南通四建集团有限公司华南总部 广东珠海 519000
摘要：混凝土裂缝控制一直是施工中的一道难题，大体积混凝土由于截面尺寸大，不易散热，容易引起混凝土里表温差过大，从而导致裂缝的产生。本文结合南航珠海区域总部工程C40基础底板大体积混凝土施工，从混凝土材料选择、降温措施、测温方法、养护措施等几方面着手，阐述了大体积混凝土裂缝产生的原因和控制措施，对大体积混凝土裂缝防治有着借鉴作用。
关键词：大体积混凝土 ;水化热；降温；测温；养护
一、工程概况
南航珠海区域总部工程位于珠海市香洲区吉大海滨南路，总建筑面积约8万㎡，由办公A栋、办公B栋、住宅A栋、住宅B栋和2层商业裙楼组成，其中办公A栋采用冲孔灌注桩基础，群桩承台厚度2.8m，局部 5.6m，基础承台、底板混凝土等级C40，抗渗等级P8,该区域施工属大体积混凝土施工。
二、大体积混凝土裂缝产生的原因
混凝土产生裂缝的原因有两种，一种是由外荷载引起的，还有一种是由于变形（温度、收缩、膨胀和不均匀沉降）产生的，其中以变形为主产生的裂缝占到裂缝总数的80%。变形裂缝绝大部分是由于混凝土水化热引起的温度应力及收缩作用超过了混凝土的极限拉伸值产生的。大体积混凝土，结构尺寸逾大，其混凝土里表温差逾大，温度应力也逾大，从而更容易导致裂缝的产生，所以，大体积混凝土的温控措施是减少其裂缝产生的关键。
三、混凝土的温控措施
3.1混凝土配合比的确定
合理的混凝土配合比是混凝土温度裂缝控制的前提，在本工程中，通过以下三个方面进行控制：
1）为降低后期混凝土水化热，经过和设计院的协商，确定采用60天的后期强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及交工验收的依据。
2）根据大量的研究和工程实践表明，每立方混凝土的水泥用量减少10公斤，其水化热使砼的温度相应降低1℃,通过掺入粉煤灰，减少了水泥的用量，降低了后期混凝土的温升值。
3)地下室底板混凝土自身的收缩受结构基础的约束，易产生裂缝。混凝土裂缝影响结构防水的功效及耐久性，所以该部位防水混凝土要求混凝土具有良好的体积稳定性。在配合比设计中，除减少混凝土的自身收缩，考虑掺加一定量的膨胀剂来补偿混凝土因自身收缩带来的变形，防止裂缝的产生以保证其防水性能。
经过试配和调整，最终确定混凝土配合比如下：P.O42.5R水泥322kg,Ⅱ级粉煤灰111 kg，中砂590 kg，5-31.5l碎石1163 kg，HQ-3减水剂12.2 kg，水165 kg，UEA膨胀剂37 kg，这相对于普通C40混凝土来说，大大减少了单位体积水泥的用量，有效的降低了后期混凝土的温升值。
3.2混凝土原材料的选择
1) 水泥选用等级为P.O42.5R的普通硅酸盐水泥；
2）粗骨料采用选用5～35mm连续级配的碎石，空隙率小，含泥量不大于1%，针片状颗粒含量少，不大于15%，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。；
3) 细骨料选用含泥量不大于2.0%，泥块含量不得大于0.5%，细度模数在2.6～3.0之间的Ⅱ区中粗河砂。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩;
4) 掺和料选用Ⅱ级粉煤灰，其细度应100%通过0.15mm筛孔。粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20%-25%粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。同时，使用粉煤灰可变废为宝，符合环保要求；
5）外加剂选用HQ-3型高效减水剂和UEA膨胀剂，改善了混凝土的塑化性能，延迟水化热释放速度，并具有早期塑性膨胀、中期微膨胀、后期减缩和防渗功能，能够有效的预防结构裂缝的产生，利于结构抗渗。
3.3、混凝土的内部降温措施
根据《大体积混凝土施工规范》（GB50469-2009）的规定：混凝土浇筑块体的里表温差不宜大于25℃，混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。
