浅谈大体积混凝土的施工温度与裂缝控制
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摘 要：在现代水利水电工程建设中混凝土占有重要地位，而大体积混凝土由于各种原因出现裂缝。为此找出混凝土的裂缝的成因，并提出裂缝控制的材料措施及施工措施，阐述了混凝土的温控施工现场监测工作。
关键词：大体积混凝土；施工温度；裂缝；控制
混凝土在现代水利水电工程建设中占有重要地位。而在今天，大体积混凝土的裂缝较为普遍，在水利水电工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。
1 裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。一般设计中均要求不出现拉应力，但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2 裂缝控制的材料措施
2.1 为了减少水泥用量，降低混凝土浇筑块体的温度升高。经设计单位同意，可利用混凝土60d后期强度作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据。
2.2 采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积混凝土配合比选择的特殊性。强度等级在C20～C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg／m3。
2.3 应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土。所用的水泥应进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热试验方法(直接法)》测定，要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于250tO／kg。
2.4 采用5～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1．5％。
2.5 采用中、粗砂，控制含泥量小于1．5％。
2.6 掺合料及外加剂的使用。国内当前用的掺合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同时可代替水泥，降低水化热。掺加量为水泥用量的15％，降低水化热15％左右。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0．25％的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少10％拌和用水，节约10％左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝，宦加膨胀剂。国内常用的膨胀剂有UEA，EAS、特密斯等型号。
3 裂缝控制的施工措施
3.1混凝土的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得留施工缝，并应符合下列规定： (1)混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不大于600mm；当采用非泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不大于400mm。 (2)分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间，层面应按施工缝处理。
3.2大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时，水平施工缝的处理应符合下列规定：1)清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；2)在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有水；3)对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。
3.3混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低混凝土出罐温度等方面的要求，并应符合下列规定：1)当炎热季节浇筑大体积混凝土时，混凝土搅拌场站宜对砂、石骨料采取遮阳、降温措施；2)当采用泵送混凝土施工时，混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车，混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。
3.4 在混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水。泵送混凝土的水灰比一般较大，泌水现象也较严重，不及时清除，将会降低结构混凝土的质量。
3.5 混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定：1)保温养护措施，应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求；2)保温养护的持续时间，应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制、确定，但不得少于15d，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；3)在保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。
3.6 塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。
3.7 对标高位于±0．0以下的部位，应及时回填土；±0．0以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。
参考文献：
1 钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，1999.2.
2 龚召熊等。水工混凝土的温控与防裂.中国水利水电出版社，1999.5.
3 鞠丽艳，张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术，2002. 7.
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