1、底板大体积混凝土施工温度裂缝控制摘要：在大体积混凝土施工中时常出现温度裂缝的现象，温度裂缝控制成为了施工人员的技术难题。本文结合工程实例，阐述了大体积混凝土温度裂缝的产生原因，总结了底板大体积混凝土施工温度控制技术，以达到控制温度裂缝的目的，保证混凝土的质量。为类似施工工程提供参考的价值。 关键词：大体积混凝土；水化热；温度裂缝；控制 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 随着我国经济建设的不断发展，大体积混凝土在城市建筑工程中得到广泛的应用。但在实际的大体积混凝土施工中，由于混凝土单次浇筑方量大，加上混凝土自身放热量大，若不能及时扩散,容易导致混凝土浇筑体产生了较大的内外温差，进
2、而温差引起的不均匀变形会使混凝土内产生了很大的温度应力,导致混凝土浇筑体内外均产生大范围温度裂缝，对大体积混凝土的整体性和耐久性产生巨大的影响。因此，通过对大体积混凝土施工中温度裂缝出现的原因进行分析，采取合理有效的温控措施，避免温度裂缝现象的出现，从而提高大体积混凝土结构耐久性能。 1 大体积混凝土温度裂缝产生的原因 大体积混凝土产生裂缝的主要原因:由于结构断面大水泥用量大,水泥水化时释放水化热会产生较大温度变化和收缩作用。由此形成较为复杂的膨胀或收缩应力,导致混凝土产生裂缝。所产生的裂缝主要有两类。 （1）表面裂缝:混凝土浇筑后,水泥水化热较大,使混凝土温度上升。当聚积在混凝土内部的水泥水
3、化热不易散发时,混凝土内部温度将明显升高。而混凝土表面通常散热较快,形成内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就会产生表面裂缝。此外,当混凝土的坍落度较大时,混凝土表面水分蒸发引起的体积收缩也会使混凝土产生表面裂缝。这种裂缝比较分散，裂缝宽度小，深度也很小，多为表面裂缝。当里外温差 15以上时就会发生这种裂缝，但内部温度下降时，有自封闭倾向。 （2）贯穿裂缝:大体积混凝土降温时,由于温度降低引起混凝土体积收缩,同时混凝土多余水分的蒸发也会引起体积收缩变形。但受到地基和结构边界条件约束,结构内部便会产生巨大收缩应力(拉应力)。当拉应力大于混凝土
4、抗拉强度时,混凝土整个截面会产生贯穿裂缝,或称为结构性裂缝,给工程带来很大危害。这种裂缝因构件尺寸、配筋和约束的类型而异。一般里外温差 25以上，就会有出现这种裂缝的危险。此外裂缝发生部位和根数也不一样，伴随着混凝土干燥收缩，裂缝宽度也会逐渐增大。 2 工程概况 某大厦工程占地面积 2017m2,总建筑面积 23081m2，地上 19 层，地下 1 层，建筑高度为 72.75m。结构体系为钢筋混凝土框架剪力墙结构，抗震设防烈度 6 度，抗震等级为三级。基础设计为钻孔灌注桩，地下室底板采用筏板和梁板式，筏板 1.6m，电梯井位置局部厚 3.2m，面积约1142m2,预计一次浇注地下室底板混凝土量
5、为 2500m3。经施工单位及检测单位对混凝土检验,确定了表 1 配合比。 表 1 混凝土配合比 2.1 混凝土拌合物温度计算 T0=TiWC/WC 式中:T0-混凝土拌合物温度；W-混凝土中各种材料的重量(kg)；C-混凝土中各种材料的比热(kJ/(kg),Ti-混凝土中各种材料的初始温度()。 表 2 混凝土拌合物温度 根据施工中混凝土配合比,计算混凝土拌合物的温度如表 2。 2.2 混凝土浇筑入模温度计算 混凝土入模 T1=T0+(Tg-T0)(1+2+n) 式中：T1-混凝土入模温度；T0-混凝土拌合物温度；Tg-施工时气温,取15；1n-系数。 装车系数 1=0.032；卸车系数 2
6、=0.032；运输系数,运距10min,3=0.032。 故混凝土入模温度 T1=（19.2+(15-19.2)0.096）=18.7 2.3 混凝土绝热温升计算 混凝土绝热温升计算按下式: T(t)=WQ(1-emt)/C 式中：T(t)-混凝土龄期为 t 时最大温升()；W-每立方米中混凝土的胶凝材料用量(kg/m3)；C-混凝土的比热容,取 0.96(kJ/(kg)；-混凝土的重力密度，取 2450（kg/m3） ；m-与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，取 0.4(d-1)；t-混凝土龄期（d） ；Q-胶凝材料水化热总量（kJ/kg）,取 330kJ/kg。 Tmax=504330/24
