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【摘要】随着我国城镇化的大发展，城市建设不断朝着混凝土应用方面发展。由于建设的需要，大体积混凝土结构也越来越普遍。但在施工过程中,常会出现各种各样的裂缝，尤其是温度裂缝最多见，给工程的结构造成了质量隐患。 因此必须进行防治与控制。本文对预防大体积混凝土温度裂缝的施工工艺进行了探讨。
关键词：大体积混凝土 裂缝； 预防施工 工艺
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
随着我国城镇化的大发展，城市建设正如火如荼的进行，根据建设的需要，大体积混凝土结构也越来越普遍。但在施工过程中,常会出现各种各样的裂缝给工程的结构造成了质量隐患, 因此必须进行防治与控制。下面笔者结合施工实践，对预防大体积混凝土温度裂缝的施工工艺进行简要探讨。
一、大体积混凝土产生温度裂缝的原因
大体积混凝土温度裂缝产生的主要原因是水化热。大体积混凝土在经过浇筑振捣之后，水化热随即便大量的产生，由于大体积混凝上表面散热的影响，混凝土中心温度向表面递减，由温度的不同导致混凝土内外变形不一致，中心混凝土与边缘混凝土变形不统一，这便产生温度应力。由所受约束的不相同而导致产生温度应力大小也是不同的。于是，当抗拉应力不能抵抗温度应力的作用时，结构就会产生裂缝。。
二、温度裂缝的预防与控制
1、控制好原材料质量。施工中选用了良好级配的原料，并严格控制其含泥量不超标，尽量满足设计的要求。（1）水泥：首先尽量减少单位体积混凝土的水泥用量，资料证明，水泥用量每增减10kg，水化热使温度相应升降约1℃。其次应优先采用低热水泥，如选择矿渣硅酸盐水泥。 （2）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%。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）粗骨料：5~25MM或5~40MM石子，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。优先选用5~40MM石子，减少混凝土收缩。含泥量<1%，符合筛分连续级配要求。骨料中针状和片状<15%（重量比）。（4）拌和水：宜采用深层地下水，必要时加冰块降温，使水温降至10℃以下。（5）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对降低水化热、改善混凝土和易性有利，粉煤灰的掺量不少于10%，采用内掺法，选用Ⅱ级粉煤灰。（6）外掺剂：通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土中掺加缓凝型高效复合泵送减水剂可降低水化热峰值，减少因水份蒸发而引起的混凝土收缩，并可提高混凝土的抗裂性，和易性与可泵性；掺入膨胀剂，在最初14d潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝，提高混凝土的抗渗能力。具体外加剂的性能及用量应当根据要求由试验室提供配合比报告，在混凝土浇筑前将配合比报告送达施工单位。由于采用粉煤灰及外掺剂，宜利用混凝土后期强度，用R60或R90替代R28作为设计强度。 。
2严格混凝土配合比。采用泵送混凝土砂率控制在35%~40%之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率。坍落度在满足泵送的条件下尽量选择小值，以减少收缩变形。针对工程实际和泵送施工工艺要求，根据理论计算和试验室试配试验结果，由试验室提供混凝土配合比报告，混凝土坍落度宜为150mm～170mm，缓凝时间根据浇筑量和浇筑速度确定。
3、控制混凝土原材料入机温度。混凝土中的各种原材料，尤其是石子与水的温度，拌和后对混凝土的入模温度影响最大，因而必须控制其入机温度。夏季在气温较高时，监督搅拌站对砂、石骨料和水采取降温措施，宜在砂石堆场对砂石遮阳，必要时可采用向骨料喷水等降温措施。特别是对水宜采用深层地下水和加冰塊降温，使水温降至10℃以下，4、控制混凝土浇筑时入模温度。夏季施工时，在输送泵送时采取降温措施，以防入模混凝土温度升高。如在施工现场搭设遮阳棚盖、用水泵对进入施工现场的混凝土运输罐车喷水降温，在水平输送管道上铺草包喷水，优先选用近距离混凝土搅拌站等，以保证混凝土入模温度不大于28℃。
