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　　本文選自國家級期刊《城市建設(shè)理論研究》，《城市建設(shè)理論研究》雜志是經(jīng)新聞出版總署批準，中國商業(yè)聯(lián)合會主管、商業(yè)網(wǎng)點建設(shè)開發(fā)中心主辦，聯(lián)合國全人類發(fā)展中國協(xié)會、科技部科學(xué)技術(shù)進步研究所、中國社會科學(xué)院城市發(fā)展與環(huán)境研究中心指導(dǎo)，面向國內(nèi)外公開發(fā)行的國家級科技類期刊。旬刊：上旬為時政綜合概要；中旬為學(xué)術(shù)交流；下旬為城市建設(shè)深度報道。

　　摘要：大體積混凝土溫度控制的關(guān)鍵在于降低混凝土水化熱以及減小混凝土內(nèi)、外溫差，避免產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，使得混凝土在前期強度較低的情況下不至于受到過大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。控制混凝土內(nèi)、外溫差的主要措施有：降低混凝土入倉溫度、降低混凝土水化熱、混凝土外部保溫以及混凝土內(nèi)部降溫。

　　關(guān)鍵詞：大體積,混凝土,溫度控制,措施

　　前言

　　現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩、水庫、船閘、路橋等。它主要的特點就是體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1m.它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快。混凝土內(nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來保證施工的質(zhì)量。

　　1.什么是大體積混凝土

　　所謂大體積混凝土，一般是指結(jié)構(gòu)實體截面最小尺寸大于或等于1.0米的混凝土。這種混凝土結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差較大時，混凝土容易產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。日本建筑學(xué)會標(biāo)準(JASS5)規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土”。美國混凝土協(xié)會（ACI）的規(guī)定“任意體量的混凝土，其尺寸大到足以必須采取措施減小由于體積變形引起的裂縫時即可稱作大體積混凝土”。業(yè)界一般認為，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差預(yù)計將超過25℃時，必須采取一定的措施來防止溫度裂縫的產(chǎn)生。這就是大體積混凝土溫度控制的意義所在。

　　眾所周知，混凝土雖然具有較強的抗壓性能但其抗拉性能非常差，必須要配置鋼筋才能獲得較強的抗拉、抗折、抗剪性能。混凝土裂縫作為一種施工質(zhì)量通病嚴重地影響著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，因為鋼筋只有完全埋藏在混凝土保護層中才能避免被水和氧氣以及其它化學(xué)物質(zhì)侵蝕。這樣，只有嚴格控制混凝土裂縫，對于大體積混凝土來說關(guān)鍵是控制混凝土溫度裂縫，才能使得鋼筋混凝土構(gòu)筑物具有較強的穩(wěn)定、承重和抗?jié)B性能。

　　2.混凝土裂縫是如何形成的

　　大體積砼結(jié)構(gòu)在施工中容易產(chǎn)生裂縫，這已為眾多的工程實踐所證實。據(jù)統(tǒng)計，多個城市的多座高層建筑在施工中遇到地下室砼底板有害裂縫問題，有的工程因此被迫停工處理，有的工程還不得不修改設(shè)計、降低層數(shù)，造成極大的損失。因而近年來，大體積砼的裂縫問題越來越引起各方面重視。長期的工程實踐表明，造成大體積砼出現(xiàn)裂縫的因素極其復(fù)雜而且是多方面的。其中：

　　2.1砼配合比設(shè)計上的問題：水泥用量大，水泥發(fā)熱量大，造成砼水化熱溫升過高，溫度變化急�。凰�灰比大，灰漿量大，造成砼收縮量過大；原材料性能不良，造成砼本身抗裂能力低。

　　2.2砼施工質(zhì)量上的問題：下料不均勻，振搗不密實；澆筑安排不善，砼內(nèi)部形成冷縫。

　　2.3砼養(yǎng)護土的問題：砼表面裸露干燥，風(fēng)吹日曬，同部與表面溫差過大；外界氣溫驟降時砼表面無保溫措施。

　　2.4結(jié)構(gòu)型式及構(gòu)造上的問題：幾何尺寸大，超長超厚；形狀突變處未妥善處理；配筋不合理。大體積砼由于溫度變化而產(chǎn)生的裂縫稱為溫度裂縫。眾所周知，混凝土在凝結(jié)硬化過程中，其水泥會釋放出大量的水化熱，使砼的溫度顯著上升。對于大體積混凝土來說，一般情況下溫度和濕度的變化是導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫根本原因。

