大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施

第一篇：大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施

大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。降低水泥水化热和变形

1．选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。

2．充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。

3．使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。

4．在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。5．在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。

6．在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

7．改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用φ8钢筋，双向配筋，间距15cm。这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。

（8）设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。降低混凝土温度差

1．选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。2．掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。

3．在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。加强施工中的温度控制

1．在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。

2．采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。

3．加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。

4．合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。改善约束条件，削减温度应力

1．采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。

2．对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂、或刷热沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设30 ~50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，释放约束应力。提高混凝土的极限拉伸强度

1．选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。

2．采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

3．在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋，在截面突变和转折处，底、顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝的出现。

第二篇：大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。A.降低水泥水化热和变形

1）、选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。

2）、充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1。

3）、使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。

4）、在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。

5）、在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20 的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。

6）、在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度压力。

7）、改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用 8钢筋，双向配筋，间距15cm。这样可以增加抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。8）、设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。B、降低混凝土温度差

1）、选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。

2）、掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。

3）、在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。

C、加强施工中的温度控制

1）、在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免暴晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。

2）、采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。

3）、加强测温和温度监察与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25 以内，基面温差和基底面温差均控制在20 以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。

4）、合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。

D、改善约束条件，削减温度应力

1）、采取分曾或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。

2）、对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂、或刷热沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设30-50mm沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，释放约束力。

第三篇：大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土温度裂缝控制措施

1、概述

此次拟浇筑砼系华荣xx城D区基础筏板。D区基础砼等级为为C35P8，板的一般厚度为2.0m，集水井处最厚区域为4.35m；本区域一次浇筑砼方量约为2980m3；板内配筋情况是：板上下部均为φ28@150双向双层网筋，第二层配有φ18@150双向网筋一层，板中间配置构造抗裂钢筋网片φ16@200，D区柱下配置φ22@150。由此可见，该筏板确具有体形大、结构厚、砼方量多，钢筋密而工程条件较复杂和施工技术要求高等特点。

大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋砼相比，具有结构厚，体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。

大体积混凝土在硬化期间，一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热，使结构件具有“热涨”的特性；另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性，两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构，导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中，必须采用相应的技术措施，以控制混凝土硬化时的温度，保持混凝土内部与外部的合理温差，使温度应力可控，避免混凝土出

现结构性裂缝。

2、大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的，各类裂缝产生的主要影响

因素如下：

（1）收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同，其干缩、收缩的量也不同。

（2）温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

大体积混凝土结构要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。（3）材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。

3、大体积混凝土裂缝控制的理论计算

华荣.上海城D区，混凝土及其原材料各种原始数据及参数为：一是C35P8混凝土采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，其配合比为：水：水泥：砂：石子：粉煤灰：矿粉（单位Kg）=172：285：716：1070：60：100（每立方米混凝土质量比），砂、石含水率分别为3%、0%，混凝土容重

为2390Kg/m3。

二是各种材料的温度及环境气温：水30℃，砂、石子35℃，水泥40℃，粉煤灰35℃，矿粉35℃，环境气温32℃。3.1混凝土温度计算

（1）混凝土拌和温度计算：公式TO=∑Timici/∑mici可转换为:TO=[0.9

（mcTc+msTs+mgTg+mfTf+mkTk）+4.2Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf+m

k)] 式中：TO为混凝土拌和温度；mw、mc、ms、mg、mf、mk—水、水泥、砂、石子、粉煤灰、矿粉单位用量（Kg）；Tw、Tc、Ts、Tg、Tf、Tk—水、水泥、砂、石子、煤灰、矿粉的温度（℃）；Ps、Pg—砂、石含水率（%）；C1、C2—水的比热容（KJ/Kg.K）及溶解热（KJ/Kg）。

当骨料温度>0℃时，C1=4.2，C2=0；反之C1=2.1，C2=335.本实例中的混凝土拌和温度为：TO=[0.9(285*40+716*35+1070*35+60*35+100*35)+4.2*30(172-716*3%)+4.2*3%*716*35]÷4.2*

172+0.9(285+716+1070+60+100)]=34.3℃.（2）混凝土浇筑温度计算：按公式TJ=TO-(α.Tn+0.032n)*(TO-YQ)式中：TJ—混凝土浇筑温度（℃）；TO—混凝土拌和温度（℃）；TQ—混凝土运送、浇筑时环境气温（℃）；Tn—混凝土自开始运输至浇筑完成时间（h）；n—混凝土运转次数。

