隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，城市建筑數(shù)量日益增加，對建筑施工材料的要求也有所提高。大體積混凝土作為一種常見的結(jié)構(gòu)材料，具有承載力高，適用范圍廣和耐久性強等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于建筑工程施工當中。

　　摘要：裂縫是大體積混凝土澆筑后常見的質(zhì)量問題，若不進行有效的控制，很可能影響到混凝土結(jié)構(gòu)的安全。為此，本文結(jié)合工程實例，分析了大體積混凝土溫度變化情況，重點就大體積混凝土內(nèi)外溫差控制技術(shù)措施進行探討，并總結(jié)工程實施的效果，以供參考。

　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土,裂縫,溫控優(yōu)化,工程效果

　　由于大體積混凝土單次澆筑方量大，加上混凝土自身放熱量大，如果不能及時擴散，容易導(dǎo)致混凝土澆筑體產(chǎn)生了較大的內(nèi)外溫差，致使大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，若沒有對溫度裂縫進行有效的控制，則可能影響到混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性。因此，有必要加強大體積混凝土裂縫溫控優(yōu)化工作的研究力度。本文通過分析混凝土溫度變化情況，采取了有效的溫控技術(shù)措施控制裂縫的產(chǎn)生，并取得了良好的效果。

　　1工程概況

　　某高層建筑主樓采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)。地下室底板混凝土強度等級C35，混凝土最大澆注部位為主樓大體積承臺，截面尺寸：長12.5m，寬12.5m，厚2.5m，混凝土澆注量分別為390m3，屬大體積混凝土。

　　2工程特點及控制目標

　　本工程屬生命線工程，應(yīng)確保發(fā)生地震等災(zāi)難時能夠正常發(fā)揮搶險救災(zāi)指揮功能，對地下室人防級別要求較高，且基礎(chǔ)埋深較深，抗?jié)B也有較高要求，因此對混凝土裂縫的控制尤為重要。為此，必須控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差在規(guī)范規(guī)定的允許范圍內(nèi)，保證大體積混凝凝土施工不會產(chǎn)生溫度裂縫和收縮裂縫，這是本工程施工的主要目標，在施工過程中應(yīng)加以重點控制。

　　3大體積混凝土水化溫升和內(nèi)、外溫度變化情況計算分析

　　本工程大體積混凝土配合比按最大程度減少水化熱的原則進行配置，具體配合比設(shè)計為每方混凝土材料用量為：水泥325kg，粉煤灰87kg，砂693kg，碎石1039kg，水175kg。

　　（1）混凝土絕熱溫升：

　�。�1）

　　式（1）中：T（t）-混凝土齡期為t時的絕熱溫升（℃）；W-混凝土的膠凝材料用量（kg/m3）；Q-膠凝材料水化熱總量（kJ/kg），Q=kQ0，其中k為不同摻量摻合料水化熱調(diào)整系數(shù)，取k=0.936；Q0-水泥水化熱總量（kJ/kg），由查施工規(guī)范及施工計算手冊計算Q0=391kJ/kg；C-混凝土的比熱，取0.97kJ/（kg·K）；ρ-混凝土的重力密度，取2400kg/m3；m-與水泥品種、澆筑溫度等有關(guān)的系數(shù)，取入模溫度為21℃，則系數(shù)取0.3664。根據(jù)上述公式計算所得不同齡期絕熱溫升見表1。T（1）=21.14℃。

　�。�2）混凝土內(nèi)部中心溫度：

　　T1（t）=To+T（t）ξ（t）（2）

　　式（2）中：T1（t）-齡期混凝土內(nèi)部中心最高溫度（℃）；To-混凝土的澆筑入模溫度（℃）；T（t）-混凝土最終絕熱溫升（℃）；ξ（t）-t齡期溫降系數(shù)。

　　從上述公式可知，降低入模溫度可顯著降低混凝土內(nèi)部中心溫度。因此，本工程選擇在晚上溫度較低時澆筑混凝土，降低混凝土的入模溫度，將入模溫度控制在21℃以內(nèi)。根據(jù)上述公式并查施工計算手冊計算得不同齡期混凝土中心溫度見表1。

　　（3）蓄水養(yǎng)護深度：

　　本工程根據(jù)實際情況，混凝土表面收水拉毛后，立即覆蓋一層塑料薄膜，待混凝土初凝后利用核心筒內(nèi)電梯井坑進行畜水保溫養(yǎng)護，直至溫差降至安全范圍內(nèi)。具體蓄水深度由以計算確定：

　�。�3）

　　式（3）中：X—蓄水養(yǎng)護時間，取X=336h；Tmax-T2=20℃；Kb傳熱系數(shù)修正值，取1.3；λw—水的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.58；M—混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)，。根據(jù)上述公式計算所得蓄水養(yǎng)護深度為：Hw=3.6cm。

　�。�4）混凝土表層溫度：

　　T2（t）=Tq+4h′（H-h′）[T1（t）-Tq]/H2（4）

　　式（4）中：T2（t）—t齡期混凝土表面溫度（℃）；Tq—施工期大氣平均溫度（℃），取15.2℃；h′—混凝土虛厚度（m），h′—=K′·λ/β，K′為折減系數(shù)，取2/3，λ為混凝土導(dǎo)熱率，取2.33W/m·K；β為混凝土表面模板及保溫層傳熱系數(shù)（W/m2·K），β=1/[δw/λw+1/βq]，δw—蓄水保溫層厚度（m），λw—水的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.58，βq—空氣層的傳熱系數(shù)，取23（W/m2·K）；查施工計算手冊并計算得：h′=0.118m。H—混凝土計算厚度（m），H=h+2h′，h—混凝土實際厚度（m）。

