师元

（泉州市巨峰混凝土有限责任公司，福建 泉州 362122）

0 前言

大体积混凝土指混凝土结构物实体最小几何尺寸大于等于 1m 的大体量混凝土。大体积混凝土由于体积大，水化产生的热量不易散发，当混凝土内外差温过大，产生的应力大于混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝，严重影响建筑整体结构安全性与使用寿命。本文主要从施工环节讨论如何控制大体积混凝土，预防混凝土裂缝的产生。以期能够提高工程项目整体施工质量。

1 大体积混凝土裂缝的产生原因

大体积混凝土施工中容易产生裂缝，引发裂缝产生的主要因素可总结归纳为以下几点：

1.1 水泥水化热集中

大体积混凝土在水泥水化过程中会释放出大量水化热，由于且混凝土是热的不良导体因此其内部升温幅度较大，在温度达到峰值后，内部降温速度又比表层慢得多，这就与外部形成较大的温度差，进而引发很大的拉应力，当该拉应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，就会导致混凝土产生裂缝。

1.2 外界气温变化

外界气温对于大体积混凝土的裂缝产生影响较大。例如在较为寒冷的冬季，大体积混凝土施工环境温度相对偏低，混凝土浇筑施工此时就会受到内外温差较大影响。再加之大体积混凝土施工整体面积较大，所以混凝土内部温度与外界温度会产生较大差异，对于施工温度裂缝影响相当明显，最终容易产生混凝土表面裂缝或贯穿性裂缝。

1.3 混凝土收缩变形

若大体积混凝土中的水分较多，这导致混凝土整体体积严重收缩。比如说在相对干燥的气候环境中，水分快速蒸发，混凝土内部结构也会快速收缩，如此也会产生某些不规则的温度裂缝。

当然，大体积混凝土施工后养护工作操作不到位也会导致温度裂缝问题产生。在混凝土施工结束后，如果不能做到第一时间对混凝土进行薄膜覆盖与保湿处理，就会导致混凝土受到外界温度影响而收缩严重。比如说在相对干燥、寒冷、强风的天气环境中，大体积混凝土水分流失相当严重，大量温度裂缝就会产生。

2 大体积混凝土的温度监测控制内容

大体积混凝土的温度监测控制内容较多，其中主要包括了混凝土的出机温度、浇注环境温度以及对大体积混凝土温度参数进行控制。

2.1 出机温度、浇注温度

主要从混凝土拌和阶段到最终养护阶段做好温控，对出机、浇筑温度进行有效控制，确保混凝土入模温度控制在 30℃ 以内，同时混凝土浇筑体入模温度基础温升值控制在 50℃ 以内。

2.2 大体积混凝土内部温控

需要掌握大体积混凝土的温升与降温变化，了解各种材料在各种各样条件下的温度影响，避免大体积混凝土浇筑后由于温度变形而引发的温度裂缝。对混凝土进行温度监测控制。就以大体积混凝土振捣完成后施工，需要将混凝土内 50～100mm 深处温度控制在 28℃ 左右。在混凝土表面温度与混凝土中心温度差值，确保温度控制在 25℃ 范围内[1]。

3 大体积混凝土温度裂缝控制方法研究

控制大体积混凝土裂缝关键在于使混凝土的抗拉强度大于各类引发开裂的应力。混凝土不开裂的条件为：

其中：

R’——混凝土的抗拉强度；

σmax——各类因素引起的应力。

混凝土的温度应力与水泥水化热、混凝土浇筑温度与混凝土表面温度有关。增加对混凝土配合比工作的关注度，在提高混凝土拌合物性能的基础上，优化配合比，采取适当的混凝土养护措施可以控制温度应力，可达到解决混凝土裂缝问题的目的。

3.1 科学的选择结构方式

在大体积混凝土施工中除应该清楚生产工艺与设计规范内容，还需要在工作中满足技术成立与构造方面的要求，同时清楚泵送混凝土、非泵送混凝土浇筑、分层浇筑等混凝土施工方法，在工作过程中掌握导致混凝土出现应力的因素，增加对水泥水化热的控制力度，合理的配置混凝土的拉伸值，保证钢筋的间距与直径等参数达到规定标准，从而可以提高混凝土的抗裂能力。为了控制大体积混凝土浇筑块的温度值，在工作中会通过降低地基约束，控制混凝土裂缝。降低混凝土浇筑块温度，高度关注混凝土浇筑块体温度等方面内容，在此基础上合理的选择基础结构、混凝土结构、配筋强度等级、基础底面滑动等方面的工作参数，结合工作参数与建设要求，选择结构形式。比如为了防止墙板与墙板、墙板与底板等部位因应力出现，导致混凝土表面出现裂缝。应该在薄弱区域进行合理的控制，适当的提高混凝土极限拉伸值，在薄弱部位增大含筋量。

