建筑工程大体积混凝土温度裂缝控制研究
孙皙蒙 吕东明
天津鑫奥翔建筑工程质量检测有限公司 天津 301900
摘要：大体积混凝土在浇筑过程中容易因水化作用产生大量的热量，如果不能及时释放内部热量或者温度分布不均匀，就很可能因内外温差过大引发温度裂缝问题。提升内外温差的控制力度可降低施工中大体积混凝土裂缝的发生概率，采取有效措施降温并控制混凝土的收缩，对原材料、施工工艺、养护措施进行严格控制。
关键词：建筑工程；大体积混凝土；温度裂缝控制
引言
目前建筑工程的建设规模不断增大，大体积混凝土结构凭借整体性好、稳定性高等优势，被广泛应用于各项工程的建设。对大体积混凝土常见的温度裂缝问题进行分析，可以从原材料配置、施工过程监控、混凝土养护等方面进行技术和工艺的优化和改进，提升混凝土结构的施工质量，降低结构体的内外温差，优化大体积混凝土结构的性能，提高结构的完整性和可靠性，进而推动该项技术的发展和应用。
1建筑工程大体积混凝土温度裂缝的成因
原材料质量不符合工程要求。施工技术人员没有严格遵照规定的配合比进行混凝土配置，使混凝土的强度、内外荷载等技术指标达不到施工要求，影响混凝土结构的整体性能质量，也容易产生温度裂缝。第二，未严格控制作业温度。结束混凝土原材料的配置工作后，还需对搅拌温度进行严格控制，运输过程中的温度控制也会对混凝土浇筑质量产生影响。为保证在原料配置和运输过程中，温度达到规定的要求，应实施有效的运输罐车保温措施。在施工作业受天气、环境等因素的影响下，大体积混凝土浇筑砌块容易存在较大的内外温差，这会增加温度裂缝的发生概率，同时浇筑的水化反应也是导致大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因。第三，缺乏合理性设计。在建筑工程施工过程中，需对混凝土等级标号、结构承担荷载的应力最大值等关键性技术参数进行计算和分析，从而保证结构整体的受力满足工程要求。如果技术人员忽视对混凝土最大荷载应力的计算工作，会降低设计的科学性和合理性，进而导致在施工中发生大体积混凝土的温度裂缝问题。
2建筑工程大体积混凝土温度裂缝控制措施
2.1温度裂缝抗裂防治措施
2.1.1施工阶段
①施工人员需要对混凝土各个阶段的温度进行控制。混凝土进入浇筑模板之前的温度应该控制在5～30℃，该阶段混凝土的温升值应该小于50℃。混凝土浇筑体完全凝固之前内部和外部的温度差距最大不能超过25℃，即混凝土表面温度和中心温度之间的差距。混凝土日降温速度不能超过2℃，当混凝土保温覆盖膜拆除后混凝土温度与外界温度之间的差距不能超过20℃。②施工人员需要对水泥、骨料、外加剂、掺合料的选择进行控制，保证混凝土配合比达到最佳。选择水泥时应注重其性能，为了降低水化热和凝结时间的影响，应该选择水化热低、凝聚时间长且强度性能符合要求的水泥，常见的水泥材料类型为硅酸盐水泥。骨料应该尽量选择非碱活性的粗骨料和细骨料，粗骨料应该保证粒径大小合适且含泥量符合要求，粒径合适则能够降低混凝土的绝热温升，含泥量合适是为了保证混凝土性能符合要求；细骨料应该选择粒径小于4.25mm的砂，一般来说细骨料应该选择粒径在2.3～3.0mm且含泥量小于3%的中砂，这样才能降低大体积混凝土水化热产生温度裂缝的概率。添加外加剂的目的是减少混凝土材料用量、降低混凝土施工成本以及降低混凝土的水化热，因此混凝土的选择应该按照减少剂、膨胀剂、泵送剂进行划分，外加剂的类型选择应该从目的出发。添加掺合料的目的是降低混凝土水泥的用量，水泥用量越多越不容易对混凝土温度进行控制。③大体积混凝土浇筑过程中需要控制内部和外部的温度差距，因此最好选择分层浇筑或者跳仓浇筑的方法，使混凝土未终凝时内部应力可以释放出来，不容易因约束或者应力而产生温度裂缝。混凝土分块浇筑的方法可以减少每个浇筑段的蓄热量，这样由于水化热引发温度裂缝的概率也会明显降低。夏季和冬季温差大，在混凝土浇筑过程中必须做好保温和保湿措施，这两个季节的混凝土浇筑难度过大；雨雪天气应该使用塑料薄膜进行覆盖，防止雨水直接冲刷未完成凝结的混凝土。