α--温度损失系数（/h）本例中，若Tn取1/3，n取1，α取0.25，则：

TJ=34.3-（0.25×1/3+0.032×1）×（34.3-32）=34.0℃

3.2混凝土的绝热温升计算

Th=WO.QO/(C.ρ)

式中：WO—每立方米混凝土中的水泥用量（Kg/m3）;QO—每公斤水泥的累积最终热量（KJ/Kg）；C—混凝土的比热容取0.97（KJ/Kg.k）；ρ—混凝土的质量密度（Kg/m3）

Th=（285*375）/（0.97*2390）=55.8℃

3.3混凝土的内部实际温度

Tm=TJ+ξ•Th

式中：TJ—混凝土浇筑温度； Th—混凝土最终绝热温升；ξ—温将系数查建筑施工手册，若混凝土浇筑厚度4.0m，则：ξ3取0.74，ξ15取0.55，ξ21取0.37.Tm(3)=34.0+0.74*55.8=75.3℃;

Tm(15)=34.0+0.55*55.8=64.7℃;

Tm(21)=34.0+0.37*55.8=54.6℃.3.4混凝土表面温度计算

Tb(T)=Tq+4h,(H-h,)△T(T)/H2式中：Tb(T)—龄期T时混凝土表面温度（℃）；Tq--龄期T时的大气温度（℃）；H—混凝土结构的计算厚度（m）。

按公式H=2h+ h,计算，h—混凝土结构的实际厚度（m）;h,--混凝土结构的虚厚度（m）;h ,=K•λ/Βk=--计算折减系统取0.666，λ—混凝土的导热系数取2.33W/m•K

β—模板及保温层传热系数（W/m2•K）；

β值按公式β=1/（∑δi/λi+1/βg）计算；δi—模板及各种保温材料厚度（m）;λi—模板及各种保温材料的导热系数（W/m•K）；βg—空气层传热系数可取23（W/m2•K）.T(T)--龄期T时，混凝土中心温度与外界气温之差（℃）：

T(T)= Tm(T)-Tq，若保护层厚度取0.04m，混凝土灌注厚度为4m，则：

β=1/（0.003/58+0.04/0.06+1/23）=1.4：1 h,=K•λ/β=0.666×2.33/1.41=1.1;

H=2h+ h,=4.0+2×1.1=6.2(m)

若Tq取32℃，则：

T（3）=75.3-32=43.3℃ T(15)=64.7-32=32.7℃ T(21)=54.6-32=22.6℃

则：Tb(3)=32+4×1.1（6.2-1.1）×43.3/6.22=57.3℃ Tb(15)=32+4×1.1（6.2-1.1）×32.7/6.22=51.1℃ Tb(21)=32+4×1.1（6.2-1.1）×22.6/6.22=45.2℃ 3.5混凝土内部与混凝土表面温差计算

本工程中： T(3)s=75.3-57.3=18℃ △ T(15)s=64.7-51.1=13.6℃ △ T(21)s=54.6-45.2=9.4℃

4、计算结果分析

从以上计算可以看出，混凝土3d龄期时内外温度差达到最大值18℃，符合混凝土内外温差小于25℃的技术要求。但必须看到计算结果是基于养护环境温度为32℃，表面保温措施得当，入模混凝土温度为34℃条件下得出的。实际施工养护中有可能无法满足以上条件要求。2008年8月19日实测C30混凝土拌和后温度未36℃，当时拌和水温度为30℃，环境温度为32℃，若养护环境温度为夜间较低时的情况，假设为23℃，则△T(3)s=22.6℃，加上保温措施有可能达不到要求，有产生温度裂缝的可能，因此有必要采取一丁的措施防止温度裂缝的产生。

5、大体积混凝土施工技术措施

（1）降低混凝土入模温度。包括：浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温，尽量避开炎热天气浇筑。可采用温度较低的地下水搅拌混凝土，或在混凝土拌和水中加入冰块，同时对骨料进行遮阳保护、洒水降温等措施，以降低混凝土拌和物的入模温度，掺加相应的缓凝型减水剂。（2）加强施工中的温度控制。包括：在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，以使混凝土缓缓降温，充分发挥其徐变特性，减低温度应力。应坚决避免曝晒，注意温湿，采取长时间的养护，确定合理的拆模时间，以延缓降温速度，延长降温时间，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”；加强测温和温度监测。可采用热敏温度计监测或专人多点监测，以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。混凝土内外温差应控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，并及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，以有效控制有害裂缝的出现（养护措施详见大体积砼浇筑方案）。

