大體積混凝土溫度裂縫控制的實踐應用討論大體積混凝土施工易產生溫度裂縫是常見的質量通病，雖然造成大體積混凝土裂縫的因素非常多，但由于水泥的水化熱和混凝土的低熱傳導性而導致內外溫差過大無疑是混凝土裂縫最主要的原因之一，因此采取有效措施避免溫度裂縫的產生是保證工程結構質量的關鍵。本文結合工程實踐，從控制混凝土內外溫差，所采取的溫控技術措施及運用測溫監(jiān)控技術，進行保溫控溫養(yǎng)護方面來論述如何保證大體積混凝土質量。1工程概況：某工程位于福州市五四路，由二層地下室、三十一層塔樓組成。主樓中心基礎為樁基筏形基礎，面積為1760㎡，底板厚度3m，塔樓核心筒部分底板厚度6.75m，混凝土強度等級為C45S10，一次性澆搗混凝土方量約6200m3。2混凝土配合比設計：2.1原材料的選擇：⑴水泥：選用水化熱較低的萬年青42.5普通硅酸鹽水泥，以利于大體積混凝土的施工溫度控制。⑵骨料：選用5～31.5㎜碎石，針、片狀含量﹤10％，壓碎指標≦12%，且級配良好。砂為閩江中砂，細度模數大于2.8。砂、石的含泥量均在1％以內。⑶粉煤灰：摻加磨細的Ⅱ級粉煤灰取代水泥用量，以降低水化熱，減少干縮和提高混凝土表面抗裂性能。⑷外加劑：為解決大體積混凝土裂縫問題，設計要求采用補償收縮混凝土。經福建省科研所論證本工程決定采用AEA膨脹劑與TW－10高性能泵送劑使混凝土得到補償收縮，產生膨脹效應，降低混凝土的收縮當量溫差，減少混凝土收縮應力。2.2施工配合比：底板混凝土強度等級C45，抗?jié)B標號P10。因此在配合比設計時即要滿足強度要求，也應滿足抗?jié)B要求；還需考慮溫升控制、降低水化熱防止溫度裂縫的產生?？蒲兴谠牧蠌驮嚭细窈筮M行多組試配，選擇最優(yōu)配合比如下：施工配合比水灰比砂率坍落度材料用量㎏\m3水水泥砂石AEATW-10粉煤灰備注0.4740100－120180380692103930.46.4692初凝時間16h3混凝土溫度計算：3.1混凝土絕熱溫升：Th=(mc+K×F)Q/C×ρ式中:Mc、F為水泥和摻合料用量，本工程分別為410㎏／m3、92㎏／m3；K摻合料折減系數取0.28；水泥28d水化熱Q為375kJ/㎏；混凝土比熱C取0.97[kJ（㎏·K）]；混凝土密度ρ取2400㎏／m3則Th＝70.30C3.2混凝土收縮變形值：εy（t）＝εy0（1－e－bt）×M1×M2×M3┄×Mn式中:εy0取3.24×10-4；e為2.718；b取0.01；t取21天；M1、M1、M3┄Mn在這里只考慮水灰比、養(yǎng)護時間和環(huán)境濕度影響，取M4=1.147,M6=0.93,M7=0.7.則εy（21）＝0.46×10-43.3混凝土收縮當量溫差（0C）：Ty＝－εy（21）／a式中：εy（21）＝0.46×10-4；混凝土線膨脹系數a取1.0×10－5；則Ty＝4.60C3.4混凝土彈性模量：E（t）=EC(1-e-0.09t)式中E（t）本工程取21天；混凝土最終彈性模量EC取3.35×104則E（21）＝2.84×104N／㎜3.5混凝土的最大綜合溫差：ΔT=TO+2/3Th+Ty-Tq式中：TO本工程取20℃；各齡期大氣平均溫度Tq取11.3℃計算得ΔT＝60.2℃3.6混凝土降溫收縮應力：σ（21）＝－E（21）aΔT/1－μC·S(t)R式中：混凝土泊松比μC為0.2；徐變松弛系數S(t)取0.3；混凝土外約束系數R取0.32；則降溫收縮應力：σ（21）＝2.05＞0.75ft＝0.75×1.8＝1.35N／㎜結論：混凝土入模后21天溫差收縮應力為2.05N／㎜＞0.75ft＝1.35N／㎜，說明養(yǎng)護期間混凝土可能出現裂縫，故應采取措施降低綜合溫差，控制裂縫出現。規(guī)范規(guī)定，設計無具體要求時，大體積混凝土內外溫差不宜超過25℃。4.溫控措施⑴采用斜面分層法施工：本工程基礎承臺采用3臺泵車從東向西澆筑。