混凝土浇筑过程中还需要进行振动，但是不能过度振捣或者漏振，防止因混凝土沁水而产生收缩裂缝。为了控制混凝土内外温度差距，可以适当延缓混凝土模板拆卸的时间，从而降低温度裂缝产生的概率。
2.1.2养护阶段
建筑工程大体积混凝土浇筑完成之后必须进行养护，控制混凝土内部和外部之间的温度差距和温度下降速度，防止温度差距过大由温度应力产生温度裂缝。混凝土养护可以让混凝土温度下降的速度变缓，然后混凝土经过化学反应可以凭借自身的抗拉强度减少裂缝的产生。在混凝土浇筑完成之后的12h左右应该进行养护工作，可根据实际情况采用覆盖养护或者喷雾养护，保证养护时间大于半个月。塑料薄膜是常见的养护材料，麻袋、土工布也可以作为养护材料。
2.2特殊温度裂缝抗裂防治措施
2.2.1薄壁冷水循环系统
大体积混凝土利用冷却水管和热传递效应将混凝土中的热量传递到冷却水系统中，降低了混凝土内部的热量，对防止水化热产生温度裂缝具有明显效果。薄壁冷却水循环系统主要包括蒸发器、冷凝器、冷水泵、薄壁冷却水管、冷却塔、冷却水泵、温度传感器、缓冲水箱等设备，通过温度反馈系统自动调节冷却水循环系统完成对混凝土温度的控制。
2.2.2预冷拌和水和骨料
大体积混凝土同样可以使用预冷拌和水和骨料对进入混凝土模型的温度进行控制，预冷拌和水通常使用地下水或者制冷机冷却水。在骨料与混凝土拌和之前先使用冷水冲刷骨料，然后在拌和过程中掺入冰屑，最后通过遮阳棚和湿麻袋对骨料降温，即可达到降低混凝土水热化的目的，从而控制温度裂缝的产生。
2.2.3液氮冷却
液氮冷却需要通过管道传输的方式让混凝土与液氮充分接触，据测试液氮可以将混凝土进入浇筑模板之前的温度控制在25～30℃。该种方法虽然不会降低混凝土的性能，也不会造成额外的污染，但操作起来难度较大。
2.2.4补水软管
养护人员可以先在混凝土表面设置软管，然后在保温材料和软管之间多设置一层塑料薄膜，最后在覆盖塑料薄膜和混凝土表面之间洒水，这样可以提高混凝土的养护效果，降低温度裂缝产生的概率。
2.3建筑工程大体积混凝土温度裂缝的监测防治措施
建筑工程中需要对大体积混凝土进行温度实时检测，同时将混凝土的温度变化控制在规定范围，从而降低产生温度裂缝的概率。工作人员可以使用便携式建筑电子测温计，然后利用测温探头对不同施工环节下混凝土浇筑体的内外温差、降温速率、环境温度进行测试，保证大体积混凝土的内外温差和降温速度都在规定范围内。
结语
如果从自身方面预防温度裂缝的产生，则需要从建筑工程大体积混凝土的设计、施工和养护三个方面提高混凝土的抗裂能力。从外力方面预防温度裂缝的产生，则需要使用薄壁冷水循环系统、预冷拌和水和骨料、液氮冷却、补水软管等设备对混凝土的温度进行控制，使其保持在不容易产生裂缝的温度范围。无论是哪种温度裂缝的抗裂防治措施，都能够取得良好的效果。
参考文献：
[1]易军.大体积混凝土施工中的温度裂缝控制探讨[J].四川水泥，2020（12）.
[2]万里长，范玮武，叶庭，王刚.大体积混凝土温度裂缝控制技术的运用[J].河南科技，2020，39（34）.
[3]于兆波，姜新新，李文虎.冬季大体积混凝土温度裂缝控制施工工法[J].中华建设，2020（11）.
[4]赵勇祥.风冷却技术在大体积混凝土温度裂缝控制中的应用[J].中国住宅设施，2020（8）.