（3）提高混凝土的抗拉强度。包括：控制集料含泥量。砂、石含泥量过大，不仅增加混凝土的收缩而且降低混凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利，因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量，将石子含泥量控制在1%以下，中砂含泥量控制在2%以下，减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响；改善混凝土施工工艺。加强早期养护，提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量；在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋，以

改善应力分部，防止裂缝的出现。

第四篇：大体积混凝土温度裂缝浅析及控制方法

大体积混凝土温度裂缝浅析及控制方法

【摘 要】随着我国经济的发展，工程建设规模越来越大型化、复杂化，这使得工程建设中的大体积混凝土温度裂缝问题日益突出并成为具有相当普遍性的问题。文中通过分析大体积混凝土温度裂缝产生的原因，从中找到控制裂缝的措施及解决的方法，从而为保证建筑物和构件的安全奠定了基础。大体积混凝土温度裂缝的类型混凝土结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝主要有三种，一是骨料和水泥石粘合面上的裂缝，称为粘着裂缝；第二是水泥石自身的裂缝，称为水泥石裂缝；三是骨料本身裂缝，称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则，不贯通的，并且肉眼看不见。宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。温度，作为一种变形作用，在混凝土结构中引起的裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。这两种裂缝在不同程度上都属于有害裂缝。由于高层建筑、高耸结构物和大型设备基础大量的出现，大体积混凝土也被广泛采用，大体积混凝土结构的温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。

大体积混凝土温度裂缝的成因

2.1 概述

当混凝土结构产生变形时，在结构的内部、结构与结之间，都会受到约束。当混凝土结构截面较厚时，其内部温度分布不均匀，引起内部不同部位的变形相互约束，称之为内约束，当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍时称之为外约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的变形，主要是由温差和收缩产生，其约束既有外约束又有内约束。大体积钢筋混凝土结构中，由于结构截面大，体积大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩膨胀作用，由此引起的温度应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝的起因是温度变化引起的变形，当变形得不到满足时才会引起应力，而且应力与结构的刚度大小有关，只有当应力超过一定数值才引起裂缝。

2.2 温度变化引起变形在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化。实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3 到5 天，随着混凝土龄期的增长，温度逐渐下降，而弹性模量增高，因此混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时，开始出现温度裂缝。

2.3 变形受到约束，引起应力当大体积混凝土浇筑在基岩或老混凝土上时，由于基岩(或老混凝土)的压缩模量(或弹性模量)较高，混凝土温度变化所产生的变形受到基岩(或老混凝土)的约束，而在新浇混凝土内部形成温度应力，在升温阶段，约束阻止新浇混凝土的温度膨胀变形，在混凝土内形成压应力。而在降温阶段，新浇混凝土收缩(降温收缩与干缩)因存在较强大的地基或基础的约束而不能自由收缩，在新浇混凝土内形成拉应力。2.4 应力超过了混凝土的抗拉强度，导致裂缝的产生混凝土早期抗拉强度是很低的。值得注意的是随着水泥标号的提高，水泥用量的不断增加，抗拉强度也会相应增加。另外，由于水化热的影响，1 天龄期的小试件强度可比实际大尺寸构件中的强度低 50%，也就是说导致混凝土构件的早期强度降低；而28 天龄期的小试件强度则可比实际构件强度高30%；也就是说对设计而言不安全。因此这也是要限制最高温度的一个原因。

2.5 外界气温变化的影响大体积混凝土在施工期间，外界气温变化的影响也很大。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和，外界气温愈高，混凝土的结构温度也愈高，如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界气温骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度。温度应力是由温差引起的变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度可达60ºC，并且有较大的延续时间。在这种情况下研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力显得更为重要。

2.6 混凝土的收缩变形混凝土收缩变形引起的温度应力大于混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝，因此混凝土的收缩也是引起裂缝不可忽视的因素。大体积混凝土温度裂缝控制及措施

在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，是防止混凝土出现有害的温度裂缝的关键问题。我们将大体积混凝土温度裂缝的基本控制措施分为设计措施、施工措施和监测措施。随着材料科学的发展和施工技术的完善，现场大体积混凝土的施工积累了不少经验，如留永久性变形缝或伸缩缝、用蛇形冷却水管来降低大体积混凝土内部温度、采用液态氮降低混凝土入模温度以及使用微膨胀混凝土减缓干缩等等。总上所述，为防止裂缝、减轻温度应力，我们主要是从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

