摘要：混凝土施工出现开裂是混凝土结构裂缝劣化的体现，并伴随其他病害。主要致因之一是对混凝土温度应力变化控制不到位，混凝土在施工过程中受到外界因素及自身温度的变化，非常容易出现形式多样的裂缝，破坏了其整体性，对建筑物的安全造成巨大的影响。因此在大体积混凝土施工中，控制混凝土的温度应力以及内外温差具有十分重要的意义。文章对大体积混凝土产生裂缝的机理及原因进行分析，并从几个角度提出了控制手段。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；控制措施
随着我国经济的腾飞，大体积混凝土广泛应用在各种建筑工程中，特别是在基础工程和地下室结构中运用的更多。然而混凝土抗拉强度和弹性模量都比较低，这种情况导致混凝土裂缝也成为工程应用中普遍被关注的热点。大体积混凝土开裂一直以来都是一项技术难题。
1 控制温度裂缝的必要性
从温度裂缝的根本原理来看，混凝土若缓慢发生了开裂，其根源在于材质不够均匀、配合比不适当、基础沉降或者塌落度过大等。某些情况下，施工人员并未关注大体积混凝土本身的水灰比，后期在振捣与搅拌混凝土时也忽视了相关细节。在这种状态下，混凝土建成的筏板基础就很可能缓慢离析。此外，施工后期如果忽视了对筏板基础进行全方位的保养，也可能带来温度裂缝的不良现象。由此可见，过大的内外温差直接造成了开裂现象产生。技术人员如果要控制筏板基础的开裂，则有必要密切关注温度裂缝。
混凝土本身并不具备优良的导热性，大体积混凝土更是表现为较慢的散热速度。浇筑后的混凝土很难迅速释放内部的热能，外部与内部温差由此而迅速扩大。严重的情况下，筏板基础就有可能会内胀外缩，从而增大了筏板基础外层的拉应力。此外，早期混凝土具有较小的弹性模量与较低的抗拉强度，这种现状也在根源上影响了筏板基础的整体质量。经过分析可知，混凝土施工有必要防控过高的内外温差，通过调控温差的手段和措施来避免筏板基础出现裂痕。
2 温度裂缝的出现原因
2.1 原材料的原因
大体积混凝土施工过程中，容易出现水灰比不稳定、材料不均匀。在运输和浇筑的过程中非常容易出现离析的现象，导致大体积混凝土各部位抗拉强度不均匀。当混凝土内部的应力超过了本身的抗拉能力的时候，就会导致出现裂缝。
2.2 混凝土硬化产生的裂缝
混凝土浇筑后强度会逐渐的增长，其内部会逐渐产生大量的水化热。伴随着内部温度不断升高，体积逐渐膨胀，内部产生拉应力。而初期的混凝土强度不高，混凝土体积收缩过程受到地基或者固化混凝土的约束，就会容易导致出现裂缝，甚至会发展形成贯通裂缝。
2.3 混凝土表面温度变化形成温度裂缝
施工处于夏季或者气温温差不大的环境当中，混凝土硬化结束后温度基本趋于温稳定。但是表面温度容易受到外界环境的影响，如养护不到位、夏季高温后雨淋、温差变化大都会使得混凝土表面产生非常大的拉应力，进而产生裂缝。
3 控制措施
某工程为集商业、办公于一体的综合性建筑，主塔楼设计为具有筏板基础的高层框架结构。该地下室筏板基础周围厚度为2.8m，芯管区域4m。根据项目规范，大体积混凝土的60天抗压强度和不渗透性应达到C45P8。为避免施工裂缝，地下室混凝土应连续浇筑。筏板基础总建筑面积超过2500m2，大体积混凝土用量约8900m3，需要4辆汽车泵工作50小时。本工程选用商业混凝土来保证混凝土质量的稳定性。
3.1 优化配合比
与抗压强度相比，水化热是配合比的先决因素。根据ACI207.1r描述，建议最大允许不同部位混凝土温度和温度的差异是190F（88c）和35F（19c）。这里要强调的是：a．温差是区别混凝土最热部分的温度和表面的温度。b．这两个限制只是一般的指导方针，是基于50多年前的无筋大体积混凝土的经验。当考虑某些项目规格时，极限应该是完全不同的。根据现代情况，允许的温度差为77F（25摄氏度）是更实际的现场施工。在本项目中，选择低发热混凝土混合物用于大体积混凝土，以尽量减少潜在的热问题。具体而言，将粉煤灰和二氧化硅用作水泥替代物，以达到项目要求（见表1）。按照大体积混凝土施工规范（GB50496-2009），计算了30天混凝土各时间段不同水泥类型的内部温度。
表1 两种大体积混凝土的配合比
3.2 限制入模温度
控制温度裂缝的关键在于限制入模温度，对此应控制于适当的入模温度。施工方在现场考察的基础上，就能综合确定最适当的筏板基础降温措施。限制入模温度，对水泥与砂石原材等温度都要进行限制。如施工方可以把凉棚搭设于水泥罐或者砂石料仓的上方，以此来避免直射光造成的水泥迅速升温；可运用冷水来喷淋碎石材料，或者把冰块掺入拌合后的混凝土中。此外，专门用于输送混凝土的罐车也应覆盖保温膜，这样做是为防控过快的升温。对每次到达现场的罐车都应予以测温，一旦发现过高的温度须立即退回混凝土材料，而不能用于后期施工。
3.3 全过程的温度控制
主要内容：①施工过程中保证混凝土能够持续供给，根据现场实际施工情况布设拌合楼，确保混凝土的及时供给；②混凝土原材料的温度也是非常关键的因素，与水化热一样极易导致出现混凝土裂缝。这对于混凝土的拌和效果影响非常明显。拌和前及时测量原材料的温度，将混凝土浇筑的温度控制到位；③为了有效控制大体积混凝土施工稳定，必须要采取工艺措施，如在一些工程中可以根据设计图纸布设冷却管，主要是为了达到降温的目的。冷却管的安装要安全可靠，使用之前要进行测试，防止出现漏水和阻塞现象的出现，影响其功能的发挥。
3.4 控制振捣过程
施工方如果要保证筏板基础的稳定性，严格杜绝筏板裂缝的出现，应严密监测振捣的全过程。对浇筑混凝土来讲，振捣混凝土应构成其中的关键。为此在进行振捣时，应遵照现行的施工流程，确保快速插入振捣棒然后缓慢拔出。通过综合控制的措施，确保符合最基本的混凝土密实度。与此同时，施工人员也要密切关注振捣时间，最好限制于0.2min时间段内。待混凝土表层泛浆，才能停止振捣操作。
3.5 做好温度监测
温度监测一般情况下，通过热电偶监测温度，这些热电偶安装在大体积混凝土的内部，并连接到数字温度计的真实面板。与几台温度测量设备相比，选择了GPRS-DTU无线设备。其优点包括稳定的数据测量和传输，简单的线路连接和智能数据处理等。由于筏基础对称设计，设置了13个温度测量点，以获得全面、有效的数据，显示了每个测量点的热电偶布置。
总之，大体积混凝土包含了较复杂的部分，具体在施工时也需要予以全面的防控。通常情况下，筏板基础若受到收缩应力或者外在温度变化带来的干扰，那么很可能就会引发裂痕。然而实质上，技术人员若能运用适当的措施来防控筏板基础的裂缝，就可在根源上杜绝基础开裂的发生。
参考文献：
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论文作者:张文博
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/18
标签：混凝土论文; 温度论文; 裂缝论文; 体积论文; 基础论文; 温差论文; 应力论文; 《基层建设》2018年第2期论文;