（見圖1）根據混凝土泵送時自然流淌形成坡度的特點采用“斜面分層，薄層覆蓋，循序推進，一次到頂”的方法。斜面每層澆筑厚度約500㎜左右，利用層面散熱減少每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱的積聚，減少溫度應力。圖1承臺混凝土澆筑示意圖為確保振搗密實，在坡頂、坡腳、坡中設三道插入式振動棒。（見圖2）第一道布置在混凝土出料口，主要解決上部振搗，第二道布置在混凝土坡腳，確?；炷撩軐崳谌啦贾迷谛泵娴闹胁俊Ｔ谛泵嫔细髡顸c要嚴格控制振搗時間，振搗時間15～30s為宜，以砂漿上浮，石子下沉不出氣泡為止，插棒間距400～500㎜呈梅花狀布置，振動棒振搗時要快插慢拔，要插入下層50～100㎜，每個澆搗點要配一專人振搗，嚴防漏振和欠振。并要保證上層混凝土覆蓋已澆混凝土的時間不得超過混凝土初凝時間，防止出現冷縫。圖2振搗示意圖⑵采用二次振搗法混凝土終凝前采用二次振搗法，以排除混凝土因泌水在粗骨料及水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，并防止因混凝土沉落而出現的裂縫。減少內部微裂，增加混凝土密實度，提高混凝土抗裂性能。⑶混凝土表面及泌水處理泵送混凝土表面水泥砂漿較厚，混凝土澆至標高后，先用平板振動器搗實，再用3m長刮尺刮平、搓壓、整平。初凝前用鐵滾筒來回碾壓數遍，用木抹子打磨，提高表面密實度，減少塑性收縮變形。初凝后、終凝前再次用木抹子搓平，以閉合收縮裂縫?；炷猎跐仓⒄駬v過程中出現的泌水和浮漿，主要是以引流為主，將水引至后澆帶流入集水坑，再用Φ50潛水泵隨時抽到基坑周邊的集水坑經沉淀后排入市政管道。⑷埋設冷卻水管：混凝土澆筑前在基礎厚度中心區(qū)域埋設一層水管直徑48㎜管距1.0m，7個獨立環(huán)路的冷卻水管，每路管線長度控制在200m以內（見圖3）。為使同一管路各部份溫度均勻，將通水循環(huán)設計成水流方向可變，以削減混凝土早期20％～25％的水化熱，使溫降收縮減小，減少開裂。圖3承臺混凝土內埋冷卻管平面布置示意圖⑸加強混凝土養(yǎng)護為減少混凝土的內外溫差，控制混凝土表面裂縫，在混凝土終凝前，二次抹面后立即進行養(yǎng)護。在混凝土表面采用2層不透水、氣的塑料薄膜加2層麻袋被進行保濕和控溫養(yǎng)護，以提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量。并根據測溫記錄及時掀開或加蓋麻袋進行散熱或保溫，從而控制混凝土的內外溫差小于25℃，混凝土降溫速率小于3℃/d，以避免出現有害裂縫。混凝土澆搗完畢，由專人保濕保溫養(yǎng)護21晝夜。⑹輔助措施：現場搭設保溫棚，搭設范圍為主樓筏板四邊向外延伸3m，保溫棚四周用塑料布圍擋，天棚均勻掛設50盞碘鎢燈備用。根據測溫記錄，低溫期間輔助加熱升溫，以提高周圍環(huán)境溫度，預防混凝土表面溫度驟降引起裂縫。5.底板混凝土溫度監(jiān)測：5.1溫度測點布置在承臺范圍內垂直埋設10根測桿，（編號A～T），每根測桿沿承臺厚度均設置5個測點（見圖4），同時在混凝土外部設置氣溫、水溫等輔助測點4個，合計54個工作測點。所有測點都通過熱電偶補償導線與設置在測試房的微機數據采集儀相連，監(jiān)測數據由采集儀處理后自動打印輸出。圖4測桿測點埋設示意5.2測溫監(jiān)控從混凝土開始澆筑時起，同步進行混凝土溫度測試，每天24小時不間斷監(jiān)測，每小時提供一份溫度監(jiān)測報表，當監(jiān)測數據顯示混凝土內表溫差接近25℃并有繼續(xù)上升趨勢時及時報警。5.3測溫結果與分析混凝土溫度變化曲線表明：⑴承臺混凝土各部位溫度變化趨勢均呈拋物線分布，存在一個峰值，澆筑初期溫度迅速升高，約65小時后混凝土內部溫度達到峰值69.7℃；⑵拋物線下降段較為平緩，降溫速率控制在3/d