3.1 控制温度的措施

①采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；

②拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；

③热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

④在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；

⑤规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发急剧的温度梯度；

⑥施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保护措施；

⑦使用低热或中热水泥。水泥的主要发热成分是铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S)，制造时适当降低这两种成分的含量即可降低其水化热。

3.2 改善约束条件的措施

①合理地分缝分块；

②避免基础过大起伏；

③合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

根据以上述分析，大体积混凝土在三个阶段产生的温度应力均与内外部的温差有关，因此，有效的控制混凝土内外温差，就成为了有效控制温度应力的关键。对此，《混凝土结构工程施工及验收规范》曾作了如下要求“大体积混凝上表面和内部温差应控制在设计要求的范围内，当设计无具体要求时，温差不宜超过25ºC”，并对浇筑温度也作了“不宜超过28ºC”的规定。对于大体积混凝土的温差控制一般从三方面着手：第一是控制混凝土的绝对发热量；第二是采取有效措施降低混凝土内外温差；第三是改善周围的约束条件，改进配筋状况，减小裂缝宽度。所以，要真正实现大体积混凝土的质量控制，则应从原材料、设计、施工等各个环节抓起。

结束语

总之，大体积混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。为了保证建筑物和构件的安全，我们一方面要从控制温度、改变约束、降低温度着手，另一方面应可能设法提高混凝土的抗裂性能。只有在施工中采取以上行之有效的措施，才能控制裂缝的出现或延伸，进而保证建筑物安全、稳定的工作。

第五篇：大体积混凝土温度裂缝防治措施

大体积混凝土温度裂缝防治措施

项目管理科 杜建豹 摘 要：大体积混凝土施工时产生的温度裂缝 ,破坏了结构的整体性、耐久性、防水性 ,影响结构安全和正常使用 ,危害严重。分析了裂缝产生原因 ,提出了在施工中应该采取的各种控制措施...关键词： 温度 裂缝 养护 引言

随着经济和施工技术的迅速发展 ,现代建筑中涉及到大体积混凝土施工也越来越多 ,如高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等。它们的主要特点就是体积大 ,水泥水化热释放比较集中 ,内部温度升高比较快。当大体积混凝土内外温差较大时 ,会使混凝土产生温度裂缝。众多工程实践证明 ,大体积混凝土施工难度比较大 ,混凝土产生温度裂缝的机率较多 ,稍有差错 ,轻者会影响建筑物的抗渗性能和外观质量 ,重者还会严重影响建筑结构的安全 ,甚至造成坍塌事故 ,从而造成无法估量的损失。因此我们必须从根本上分析大体积混凝土温度裂缝的产生原因 ,采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现 ,来保证施工的质量。

1、温度裂缝产生的原因

大体积混凝土结构的整体性要求高 ,施工时如无特殊情况 ,一般要求一次性整体浇筑。浇筑后 ,水泥因水化反应引起水化热 ,由于混凝土体积大 ,内部与表面散热速率不一样 ,聚集在内部的水泥水化热不容易散发 ,混凝土内部温度将显著升高 ,而混凝土 表面则散热较快 ,与混凝土内部产生较大的温度差 , 使混凝土内部产生压应力 ,表面产生拉应力。同时在浇筑初期混凝土的弹性模量和强度很低 ,对水化热急剧温升引起的变形约束不大 ,温度应力比较小。随着混凝土龄期的增长 ,其弹性模量和强度相应提 高 ,对混凝土降温收缩变形的约束越来越强 ,即产生很大的温度应力 ,当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时 ,即产生温度裂缝。大体积混凝土产生温度裂缝的影响因素主要有:

1.1 水泥水化热的影响

水泥在水化反应过程中产生大量的热量 ,这是大体积混凝土内部温度升高的主要热量来源。由于大体积混凝土截面的厚度大 ,水化热聚集在结构内

部不易散发 ,会引起混凝土内部急剧升温 ,造成较大的内外温差 ,从而产生温度裂缝。

1.2 内外约束条件的影响

大体积混凝土一般与地基整体浇筑在一起 ,当 温度变化时会受到地基的限制 ,因而产生外部的约 束应力。当混凝土早期温度上升时 ,产生的膨胀变 形会受到约束面的约束而产生压应力 ,而此时混凝 土的弹性模量很小 ,徐变和应力松弛却较大 ,与基层连接也不太牢固 ,因而压应力较小 ,但是当温度下降时 ,则产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度 ,就会出现垂直裂缝。工程实践证明 ,当混凝土的内外温差小于 25℃时 , 产生温度裂缝的几率就小的多。由此可见 ,降低大体积混凝土的内外温差和改善约束条件 ,是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施。