5、减少大体积混凝土四周约束。对于地基为基岩或老混凝土垫层，应在表面铺设20mm砂垫层后上铺一层塑料或油毡，以消除基岩约束和嵌固作用；在四周模板内表面铺设50mm以上厚聚苯乙烯泡沫类材料保温层，既达到保温效果，又降低了四周约束，消除约束应力，并最终减少混凝土收缩裂缝的出现。
三、预防大体积混凝土温度裂缝的施工工艺要点分析
1、混凝土浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑以利散热，不出现冷缝为原则，可采用分层，薄层浇灌（每层厚50cm）的方法来加快浇灌速度和减少混凝土的暴露面积。
2、配备足够的振捣器具，每台混凝土输送泵配备4台振动棒，使入模混凝土及时振捣密实，为防止漏振，坚持分层振捣局部完成后再从后拉网式赶振一边，采用二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打真实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。
3、混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以排除。
4、由于混凝土厚度较大，混凝土自高处倾落的自由高度超过2m时，采用串筒、斜槽或溜管浇筑混凝土。
5、采取措施确保混凝土供应，使混凝土供应量保持在100m3/h以上,保证每个基础能在尽可能短的时间内（48小时以内）浇筑完，以利于后继保温措施的及时展开和实施。选用两个搅拌站，其中一个备用，防止意外事件发生，现场准备足够数量的泵车，两辆备用以确保不间断工作。
6、施工现场配备两套发电机组，以防意外断电现象发生。
7、搞好测温。（1)测点布置原则：测点须具有代表性，能全面反映大体积砼内各部位的温度，从大体积混凝土高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。（2)测温点布置：温度检测范围为整个基础底板混凝土的温度变化，在混凝土沿对角线方向设置温度传感器（详见附图2）。测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线 (即不同长度的测温线)在线的上端用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。（3）利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、定量指导施工，控制降温速率，控制裂缝的出现。（4）每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度变化及温差数值,提供给施工指挥部门，以指导现场的施工。（5）测温时间：混凝土从浇灌到硬化有一个升温和降温的过程，特别降温至大气的过程比较缓慢，为此，测温从混凝土浇筑后马上开始，升温阶段每半小时测一次，降温阶段每半小时测一次，根据温度变化情况3～5天后，可以每2h测一次。7～10天后，可以每4h测一次。8、搞好混凝土的养护。养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，实测的混凝土内部中心与表面温度差，宜控制在25度之内。为防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝，应采用内部降温外部保温法来降低混凝土内外温差。在混凝土内部放置循环冷却水管（降温内置冷却水管直径不宜少于40mm），以加快基础内部热量的散发。考虑到冷却水对混凝土热交换的影响及结构自身的尺寸，为能均匀排放水化热，沿混凝土厚度方向每1米布置一层冷却水管。管道呈蛇形布置，为防止混凝土浇筑过程中，某处水管被破坏造成整层循环水系统破坏，同一平面上的水管每4排设一个进水口，一个出水口，水管在安装完毕后，应进行水压试验，以防止管道及连接部分出现渗漏现象。管冷却水在混凝土浇筑覆盖第一层冷却水管后开始使用，一直持续到保温及测温工作结束为止。
混凝土表面收水搓平扫毛后，立即覆盖一层塑料薄膜，薄膜要求搭接，使混凝土不外露，待混凝土初凝后立即在混凝土表面蓄热水0.5m以上保温，蓄水后期如水温较低时应改为覆盖保温材料进行保温，直至温差降至安全范围内。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率，及时调整养护措施。
为避免混凝土凝结过程产生的应力集中，应在基底及四侧边设置摩阻力少的材料，以利于基础能相对自由张缩而减少应力集中，并最终消除应力裂缝的产生。如基底可铺设20mm砂垫层，上铺一层塑料或油毡；周边和基岩间设50mm以上厚聚苯乙烯泡沫类材料。