7、500.96=71 Tmax 为混凝土的绝热温升，当混凝土浇筑温度为 18.7，3d 龄期时的 取值 0.82，Tmax=710.82=58.2；故估算 3d 后混凝土中心温度为（58.2+18.7）=76.9。根据施工季节估计环境温度为 15，那么承台混凝土内外温差达约 61，远超过需控制的 25以内的温差，故应采取温控措施。 3 大体积混凝土温度监测 3.1 测温仪器 采用合格的电子测温计（具有测温快速、准确的优点） ，并配备满足测温需要的温度感应线（一端有感应片，另一端留有插头与测温计连接） 。电子测温计技术指标：测温范围：-30130；测温精度：1；分辨率：0.1。 3.2 测温布点
8、在承台垂直方向埋设 7 根测轴，编号 A-G。测轴沿承台厚度方向设 5个测点(预埋式温度传感器)，并设 1 个保温层温度测点及 1 个环境温度测点，共计 37 个测点。 3.3 保温和测温情况 测试方于混凝土浇筑前进行温度传感器预埋和调试工作。委托方对底板混凝土采用塑料薄膜加土工布进行保温养护工作。在混凝土初凝后,在混凝土表面喷上一层薄水,在其上覆盖一层塑料布,一层草袋,再覆盖一层塑料布,当测温结果证明还不足以控制里外温差在 25以内时,再增盖草袋或用碘钨灯加热。测试方自混凝土终凝后开始进行混凝土温度测定，每隔 2h 测温一次；在降温稳定期，每隔 4h 测一次。并及时向委托方通报测温情况，为委
9、托方调整保温控温措施提供依据。 3.4 温控指标和测温结果 温控指标宜符合下列规定：混凝土浇筑块体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于 25。表 3 列出了各测轴的最高温度、混凝土温升值的及里外最大温差的情况。 表 3 测温数据 3.5 温控变化规律 以 C 轴为例,将 C 测轴监测所得数据绘成混凝土最高温度及里外温差曲线(以时间为 X 轴，最高温度及里外温差为 Y 轴)，见图 1。 图 1 C 轴温升温差 从图 2 升温曲线可以看出混凝土浇筑 12d 为升温期，升温速度较快，要特别注意加强此期间内的混凝土保温工作，2d 后达到最高温度74.6，这与之前估算的混凝土 3d 后的内部中
10、心温度 76.9相当接近，证明了在大体积混凝土施工前进行温度估算的可行性。稳定 8h 左右开始降温，降温速度较升温要慢，近乎匀速降温。从图 2 里外温差曲线可以看出整个温度监测期内，里外温差都控制在 25以内，证明了此次保温已达到预期效果。里外温差最大值出现在第 3d，较混凝土中心温度达到最高点有个滞后，这是因为当混凝土内部温升到稳定阶段散热较表面散热慢，拉大了里外温度差。里外温差是温度控制的一个主要标准,里外温差超过标准就有可能产生表面裂缝。由里外温差过程曲线可看出,内部平均温度 T 中心降温均匀,曲线平滑；里外温差的变化与表面温度则相关性很强,二者总呈反方向变化,即里外温差随表面温度的升高而减小,随表面温度的下降而增加,这说明表面保温是控制内表温差的关键。 4 结论 综上所述，大体积混凝土温度裂缝控制是一项系统性的工作，涉及到设计、材料、施工、温控技术等诸多因素。因此，为避免大体积混凝土温度裂缝的出现，必须通过科学、合理的结构设计、优化配合比设计，采取合理措施降低混凝土结构的约束，按照大体积混凝土施工要求认真组织施工，从而大体积混凝土结构的整体质量。 参考文献 1 李昕，大体积混凝土裂缝控制J.施工技术，2011 年 S1 期 2 钱峰；吕晓刚；刘飞飞，浅析大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施J.科技信息，2012 年第 14 期