　　4混凝土內(nèi)外溫差控制技術(shù)措施—混凝土內(nèi)部布置冷管通水降溫

　　本工程決定采用“內(nèi)部通水降溫，外部蓄水養(yǎng)護”水循環(huán)施工技術(shù)，將混凝土內(nèi)外溫差控制在20℃內(nèi)，確保不出現(xiàn)溫差裂縫。根據(jù)工程經(jīng)驗，沿混凝土厚度中心的水平面均勻布置三個回路的規(guī)格為Φ50循環(huán)水管，每個水管設(shè)進水口和出水口各一個（見圖1）�；炷�土澆筑完畢后12h開始通水。由上述計算知，1d的絕熱溫升為21.14℃，而混凝土入模溫度為21℃，考慮降溫系數(shù)的影響，則此時的混凝土內(nèi)部中心溫度不會超過42℃，將開始進水溫度控制在19℃左右可保證水溫與接觸面的混凝土溫差不超過25℃。利用核心筒內(nèi)電梯井坑進行畜水養(yǎng)護，初始蓄水深度取20cm（水泵正常工作所需最小深度）。利用水泵的工作原理，將電梯井坑內(nèi)的冷水抽進已布置的冷卻管內(nèi)，同時將水管內(nèi)的熱水排出到基坑內(nèi)，建立水循環(huán)，利用物質(zhì)熱交換原理，帶走混凝土內(nèi)部水化熱，降低混凝土內(nèi)部溫度。施工過程應(yīng)注意選擇水泵型號，合理控制水流速度，將進出口水溫差控制在2℃以內(nèi)；同時進出水口每天應(yīng)交換一次，使得混凝土內(nèi)部溫度比較均勻，降低溫度裂縫出現(xiàn)的可能性。圖1冷凝水管布置圖

　　5測溫及信息化施工

　�。�1）測溫點布置及監(jiān)測：上述計算是按混凝土內(nèi)部須排出的水化熱全部由降溫水管中的水帶走考慮，實際上混凝土向降溫水管傳遞熱量的影響因素較多，對計算結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生較大影響，因此必須加強測溫工作，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。本工程根據(jù)實際情況，按照兼顧均勻布點與重點布點的原則，同時在可能出現(xiàn)較大溫差的部位布置測桿，共布置12根測桿。測桿分上、中、下3個測點，每個測點均布置備用點，其中上測點距混凝土上表面50mm，中測點位于混凝土底板豎向中心位置，下測點距混凝土下表面50mm。

　�。�2）信息化施工：混凝土從澆筑到硬化有一個升溫和降溫的過程，特別降溫至環(huán)境溫度的過程比較緩慢，為此，測溫從混凝土澆筑后馬上開始監(jiān)測，1次/2h。主要監(jiān)測混凝土澆筑及固化過程中，混凝土水化熱即時溫度、內(nèi)表溫差、降溫速率及蓄水溫度（即水管進水溫度）。利用測溫技術(shù)進行信息化施工，全面了解混凝土強度發(fā)展過程中內(nèi)部溫度場分布狀況及蓄水池內(nèi)水溫變化情況，并根據(jù)實測溫度變化情況，注意調(diào)整水流速度，控制降溫速率，以防止或控制混凝土內(nèi)部有害裂縫的發(fā)生，確保施工質(zhì)量。

　　6工程實施效果

　　通過對大體積混凝施工的具體溫控措施進行分析，以及對施工過程全面監(jiān)控和管理，實施信息化施工完成后，選擇具有代表性的中心測溫桿第3天至第9天測溫數(shù)據(jù)與不通水理論計算數(shù)據(jù)畫曲線圖如圖2。

　　圖3通水降溫與不通水降溫計算數(shù)據(jù)對比圖

　　從圖2中可看出：①通水降溫后，中心溫度整體明顯回落，特別是第5天以后，下降更為明顯；②通水降溫后，中心溫度第5天時達到峰值為53.5℃，而不通水理論計算狀態(tài)下的第5天溫度及溫度峰值分別為57.6℃、60.3℃，前后相比分別少4.1℃、6.8℃；③采用水循環(huán)蓄水養(yǎng)護，表層溫度明顯提高，溫水養(yǎng)護效果好；④在不通水理論計算狀態(tài)下，曲線隨時間的推移呈上升擴大開口狀態(tài)，即溫升持續(xù)提高、溫差持續(xù)加大；而在通水降溫狀態(tài)下，曲線隨時間的推移平行小起伏后呈縮口狀態(tài)，溫差在第5天時達到最大值18.3℃后持續(xù)下降，即溫升小幅升高后持續(xù)回落，溫差穩(wěn)定保持在20℃以內(nèi)。上述情況表明，所采取的內(nèi)外溫差控制技術(shù)措施得當，通水降溫后，混凝土內(nèi)部降溫效果明顯，成功地將溫差控制在預(yù)定的20℃以內(nèi)，滿足設(shè)計和施工驗收規(guī)范要求，達到了預(yù)期的目的。經(jīng)檢查，各基礎(chǔ)外觀質(zhì)量良好，無任何裂縫，取得良好的效果。

　　7結(jié)束語

　　溫度裂縫是影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定的重要因素。因此，施工技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合工程實際情況，通過理論計算分析，采取合理的、有效的溫控技術(shù)措施。同時還應(yīng)加強大體積混凝土溫度加測工作，制定安全應(yīng)急預(yù)案，一旦出現(xiàn)異常情況及時調(diào)整并加以解決，以避免混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生，從而確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。

　　參考文獻

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