为降低混凝土内部温度，现场采用预埋降温管对2800mm（局部5600mm）厚底板进行混凝土内部降温，设置二道降温管（局部5600mm处设置4道降温管），降温管用D48薄壁型钢管，距离承台顶面800mm、1800mm；冷却管成“S”型。进水管和出水管与集水井连接成循环系统，循环水采用集水井中的地下水，达到绿色节能的目的。
3.4混凝土测温
为随时了解混凝土内部温度、表面温度的变化情况，根据测温情况及时指导施工养护，采取措施，保证混凝土内外温差控制在 25℃内，根据本工程施工特点，采用预埋测温传感线，用电子测温仪测读数据的方法,其测温原理是利用某金属的电阻与温度之间近似存在线性关系的特性测得电阻，然后转成温度数据，测温前将测温探头埋到需测温部位混凝土中，测温时测温仪插入传感线，即可直接读出探头所在处温度，该方法快捷、准确（温度误差±1℃，反应时间 0.5秒）较传统的测温计测温，有不用在混凝土预留探温孔的优点。测温准备和实施按埋设位置，配合底板钢筋绑扎进度由专人预埋测温传感线，传感用钢丝绑扎固定，并作记号，预埋后端头用矿泉水瓶覆盖进行保护。
3.4.1 测温点布置
群桩承台：为测定混凝土内部温度的传导规律，5m以上承台部位每测点埋设6条测温线：1、板面下 100mm，2、板底上100mm，3、中间均匀布置4点。
筏板：为测定混凝土内部温度的传导规律，承台部位每测点埋设3条测温线：1、板面下 100mm，2、板底上100mm，3、中间布置1点。
3.4.2测温方式
测温点混凝土终凝后 4小时开始第一次测温，根据大体积混凝土早期升温快，后期降温慢的规律，开始前 5 天每隔 3 小时测温一次，以后每天测 3 次，每次测温需记录当时实际气温，待混凝土覆盖保温层下温度与混凝土板下 100mm 处温度相差小于 15℃时即可停止测温，大体积混凝土特殊养护亦可撤除。测温完成后提供测温记录。
通过测温，及时准确的提供了混凝土内部温度数据，为施工中及时采用相应的温控措施提供了依据，并且也能够在后期反映了采取温控措施的效果，所以说混凝土测温是混凝土温度控制、裂缝防治的重要技术手段。
3.5混凝土养护
在混凝土浇筑完成后12小时后，现场采用双层土工布覆盖进行混凝土养护，尽量减少透风漏气、水分蒸发、热量散失等现象，以此来保持混凝土表面的温度；同时进行洒水养护，以此来保证混凝土的湿润。根据《大体积混凝土施工规范》（GB50469-2009）的规定：“混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃“，所以混凝土的保温保湿养护是大体积混凝土施工的关键环节。保温保湿养护的目的主要是减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，减少混凝土表面及外部环境的温差，防止温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生温度裂缝和表面干缩裂缝，同时也可以保证了水泥能在良好潮湿环境下进行水化作用。
四、结语
大体积混凝土产生裂缝的原因非常多，通过南航珠海区域总部工程基础底板的工程实践表明：在施工组织、准备、实施过程中，合理的选择施工材料、优化工程混凝土配合比、通过测温采取相应的温控措施以及加强混凝土后期养护，可以有效防止温度裂缝的产生，避免和减少由于裂缝给工程造成不必要的损失。
参考文献：
[1]施红健，王志强合编厚3.5m的混凝土大底板施工技术 《建筑施工》编辑部 2013.
[2]陈世华，秦贤顺，陈祥友合编筏板基础C40大体积混凝土配合比优化及施工控制 《建筑施工》编辑部 2012.
[3]王文利，陈建兵，徐长春合编大体积混凝土防温度裂缝的跟踪测试信息化施工技术 《建筑施工》编辑部 2014.
[4]王铁梦 工程结构裂缝控制 中国建筑出版社 1997
论文作者:王炎平,周建峰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期
论文发表时间:2017/7/4
标签：混凝土论文; 测温论文; 裂缝论文; 体积论文; 温度论文; 水化论文; 底板论文; 《防护工程》2017年第4期论文;