1.3 外界气温变化的影响

大体积混凝土结构在施工期间 ,外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有着重要影响。混凝土浇筑温度与外界气温有着直接关系 ,浇筑温度又影响着混凝土的内部温度。大体积混凝土结构不易散热 ,其内部温度有的工程竟高达 90 ℃以上 ,而且持续时间较长。如外界气温下降 ,特别是气温骤降 ,会加大混凝土的温度梯度 , 温差愈大 , 温度应力也愈大。此时混凝土内部产生压应力 ,表面产生拉应力 , 当这个拉应力超过混凝土的抗拉强度时 ,大体积混凝土的表面就会出现裂缝。

2、控制大体积混凝土产生温度裂缝的措施

大体积混凝土的施工技术要求比较高 ,特别在 施工中要防止混凝土因水泥水化热而引起的温度差。在施工时 ,必须从原材料选择、施工技术、养护、温度检测等有关环节做好充分的准备工作 ,才能防止大体积混凝土温度裂缝的产生。

2.1 原材料的选择

⑴ 选用发热量低初凝时间较长的水泥 如矿渣水泥。尽量降低混凝土中的水泥用量 ,减少水泥 水化反应产生的热量 ,降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失 ,可适度增加活性细掺料替代水泥。例如掺加适量的粉煤灰 减少水泥 用量，达到降低水化热的目的 , 但掺量不能大于30 %。

⑵ 粗细骨料级配良好。通过试验选择合理的 石砂级配。在满足混凝土强度的基础上，骨料尽量选用较大的粒径 5-40mm，要具有较好的级配。同时必须严格控制砂石料的含泥量 ,石子的含泥量 控制在 1 %以下，砂的含量在 2 %以下，这样既提高了混凝土抗压强度 ,又可以减少用水量和水泥的用 量。

⑶ 加适量的缓凝剂(如木质素磺酸钙)。掺加 缓凝剂不但可以延缓水化热的释放速度、推迟温峰的出现并延长混凝土的凝结时间，还可以改善混凝土和易性，减少水和水泥用量 ,从而降低水化热。

⑷ 拌制大体积混凝土的原材料均需进行检验合格后方可使用。

2.2施工技术措施

⑴

在炎热夏季进行施工时 ,要采取下列措施对材料进行降温 : ① 提前1周以上的时间将水泥入库降温 ,并保证水泥仓库有良好的通风；

②砂石堆进行覆盖 ,避免阳光直射 ,必要时向 骨料喷冷水；

③ 防止搅拌机在阳光照射下温升过高 ,可采用搭凉棚的方法为搅拌机遮荫；

④混凝土宜现场采用冷水拌制。

⑵ 浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净，而且混凝土的浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3～5h，浇筑时必须严格控制混凝土的入模温度，混凝土最高浇筑温度不得超28℃，在浇筑混凝土时投入适量的毛石 ,以吸收热量并节约混凝土;在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管 ,用循环水来降低混 凝土内部温度峰值延缓升温速度;浇筑时若外界气 温过高 ,可采用在输送管上加盖草袋并喷冷水的方法。

⑶ 在施工现场要对商品混凝土逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相 符，严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。混凝土搅拌车到场等待时可采取向搅拌罐上喷冷水的措施来控制混凝土的浇筑温度。

⑷ 严格控制混凝土的浇筑速度。一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。对于断面相差很大的结构和剪力墙的孔、洞、口 处 ,应先浇灌较深的部位 ,待静止 1～2h 混凝土沉降后 ,再与断面或孔洞上部的混凝土一起浇筑。墙板混凝土宜采用非泵送混凝土 ,利用塔吊和人力推车连续进行 ,以避免施工冷缝的出现。

⑸ 可以适当在混凝土中掺加合成纤维。混凝土中掺入合成纤维后 ,可使数以千万计的纤维三维均匀的分布在混凝土内部，混凝土塑性阶段干缩及冷缩所产生的表面一旦延伸到合成纤维即可停止发展。

⑹ 合理安排施工工序，遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的成熟工艺，薄层浇捣，均匀上升，以利于散热。大体积混凝土浇筑时应尽量扩大浇筑工作面 , 分层浇捣 ,逐步推进。要严格控制振捣的时间及插 入深度 ,防止振捣过程中出现漏振。

