大体积砼温度裂缝控制措施及其_大体积砼裂缝控制技术

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大体积砼温度裂缝控制措施及其

在工程施工中的运用

[摘 要]在实际工程施工中，根据现有的理论和实践经验总结出来的具体措施，可以控制和减少大体积砼温度裂缝的发生。由于各种客观条件的限制，采取哪些控制措施，要根据具体的实际情况决定取舍。[关键词] 大体积砼 裂缝 控制措施 运用

在现代工业与民用建筑中，超长、超厚的大体积砼基础已屡见不鲜，但其裂缝的产生时有发生。如何控制大体积砼裂缝的产生，是一项国际性的技术问题。根据现有的理论和实践经验，在实际工程中，也可以控制和减少大体积砼裂缝的发生。一 大体积砼结构温度、收缩裂缝产生的原因

大体积砼裂缝主要分为两大类：一类是荷载引起的裂缝（约占20％），一类是变形（温度、收缩、不均匀沉陷）引起的裂缝（约占80％）。由于荷载引起的裂缝通过常规的应力计算可以得到很好控制，这里着重探讨由于温度、收缩引起的变形裂缝。在大体积砼浇筑后，由于其表面系数小，体积大，水泥的水化热量较高，水化热聚积在内部不易散发，砼内部温度将逐渐增高，而表面散热很快，形成较大的内外温差，内部产生压应力，外部产生拉应力。若在砼表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，由于此时的砼的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的拉应力超过此时砼的极限抗拉强度，就会在砼表面形成表面裂缝。这种裂缝一般多发生在砼浇灌后的升温阶段，如果此时砼的表面不能保持潮湿的养护条件，则砼表面由于水分蒸发较快而使初期的砼产生干缩，将加剧裂缝的产生。砼浇灌后，由于温升影响产生的表面裂缝也叫第一种裂缝。2 温升影响产生的第二种裂缝是收缩裂缝。它产生在砼的降温阶段，即当砼降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上砼硬化过程中，由于砼内部拌合水的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝等作用，促使砼硬化时收缩。这两种收缩，在收缩时受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力（拉应力），如果产生的收缩应力超过当时的砼极限抗拉强度，就会在砼中产生收缩裂缝，这种裂缝有时会贯穿全断面而成为结构性裂缝。大体积砼，升温阶段内外温差过大，会造成表面裂缝；降温速率过大，会造成贯穿性冷缩缝。表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在砼收缩时，由于表面裂缝处断面被削弱且存在应力集中，促使砼收缩裂缝的开展，所以大体积砼施工中既要防止表面裂缝的产生，又要防止收缩裂缝的出现。

因此，控制砼结构浇筑实体因水泥水化热引起的温升、砼浇筑块体里外温差及降温速度，防止砼实体出现有害的温度裂缝（包括砼收缩）是施工技术的关键问题。4 在长期的实践中，人们发现一些规律：

① 砼强度等级越高，越易出现裂缝。② 泵送砼比半干性砼易出现裂缝，因其用水量大，粗骨料粒径较小，水泥用量大。

③ 温差和收缩越大越容易开裂，裂缝越宽、越密； ④ 收缩和温度变化的速度越快，越容易开裂； ⑤ 基底对结构的约束作用越大，越容易开裂：

⑥ 温度梯度越大、承受均匀温差收缩的厚度越小，越容易开裂；

⑦ 在一般情况下，结构的几何尺寸越大，越容易开裂，但这也不是绝对的。二 在工程施工中控制温度、收缩裂缝的措施

实践证明，一方面，如果将砼内部与其表面的温差、温降速度控制在一定范围内，砼就不至于产生表面裂缝（我国规范确定的这个温差限值为25℃、温降速度为1.5℃/d）；另 一方面，减小每次施工面积（设置后浇带），减小基底对结构的约束作用（设置可滑移垫层），加大加密配筋，均可增强砼结构对砼收缩的抵抗作用。前一方面是施工技术人员应解决的问题，后一方面主要由设计师根据实际情况决定。在工程施工中，温度、收缩裂缝控制的主要任务

降低砼内部最高温升，减少总降温差；提高砼表面温度，降低砼内外温差，减小温度梯度；延缓砼的降温速率，充分发挥砼的徐变特性；减少用水量，控制原材料质量。具体措施

2.1 选用中低热的水泥品种，从根本上减小水化热。选择中低热品种水泥（普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥），优先选用矿渣硅酸盐水泥。水泥越细，标号越高，其活性与强度随之增高，带来的副作用是砼自身收缩越大。能用低标号的水泥，尽量不用高标号水泥。

2.2 减少单位体积砼的水泥用量，也是减小水化热和砼收缩的根本途径。一般地，水泥量每增加10kg，水化热将升高1℃。可以通过以下措施减小单方砼水泥用量：

① 可以不采用泵送砼时，尽量不采用泵送。

② 在工期许可的情况下，经设计人员同意，充分利用砼后期强度，用R60或R90代R28作为设计强度。

③ 掺入一定比例的掺合料。砼中掺入磨细粉煤灰、矿渣粉、沸石粉、硅粉等掺合料，可以改善砼的工作性，提高可泵性，降低水化热，增加密实度，提高砼强度和耐久性，减少砼收缩。

④ 掺入高效减水剂，减少用水量，从而减少单方砼水泥用量。砼掺入减水剂，可以减少用水量，在保证水灰比不变的情况下，可以减少水泥用量，降低砼收缩。同时可减少砼中的自由水蒸发引起的收缩。