根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间 ，拆模后应立即回填土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。
关键词：大体积混凝土 裂缝； 预防施工 工艺
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
随着我国城镇化的大发展，城市建设正如火如荼的进行，根据建设的需要，大体积混凝土结构也越来越普遍。但在施工过程中,常会出现各种各样的裂缝给工程的结构造成了质量隐患, 因此必须进行防治与控制。下面笔者结合施工实践，对预防大体积混凝土温度裂缝的施工工艺进行简要探讨。
一、大体积混凝土产生温度裂缝的原因
大体积混凝土温度裂缝产生的主要原因是水化热。大体积混凝土在经过浇筑振捣之后，水化热随即便大量的产生，由于大体积混凝上表面散热的影响，混凝土中心温度向表面递减，由温度的不同导致混凝土内外变形不一致，中心混凝土与边缘混凝土变形不统一，这便产生温度应力。由所受约束的不相同而导致产生温度应力大小也是不同的。于是，当抗拉应力不能抵抗温度应力的作用时，结构就会产生裂缝。。
二、温度裂缝的预防与控制
1、控制好原材料质量。施工中选用了良好级配的原料，并严格控制其含泥量不超标，尽量满足设计的要求。（1）水泥：首先尽量减少单位体积混凝土的水泥用量，资料证明，水泥用量每增减10kg，水化热使温度相应升降约1℃。其次应优先采用低热水泥，如选择矿渣硅酸盐水泥。 （2）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%。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）粗骨料：5~25MM或5~40MM石子，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。优先选用5~40MM石子，减少混凝土收缩。含泥量<1%，符合筛分连续级配要求。骨料中针状和片状<15%（重量比）。（4）拌和水：宜采用深层地下水，必要时加冰块降温，使水温降至10℃以下。（5）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对降低水化热、改善混凝土和易性有利，粉煤灰的掺量不少于10%，采用内掺法，选用Ⅱ级粉煤灰。（6）外掺剂：通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土中掺加缓凝型高效复合泵送减水剂可降低水化热峰值，减少因水份蒸发而引起的混凝土收缩，并可提高混凝土的抗裂性，和易性与可泵性；掺入膨胀剂，在最初14d潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝，提高混凝土的抗渗能力。具体外加剂的性能及用量应当根据要求由试验室提供配合比报告，在混凝土浇筑前将配合比报告送达施工单位。由于采用粉煤灰及外掺剂，宜利用混凝土后期强度，用R60或R90替代R28作为设计强度。 。
2严格混凝土配合比。采用泵送混凝土砂率控制在35%~40%之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率。坍落度在满足泵送的条件下尽量选择小值，以减少收缩变形。针对工程实际和泵送施工工艺要求，根据理论计算和试验室试配试验结果，由试验室提供混凝土配合比报告，混凝土坍落度宜为150mm～170mm，缓凝时间根据浇筑量和浇筑速度确定。
3、控制混凝土原材料入机温度。混凝土中的各种原材料，尤其是石子与水的温度，拌和后对混凝土的入模温度影响最大，因而必须控制其入机温度。夏季在气温较高时，监督搅拌站对砂、石骨料和水采取降温措施，宜在砂石堆场对砂石遮阳，必要时可采用向骨料喷水等降温措施。特别是对水宜采用深层地下水和加冰塊降温，使水温降至10℃以下，4、控制混凝土浇筑时入模温度。夏季施工时，在输送泵送时采取降温措施，以防入模混凝土温度升高。如在施工现场搭设遮阳棚盖、用水泵对进入施工现场的混凝土运输罐车喷水降温，在水平输送管道上铺草包喷水，优先选用近距离混凝土搅拌站等，以保证混凝土入模温度不大于28℃。
5、减少大体积混凝土四周约束。对于地基为基岩或老混凝土垫层，应在表面铺设20mm砂垫层后上铺一层塑料或油毡，以消除基岩约束和嵌固作用；在四周模板内表面铺设50mm以上厚聚苯乙烯泡沫类材料保温层，既达到保温效果，又降低了四周约束，消除约束应力，并最终减少混凝土收缩裂缝的出现。