3.2 合理选择原材料，优化混凝土配合比

优化混凝土配合比是控制大体积混凝土裂缝的有效方法，应该关注混凝土原材料的选择。在水泥等主要材料选择时，应该应用低热矿渣水泥，或者还可以在中热硅酸盐水泥中适当的增加粉煤灰。通过此种方式不仅可以提高混凝土抗裂性能，还能使混凝土拥有良好的抗磨性、干缩小等特征。

外加剂是混凝土的重要组成部分，缓凝剂、早强剂均是常用的外加剂类型，在使用过程中应该清楚其具备增塑与减水的功能效用。同时需要在保证混凝土强度与坍落度不会出现大幅度波动的前提下，可以少量的应用外加剂，从而可以有效的控制水泥绝热温升，还可以达到节约水泥的作用。在混凝土配合比设计时，需要增加对砂石、骨料含泥量控制力度，并且在保证流动条件与混凝土强度不低于规定要求的前提下，尽可能地控制水泥的使用量，从而可以预防水化热集中的现象，还可以有效的降低混凝土绝热温升。以某市政工程为例，在大体积混凝土裂缝控制方面，选择具有良好保温性能的材料，掺合料选择Ⅱ级粉煤灰，同时其需水量比严格限制在 95%～97% 的区间。

4 大体积混凝土施工中温度裂缝的控制方法

大体积混凝土施工中对于温度裂缝的控制方法相当多元。泉州东站项目在大体积混凝土施工中就希望科学合理控制温度裂缝问题。该工程主航道桥总长 1108m，主跨 648m，采用 60d 龄期 C30P12 混凝土，现场混凝土坍落度控制在 140mm±30mm，初凝时间控制在18～20h，大体各混凝土采用跳仓法浇筑。并针对大体积混凝土施工中的温度裂缝问题进行了严格控制：

4.1 选材合理

泉州东站项目中合理选材，主要选择了低热矿渣水泥和中热硅酸盐水泥，并且使用粉煤灰和外加剂来减少水泥用量，有效地减少了水泥水化热的产生。

4.2 合理分层分块浇筑

泉州东站项目在混凝土浇筑过程中采用分层分块浇筑，对混凝土搅拌水温进行合理控制，最大限度减少水泥水化热效应。在分层分块浇筑过程中，需要保证混凝土搅拌到位，将水温控制在 4～13℃ 左右，即根据温度分层分块浇筑混凝土。而如果气温降到 10℃ 以下，则搅拌水温应该控制在 15～25℃左右，这些都为分层分块浇筑施工顺利开展奠定了良好基础。

4.3 降低浇筑温度

为降低混凝土的浇筑温度，在气温降到 10℃以下时，其搅拌水温控制在 15～25℃ 左右。在实施混凝土保湿保温工作过程中，需要降低混凝土内外温度差，做好混凝土保湿保温工作，有效降低内外温度差。例如在冬季展开大体积混凝土施工过程中，需要在完成浇筑以后结合表面覆盖进行保温工作，最大限度减少混凝土内外温度差异，主要对混凝土内部温度进行实时监控，实现温度不断调整。其内部温度越高，养护温度也就要相应提升，确保大体积混凝土的整体内外温度差异控制在25℃ 以内。需要注意，在养护温度变化速度控制过程中，需要将其温度严控在 0.9～1.6℃/h[2]。

4.4 提高初期养护

泉州新东站项目针对筏板大体积混凝土进行初期养护过程中，需要设置科学拆模时间，有效减缓混凝土降温速度与降温时间，最大限度确保混凝土应力松弛反应（图 1）。

图 1 泉州东站项目地下室 80cm 筏板基础混凝土表面拉应力随龄期变化曲线图

泉州新东站项目针对筏板大体积混凝土在养护过程中需要在施工现场周围设置栏杆进行保护，同时避免人为对混凝土造成损害。在混凝土浇筑结束以后，需要进行覆盖养护，以减少混凝土内水分挥发，结合内部水分自我保湿进而二次抹光。混凝土的养护时间执行严格遵守国家验收标准，混凝土养护时长≥14 天。根据相关数据表明，如果大体积混凝土的养护时间超过 14 天，其收缩变形率就会降低到 20% 以内，因此在该工程项目施工中充足的养护时间对减少混凝土裂缝是具有现实价值意义的[3]。

5 结语

在大体积混凝土施工建设中需要采用到多种施工技术有效监测、控制、规避温度裂缝问题产生，减少水化热效应，改良施工原材料成分、做好保湿保温工作，最大限度抑制混凝土温度裂缝问题的产生。诚如本文中对于泉州新东站项目进行分析，就希望确保合理利用大体积混凝土施工技术，有效降低温度裂缝病害发生可能性，提高泉州新东站项目项目整体建设水平，同时也为同类大体积混凝土技术工程项目提供有价值技术性参考。