⑤ 控制粗细骨料质量。粗骨料粒径增大，可以减少用水量和水泥用量，从而可以减少砼的自身收缩。粗骨料必须是连续级配，针片状含量不超标，不仅能提高砼的可泵性，还可以减少砂率及细粉料含量，达到减少砼自身收缩的目的。但粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距和砼泵送管径要求。细骨料级配合理，采用中砂比用细砂可降低用水量，从而降低砼的收缩值。粗细骨料含泥量必须控制在标准以内，含泥量增大，不仅增加砼收缩，还会降低砼抗拉强度，对砼抗裂十分有害。

2.3 降低砼的浇筑温度，减少总降温差。

① 降低进入搅拌机的温度。夏季在水箱内加冰块降低水温；粗骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；细骨料遮阳防晒；散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高。

② 夏季，砼运输车加隔热套或对罐体喷淋冷水降温，砼泵送管道遮阳防晒。③ 砼浇灌作业面遮阳，减少砼冷量损失。

2.4 掺加缓凝剂，降低水化热峰值。掺加缓凝剂，能延缓水泥水化热的释放，延迟水化热的峰期，削减水化热的峰值。

2.5 掺UEA 膨胀剂。掺入UEA膨胀剂，在最初14d潮湿养护中，使砼体积微膨胀，补 偿砼早期失水收缩产生的收缩裂缝。

2.6 砼内部埋冷却水管进行强制降温。砼内部埋冷却水管进行强制降温，这也是有效的措施。一般地，这种方案较少采用，只有在砼厚度较大（≥2.5m），内部水化热温升偏高、内表温差和降温速率不易控制的情况下，才有必要采用。

2.7 采用二次振捣、二次抹压技术。砼入模振捣，在振捣时间界限以前，进行二次振 捣，以排除砼因泌水在粗骨料、水平钢筋下部产生的水分和空隙，提高砼与钢筋的握裹力。表面刮平抹压1～2h后，即在砼初凝前在砼表面进行二次抹压，消除砼干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝，增加砼内部的密实度。但是，二次抹压时间必须掌握恰当，过早抹压没有效果；过晚抹压砼已进入初凝状态，失去塑性，消除不了砼表面已出现的裂缝。

2.8 加强养护。针对所施工的工程，按照施工季节、环境条件、施工方法，先进行热工计算。施工中及时掌握砼水化热升降规律，不同位置和深度的温度变化情况，随时调整养护措施。

①保湿养护：砼表面经过二次抹压后，立即覆盖塑料布，防止表面水分蒸发，保持砼处于潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的砼，在最初14d内，必须潮湿养护，方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。

②保温养护：砼表面蓄热保温，降低内外温差，减小温度梯度，延缓砼的降温速率。根据砼绝热温升计算，确定中心最高温度，按温控技术措施，确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。保温养护的目的：减少砼表面热扩散，减小内外温差；延缓散热时间，控制降温速率，有利于砼强度增长和应力松弛，避免产生贯穿裂缝。养护一般不少于15d。

③在常温季节，砼终凝后也可采用蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。根据砼内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。浇水的水温与砼表面温度之差不超过15℃。

三 控制措施在工程施工中的运用

在实际工程施工中，由于各种客观条件的限制，往往不能按上述的措施面面都能做到，也并不要求面面都做到。采取哪些措施，这要根据实际情况决定取舍。

3.1 工程实例一 3.1.1 工程概况

##热轧板带工程轧机设备基础，其先施工的中心区基础底板，长为28m，宽为1 7.5m，厚1.9m、2.2m，砼量1100m，为大体积砼。砼强度等级为C30（P8）。由于本工程工期短，为抢工期，砼采用泵送浇灌。该时段，平均气温为15℃。为降低砼水化热及其峰值，一方面采用32.5级矿渣硅酸盐水泥，降低水化热；另一方面掺II级粉煤灰，减少水泥用量；再一方面掺缓凝型减水剂，既可减少水泥用量又可降低水化热峰值。由于条件的限制，本地只有细山砂。为改善细骨料的级配，按1：0.82内掺石粉。砼配合比为——水泥：（山砂+石粉）：石子：粉煤灰（II级）：减水剂（缓凝型）：水=437：（356+292）：1094：46：1.09：190。

3.2 工程实例二 3.2.1 工程概况

**热轧板厂新增卷取机和钢卷运输链系统设备基础，也属大体积砼基础。为防止收缩限制产生拉裂纹，先按小于30m的间距划分了后浇带。其中最大的一块是卷取机基础（-8.5m～-10.15m）底板，其长为25.5m，宽为18.5m，砼量约为1400m，砼强度等级为C25（P6）。砼在8月份浇灌，本地8月气温在25~30℃（计算取27℃）。水泥为32.5级散装普通硅酸盐水泥，细骨料为中粗山砂，粗骨料为级配矿渣。经测定水泥（罐装）、砂（棚内堆放）、矿渣（棚内堆放）、水的温度分别为：34℃、25℃、24.5℃、23℃，砂、矿渣的含水率分别为：1.5％、1％（拌前湿水为4％），混凝土拌制好后采用砼运输罐车运至浇筑部位，从搅拌至浇灌成型约需一小时。如果采用泵送混凝土，其配合比为——水泥：砂：矿渣：II级粉煤灰：水：减水剂=400：687：1120：48：175：3.2。四 结束语

在实际工程施工中，根据现有的理论和实践经验总结出来的具体措施，可以控制和减少大体积砼温度裂缝的发生。由于各种客观条件的限制，采取哪些控制措施，要根据具体的实际情况决定取舍，但要经计算验证，确保满足规范要求。