的控制,保证工程施工的质量是当前的一个重要课题。
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1大体积混凝土施工中温度裂缝产生的原因
1.1水泥水热化
大体积混凝土的施工面积较大,缺乏良好的导热性,在混凝土浇筑后到硬化期间,水泥自身会释放大量的水化热;最高温度可达30℃。内部温度无法散失而不断升高,与外部形成了强烈的温度差,从而引起了拉应力,导致了混凝土裂缝的出现。
1.2施工环境温度影响
在寒冷的冬天,混凝土施工环境温度普遍低下,在混凝土浇筑施工中,内外温差非常大。尤其是大体积混凝土施工面积较大,其内部温度与浇筑温度的差异影响愈加明显,极易导致混凝土表面裂缝或者贯穿性裂缝的出现。
1.3混凝土收缩变形产生的影响
简单来说,混凝土的收缩变形是指由于混凝土中水泥多余的水分挥发而导致的体积收缩。例如:在气候干燥的环境下,随着水分的快速蒸发,混凝土内部结构快速收缩,极易产生不规则的裂缝。
1.4混凝土养护工作不到位
大体积混凝土产生裂缝的另一重要原因在于混凝土的养护工作不到位。如若在混凝土施工结束后,没有在第一时间对混凝土进行覆盖薄膜保湿处理,受外界温度的影响,例如干燥、寒冷、大风等天气,混凝土水分将会快速流失,极易导致大量裂缝的产生。
2项目概况
工程为东盟绿地大学城（一期）项目30号地块，位于广西-东盟经济技术开发区珠山路与致和路交界处西南侧处，建筑占地面积为约22200㎡，总建筑面积为91744.97㎡，工程包括：地下室、1#，2#，3#，9#，10#住宅楼，联体商铺。本工程住宅楼基础结构类型为旋挖桩承台基础，桩长10m，上部为框架剪力墙结构，地下室、商铺基础类型为独立基础，上部结构为框架结构。该工程要用大体积混凝土施工，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，故展开大体积混凝土温度裂缝控制手段。
3大体积混凝土温度裂缝控制手段
砼浇筑体积大，由于砼的导热性能低，在内部水化热不易散发，砼表面散热快，形成内外温差，产生温度应力，容易产生裂缝。因此，严格控制温差不超过25℃，防止表面裂缝。具体控制措施阐述：
3.1大体积混凝土浇筑技术措施
（1）分层、分段浇筑技术
分层、分段浇筑法是大体积混凝土的施工作业阶段常用的降温方法之一，目的是合理控制大体积混凝土的温度。大体积混凝土浇筑时，一般有三种浇筑方法。
一是全面分层：全面分层方案一般适于平面尺寸不大的结构。在整个模板内，将结构分成若干个厚度相等的浇筑层，浇筑区的面积即为基础平面面积。浇筑混凝土时从短边开始，沿长边方向进行浇筑，要求在逐层浇筑过程中，下一层混凝土要在上一层混凝土初凝前浇筑完毕。
二是分段分层：分段分层方案适于结构厚度不大而面积或长度较大时采用。当采用全面分层方案时浇筑强度很大，可采用分段分层浇筑。浇筑混凝土时结构沿长边方向分成若干段，浇筑工作从底层开始，当第一层混凝土浇筑一段长度后，便回头浇筑第二层，当第二层浇筑一段长度后，回头浇筑第三层，如此向前呈阶梯形推进。
三是斜面分层：斜面分层多用于长度较大的结构。采用斜面分层方案时，混凝土一次浇筑到顶，由于混凝土自然流淌而形成斜面。
其注意事项主要为以下几点：①在大体积混凝土浇筑施工前，要原材料质量、数量、泵车等机具设备都要满足连续浇筑的要求，把停电影响等因素考虑进去，有预案。②缓凝是个核心问题，越是量大越是要延长初凝时间。③分层连续浇筑时，振捣棒应插入下层50mm，以消除两层间的接缝。
（2）冷却水管技术
冷却水管技术也是常见于大体积混凝土浇筑施工中的降温技术。这一技术的运用可以直接降低混凝土的内部最高温度，从而减少内外温差，防止混凝土表面裂缝的产生。冷却水管技术的具体操作手法可分为以下步骤：首先将特制的水管以蛇形置入混凝土内部，使水管与混凝土的接触面加大，促进降温效果。然后将冷水以定时循环的形式通入管中，对混凝土内部进行降温。当冷却水管过多，影响混凝土强度时，应该对水管进行分层铺设。后期对每根水管进行编号管理和区分，并对每次维修和维护做好跟踪记录。如若跟踪记录正常，冷却水管则需用高强度水泥浆灌注填实。
（3）特殊环境下的施工技术
施工时由于不能完全避开特殊季节的限制，外界气温的变化，大体积混凝土在施工阶段时的浇筑温度会随着外界气温的变化而变化，特别是气温骤降，会大大的增加内外层混凝土的温
差，这对大体积混凝土是不利的。这就需要采取措施，如冬天要对施工材料作保温的措施，即在混凝土表面温度差异最小时实施拆除工作，避免浇筑后出现冷缩裂缝。在炎热天，大体积混凝土在高温条件下也不易散热，混凝土内部温度会很高，要控制混凝土入模温度，控制混凝土内外的温差。可采取夜间施工或用冰水或深井凉水拌制混凝土，或对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。另可采用二次抹面工艺，减少表面收缩裂缝。
3.2施工控制
严密控制坍落度在不低于160mm，在保证泵送条件下，尽量选择小值，因为一方面在泵送作用下，砼在管道中离析，另一方面水灰比大，砼容易开裂。降低砼入模温度。在砼浇捣过程中，前台、后台加强联系，统一指挥调度，尽量减少砼运输及等待时间，有效降低砼的入模温度。
加强施工中的温度控制。合理安排施工程序，砼在浇筑过程中采取斜面分层浇捣避免砼拌和物堆积过大产生离析。浇捣后，做好砼的保温养护工作，减少温差，充分发挥徐变特性，减低温度应力。并在大底板设置若干测温孔，随时测量底板内温度，根据温度差随时调整保养措施。对板面进行拍打振实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。掺加外加剂，改善和易性，降低水用量，以达到减少水泥用量，降低水化热的目的。
3.3施工后的养护措施
由于大体积砼在养护期间必须严格控制其内外温差，确保不出现有害裂缝，确保砼的质量，因此，养护是大体积砼施工中的一项十分关键的工作。砼的养护对其抗渗性能影响较大，特别是早期湿润养护更为重要，砼终凝前，即进行养护，养护时间不少于14d。养护主要是保持适宜温度和湿度，以便控制砼内外温差，促进砼强度的正常发展及防止裂缝的产生和开展。应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，温差应控制在25℃的范围内。
砼浇筑完成12小时后采用麻袋覆盖，作为保温、保湿养护。派专人每2小时浇水一次，以便控制内外温差，防止砼早期和中期裂缝。底板养护工作必须根据测温值与温差，及时调整养护措施。控制了降温速率，从而控制了裂缝的开展。
麻袋覆盖一天后，采用蓄水进行降温养护，蓄水时采用M5.0混合砂浆砌筑MU7.5多孔砖进行围护，高100mm。
结束语
大体积混凝土温度裂缝产生的原因很复杂，在施工过程中也难以避免。设计之初考虑到温度裂缝这一因素，提前做好设计安排；在材料选择的过程中要尽量选择热量低、放热慢的原材料；施工过程要严格按照施工方案，选择合适的浇筑方式；后期需要注意加强养护，只有做到了这些，才能最大限度减少温度裂缝的出现，保障工程质量。
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