　　3.如何控制大體積混凝土的溫度

　　為防止裂縫、減輕溫度應(yīng)力對混凝土的影響，避免導(dǎo)致難以挽回的損失，包括時間、金錢和工程質(zhì)量形象等。可以從五個方面著手。

　　3.1降低混凝土入倉溫度。

　　降低混凝土入倉溫度可以直接降低混凝土內(nèi)部溫度上升的基數(shù)，對控制混凝土最高核心溫度效果明顯。拌合混凝土?xí)r加冰或冷水、用冷水沖洗砂石骨料，在料場搭建涼棚或使用風(fēng)冷設(shè)備對骨料進行降溫等措施都可以有效降低混凝土入倉溫度。同時，考慮到氣溫影響，應(yīng)盡量調(diào)整到氣溫較低的時段進行大體積混凝土澆筑，如夜間施工。

　　3.2

　　混凝土澆筑時嚴格控制分層厚度，自一側(cè)向另一側(cè)順序澆筑，保證在下層混凝土初凝前澆筑完成上層混凝土。分層厚度利用鋼筋或其它標(biāo)尺做參照物，派專人進行負責(zé)，一個下料點到位后，移至下一個下料點，依次進行，混凝土布料完成且平整后開始振搗。

　　3.2降低混凝土水化熱

　　水化熱主要產(chǎn)生于水泥凝聚時與水發(fā)生的化學(xué)、物理反應(yīng)，水化熱的大小與水泥品種以及水泥用量密切相關(guān)。一般可以通過以下幾種方法降低混凝土的水化熱。

　�。�1）為降低水泥水化熱，大體積混凝土應(yīng)選用中水化熱或低水化熱的水泥，一般選用熟料中含鋁酸三鈣和硅酸三鈣較少的低水化熱礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。低水化熱的礦渣水泥比同標(biāo)號的普通硅酸鹽水泥的水化熱可減少1/4左右。

　�。�2）調(diào)整骨料級配、減小其比表面積，同時選擇優(yōu)質(zhì)原材料、適量使用外加劑，使得混凝土盡可能在水泥用量較小的情況下獲得預(yù)期的和易性、強度等性能。另外，使用緩凝劑可以延長混凝土釋放水化熱的時間，使得水化熱出現(xiàn)峰值的時間延后至混凝土強度較高時，從而減小出現(xiàn)裂縫的機會。

　�。�3）如果原材料性能和組分不發(fā)生大的變化，一般來說水灰比越大混凝土強度越低。這樣，同樣目標(biāo)強度的情況下，水灰比越低則水泥用量也越少。因此，適當(dāng)使用減水劑以及合理控制坍落度對控制混凝土的水化熱也有著重要的意義。

　　3.3混凝土外部保溫

　　對混凝土進行保溫防護可以減小其內(nèi)外溫差、有效避免溫度裂縫的出現(xiàn)。在實際施工過程中對混凝土的保溫措施簡便易行，通常有如下幾種做法：

　　（1）推遲拆模板時間，利用模板的隔熱效應(yīng)對混凝土進行保護，以免混凝土表面溫度驟降、產(chǎn)生裂縫。

　�。�2）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采用保溫板、塑料布、土工布等材料進行覆蓋。

　�。�3）對于平面結(jié)構(gòu)可以待混凝土終凝后用熱水進行養(yǎng)護和保溫，由于水的比熱較大，可以長時間保持較高溫度。

　�。�4）在條件具備時可使用蒸汽、火爐、溫棚等設(shè)施來提高混凝土外表溫度。

　　3.4混凝土內(nèi)部降溫

　　工程上一般使用預(yù)埋冷卻水管的方式進行混凝土內(nèi)部降溫，通過不間斷地循環(huán)冷卻水來吸收混凝土的熱量。冷卻水管的直徑一般為20-30mm，管間距一般為400-800mm。冷卻水需要從澆筑混凝土?xí)r開始循環(huán)，一般保持七天。冷卻水溫度與混凝土核心溫度之差不得超過25℃,循環(huán)水不得時斷時續(xù)，以免混凝土局部出現(xiàn)溫差過大而產(chǎn)生裂縫。冷卻結(jié)束后須對冷卻水管進行灌漿填充，一般采用微膨脹水泥。

　　3.5為了及時、全面了解大體積混凝土的溫度變化情況，施工過程中一般使用埋設(shè)溫度感應(yīng)器的方法對混凝土溫度進行監(jiān)測。通常分三層進行埋設(shè)：表層、中心和底層。重點監(jiān)測時期為混凝土澆筑后的前七天，施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明混凝土中心溫度將在第三至四天達到最高，然后慢慢下降，而此時混凝土強度正在成長，措施不當(dāng)則容易產(chǎn)生裂縫。當(dāng)中心溫度與表層或底層溫度之差超過25℃時必須采取應(yīng)急措施來控制內(nèi)溫升高或外溫降低。

　　結(jié)語

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因是相當(dāng)復(fù)雜的，以上對混凝土的裂縫與溫度之間的關(guān)系以及其防治措施進行了初步探討。如何控制大體積混凝土水化熱升溫和結(jié)構(gòu)物體內(nèi)外溫差是大體積混凝土能否產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵因素。在施工實踐中結(jié)合多種預(yù)防和處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

　　參考文獻

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