大体积混凝土基础温度裂缝控制施工技术研究

大体积混凝土基础温度裂缝控制施工技术研究

张敏

张敏

天合建设集团有限公司江苏昆山215300

[摘要]主要研究大体积混凝土基础温度裂缝控制施工技术，简单介绍了大体积混凝土的特点和大体积混凝土温度应力的计算方法，在此基础上提出了大体积混凝土基础温度裂缝控制措施。

[关键词]大体积混凝土；温度裂缝控制

混凝土是建筑工程中用量最大的材料，城市高层建筑不断发展，对其混凝土基础的要求越来越高，特别是大型设备基础和搭载和结构以及复杂结构，由于大体积混凝土温度应力更大，更容易出现温度裂缝，所以，控制其温度裂缝成为了大体积混凝土基础施工的关键技术。

一、大体积混凝土温度裂缝

（一）大体积混凝土

美国混凝土学会规定，任何现浇大体积混凝土都需要采取措施解决水化热及其造成的体积变形，最大限度减少开裂。日本建筑学会标准规定，结构断面厚度超过80cm，混凝土内外温差预计超过25℃的混凝土称作大体积混凝土。大体积混凝土结构厚实，数量大，水化热会产生较高内外温差，而水化热温度过高会导致混凝土后期强度下降。

（二）大体积混凝土温度裂缝

大体积混凝土温度裂缝属于变形载荷导致裂缝，是结构要求变形，变形不能满足而产生应力，超过混凝土强度之后开裂，发生应力松弛，材料韧性较好的情况下能够适应应变要求，抗裂性能较高。

二、大体积混凝土温度应力计算

（一）热传导方程

均匀、各向同性固体中取出dxdydz，可获得热流量q和温度梯度之间的关系如式2-1：

假定混凝土表面热流量和混凝土表面温度与气温之差成正比。

（三）表面保温层计算

混凝土表面模板和保温层按照边界条件计算，最外层保温层和空气热阻1/β，则保温层总热阻为：

（2-5）

保温层自身往往热容量很小，可以忽略不计。

（四）温度计算

1.水化热

复合指数式表示水泥水化热比较准确：

三、温度裂缝控制技术措施

（一）设计措施

1.选择合适的结构和分块，情况允许可设置水平施工缝，按照温度裂缝要求分块，设置必要连接方式。

2.大体积混凝土应该选择中低强度混凝土，不能使用高强混凝土。

3.钢筋应该按照小直径、密间距方式布置，钢筋直径在8-14mm之间比较合理，如果受力筋能够满足构造要求，就无需再增加温度筋。

4.在混凝土垫层上适宜设置滑动层，一毡二油的方式比较合理。

（二）原材料控制

混凝土混合比优化目的在提高混凝土抗裂能力。

1.水泥

大体积混凝土应该尽量选择低热水泥减小混凝土温升。通常选择每千克用水用量水化热在7d限制后293kJ以下比较合适，低矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰质水泥或抗硫酸盐水泥适宜选用。

2.骨料

连续自然级配为优选材料，连续级配骨料配置混凝土需要具有相当的和易性，能够减少水泥用量，提高混凝土的均匀性，粗骨料选择碎石比较合理，碎石拌制混凝土强度和抗裂性能均较高。

粗中砂为优选细骨料，同样能够减少水泥用量，降低绝热温升。粗骨料细骨料的含泥量需要严格控制，避免含泥量超标造成的混凝土收缩增加和抗拉强度的下降。

3.粉煤灰

粉煤灰能够改善混凝土和易性，能够改善其干缩性和脆性，进一步降低混凝土水化热。但是粉煤灰掺量也不能过大，否则会出现早期强度过低的情况，而承受振动或者冲击载荷的高强混凝土结构不建议掺加粉煤灰。

（三）配合比

满足强度要求的情况下，尽量减小水泥用量，提高混凝土流动性，提高混凝土和易性。对于混凝土流动性、粘聚性和保水性需要进行反复试验之后再进行选择。

（四）施工

尽量保持较低的混凝土出机和浇筑温度，通过控制原材料温度控制混凝土温度，运输过程中应该尽量连续，缩短运输和停留时间，大体积混凝土往往存在表面泌水的现象，一旦出现应该及时排除。

混凝土的保温保湿措施是养护过程最关键的环节，保温需要满足混凝土浇筑块内外温差和降温速度要求，保温养护持续时间需要，持续时间按照温度应力选择，不能少于15天。

【结束语】大体积混凝土温度裂缝问题和工程结构各方面都有关系，需要从岩土、结构、材料、施工和环境等多方面采取措施进行控制。为了避免温度裂缝产生，需要了解温度裂缝的成因、特点、机理，才能够采用设计或施工措施，有效避免出现大体积混凝土温度裂缝。