根据结构特点 ,大体积混凝土的浇注方法可分为：全面分层、分段分层、斜面分层的浇注方案。如图1所示。

①图1a全面分层:在第一层混凝土全部浇筑完毕后 ,再回头浇筑第二层。此

时应使第一层混凝土还未初凝 ,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。适用于结构的平面尺寸不太大的情况 ,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段 ,从 中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

②图 1b 斜面分层:要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始 ,逐渐上移。混凝土的振捣 也要适应斜面分层浇筑工艺 ,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处 ,保证上部混凝土的捣实 ,下面一道振动器 布置在近坡脚处 ,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进 ,震动器也相应跟上。

③图1 c 分段分层 : 混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层 ,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依 次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。

⑺振捣时振动棒应尽量垂直插入 ,快插慢拔 , 插点交错 ,均匀布置。在振捣上一层混凝土时 ,应深 入下一层约 50～100mm, 以消除层间的接缝。振捣时间以表面基本水平并出现水泥浆,混凝土不再冒气泡、不再明显坍落为度。必要时在混凝土凝结前的适当时间内进行二次振捣 ,以增加混凝土的密实 度 ,减少混凝土内部的微裂缝 ,提高混凝土的强度和抗渗性能。

⑻冬季大体积混凝土浇筑时 ,为防止表面散热过快 ,造成过大的内外温差,应在外部覆盖保温材料或者进行短时间加热 ,拆模后迅速回填土方以利保温。2.3 大体积混凝土的养护措施

养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工 作。养护时要保持适宜的温度和湿度 ,以便控制混 凝土内外温差 ,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土温度裂缝的产生和发展。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。同时要预防冬期骤冷寒潮气候影响 ,以控 制内外温差 ,防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护 ,不仅要满足强度增长的需要 ,还应通过人工的温度控制，防止因温度梯度引起混凝土的 开裂。

大体积混凝土养护阶段防止温度裂缝的措施主要有 :

⑴ 浇筑后2h采用塑料膜对表面覆盖,可有效增加混凝土的表面温度 ,减小总温差。若在冬季施工需在塑料膜上面加上草垫保温等。

⑵ 混凝土浇筑后 ,应在终凝后两小时开始带水养护 , 养护期14天以上。夏季浇筑大体积混凝土 时 ,可采用积水养护的方法。在混凝土表面上用砖砌成浅水池 ,然后放入 300mm 深的水，起保护和养护双重作用。

⑶ 冬季施工时 ,在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在 缓慢的散热过程中 ,使混凝土获得必要的强度 ,以控制混凝土的内外温差小于 25 ℃。

2.4 大体积混凝土施工中的温度检测措施

要对大体积混凝土进行有效的温度控制 ,就必须进行科学检测。设置测温点 , 以便了解内外温差的数据 ,及时采取相应措施 ,以保证控制的准确性。

大体积混凝土温度的检测要在混凝土浇灌完毕后 2 天开始 ,检测时间为1个月 ,在前面7天 ,每隔2 小时测温一次 ,以后每隔8小时测温一次。在浇筑混 凝土时 ,采用预埋温度传感片和测温仪 ,一般布置上中下三个混凝土内部测温点和一个混凝土表面控制的测温点，从浇筑开始测温，浇筑完后根据温控指标及时调整保温、保湿等养护条件。混凝土养护阶段的温度检测应注意以下几点 ：

⑴ 混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土 表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20 ℃，当结构混凝土具有足够的抗裂能力时 ,不大于25 ℃～30 ℃。

⑵

混凝土拆模时 ,混凝土的温差不超过 20 ℃。

⑶ 配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责 , 按时按孔测温 ,不得遗漏或弄虚作假 ,发现问题应及时向项目技术负责人汇报。测温记录要填写清楚、整洁 ,换班时要进行交底。

⑷

测温工作应连续进行，经技术部门同意后方可停止测温。

⑸ 测温时若发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到 25 度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人 ,以便及时采取措施。

3、结束语

大体积混凝土结构的材料选择、施工技术与养护措施直接关系到结构的使用性能 ,若不能很好的了解大体积混凝土结构温度裂缝产生的原因以及采取的 相应施工措施 ,实际生产当中就很难保证大体积混凝土的施工质量。虽然大体积混凝土很容易产生温度裂缝 ,但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在材料选择、施工工艺、以及 后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，还是完全可以避免危害结构安全的温度裂缝的产生。

参考文献 : [1] 中国建筑工业出版社.建筑工程施工手册.2003.4 [2] 张仁水.建筑工程施工.北京：中国矿业大学出版社.2000 [3] 卢经扬等.土木工程材料.北京：煤炭工业出版社.2004