三、预防大体积混凝土温度裂缝的施工工艺要点分析
1、混凝土浇筑顺序的安排，以薄层连续浇筑以利散热，不出现冷缝为原则，可采用分层，薄层浇灌（每层厚50cm）的方法来加快浇灌速度和减少混凝土的暴露面积。
2、配备足够的振捣器具，每台混凝土输送泵配备4台振动棒，使入模混凝土及时振捣密实，为防止漏振，坚持分层振捣局部完成后再从后拉网式赶振一边，采用二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打真实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。
3、混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以排除。
4、由于混凝土厚度较大，混凝土自高处倾落的自由高度超过2m时，采用串筒、斜槽或溜管浇筑混凝土。
5、采取措施确保混凝土供应，使混凝土供应量保持在100m3/h以上,保证每个基础能在尽可能短的时间内（48小时以内）浇筑完，以利于后继保温措施的及时展开和实施。选用两个搅拌站，其中一个备用，防止意外事件发生，现场准备足够数量的泵车，两辆备用以确保不间断工作。
6、施工现场配备两套发电机组，以防意外断电现象发生。
7、搞好测温。（1)测点布置原则：测点须具有代表性，能全面反映大体积砼内各部位的温度，从大体积混凝土高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。（2)测温点布置：温度检测范围为整个基础底板混凝土的温度变化，在混凝土沿对角线方向设置温度传感器（详见附图2）。测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线 (即不同长度的测温线)在线的上端用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。（3）利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、定量指导施工，控制降温速率，控制裂缝的出现。（4）每次测温后，应立即汇总整理混凝土内部温度变化及温差数值,提供给施工指挥部门，以指导现场的施工。（5）测温时间：混凝土从浇灌到硬化有一个升温和降温的过程，特别降温至大气的过程比较缓慢，为此，测温从混凝土浇筑后马上开始，升温阶段每半小时测一次，降温阶段每半小时测一次，根据温度变化情况3～5天后，可以每2h测一次。7～10天后，可以每4h测一次。8、搞好混凝土的养护。养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，实测的混凝土内部中心与表面温度差，宜控制在25度之内。为防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝，应采用内部降温外部保温法来降低混凝土内外温差。在混凝土内部放置循环冷却水管（降温内置冷却水管直径不宜少于40mm），以加快基础内部热量的散发。考虑到冷却水对混凝土热交换的影响及结构自身的尺寸，为能均匀排放水化热，沿混凝土厚度方向每1米布置一层冷却水管。管道呈蛇形布置，为防止混凝土浇筑过程中，某处水管被破坏造成整层循环水系统破坏，同一平面上的水管每4排设一个进水口，一个出水口，水管在安装完毕后，应进行水压试验，以防止管道及连接部分出现渗漏现象。管冷却水在混凝土浇筑覆盖第一层冷却水管后开始使用，一直持续到保温及测温工作结束为止。
混凝土表面收水搓平扫毛后，立即覆盖一层塑料薄膜，薄膜要求搭接，使混凝土不外露，待混凝土初凝后立即在混凝土表面蓄热水0.5m以上保温，蓄水后期如水温较低时应改为覆盖保温材料进行保温，直至温差降至安全范围内。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率，及时调整养护措施。
为避免混凝土凝结过程产生的应力集中，应在基底及四侧边设置摩阻力少的材料，以利于基础能相对自由张缩而减少应力集中，并最终消除应力裂缝的产生。如基底可铺设20mm砂垫层，上铺一层塑料或油毡；周边和基岩间设50mm以上厚聚苯乙烯泡沫类材料。
根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间 ，拆模后应立即回填土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。