大体积混凝土承台施工温度裂缝的影响因素及控制技术研究

何生银

摘 要：在施工过程中，大体积混凝土温度裂缝的根本原因是水热化，水热化产生过大的内外温差形成裂缝，并且水热化温度如果过高，会严重混凝土的后期使用强度。文章在大体积混凝土承台施工温度裂缝因素基础上进行分析，制定出具体的、可行性的温度监测与控制方案，根据现场施工情况，确保混凝土施工质量，经过工程专业检测技术如果没有发现温度裂缝问题，说明制定的控制技术方案有效。

关键词：大体积混凝土；承台；施工温度；裂缝；控制技术

1 研究大体积混凝土温度裂缝的目的与意义

1.1 温度裂缝研究目的分析。随着我国社会经济迅速发展，建筑行业规模也在迅速扩大，并健康、持续发展。目前，高层建筑和高耸结构的大型建筑物正在逐渐替代中小型建筑，所以建筑行业也正在大范围使用大体积混凝土。在大体积混凝土施工过程中，温度裂缝是亟需解决的问题。从裂缝影响因素进行分析，提出切实可行的控制技术或施工方案，是非常必要的。

1.2 简述大体积混凝土概念，及控制温度裂缝技术的研究意义。（1）目前，国际上对大体积混凝土没有明确的定义，现有两种解释：美国混凝土学会对其规定，就地进行浇筑的大体积大尺寸混凝土，应该根据工程要求采取一定措施控制水热化和体积变形，避免温度开裂；日本建筑学会对大体积混凝土标准定义为尺寸在80厘米以上的最小结构面，水热化产生的最高温度和外界温度差不小于2摄氏度的施工混凝土。虽然这些定义内容较为具体，但是根本生没有对大体积混凝土严谨定义。（2）由于大体积混凝土自身面积大、尺寸厚，水热化温度散热较为困难，温度会骤然升高，使得膨胀量也明显增高，与后期温度收缩形成严重的温度差。大体积混凝土温度收缩速度快，会形成贯穿性的温度裂缝，最终导致混凝土整体使用性能、强度与抗渗性能。

2 施工温度裂缝的影响因素

2.1 外加剂与掺合料。缓凝高效聚羧酸减水剂是大体积混凝土施工中最常用的材料，其使用作用是保证混凝土结构与强度基础上，减少工程用水量与水泥量，从而降低了混凝土与水灰比绝热条件下的骤然升温。除此之外，在混凝土中掺入掺合料（一般使用粉煤灰），其操作方便，还能改善混凝土和易性、密实度、抗渗性、抗裂性能，水泥用量也明显减少，同时其可以有效避免了混凝土内部与绝热升温产生的水化热量。

2.2 环境温度。虽然从整体施工上讲，环境温度不会对混凝土的内部峰值有过大的影响，但是混凝土浇筑季节与外界大气环境的不同，都会提高混凝提内部与外部之间的温度差，干预了混凝土遇冷效果。尤其是在高温季节，需要错开烈日正午与寒潮时间段。

2.3 水泥的配合比。高性能水泥灰控制混凝土的微膨胀量、总发热量、低收缩量，需要体积安定、低水热化的水泥材料，严格控制混凝土塌落与设计强度。根据国家工程标准与设计要求，降低水泥使用量，可减缓水热化发生速率，混凝土升温到最高值会消耗过多时间，外散热量明显增加，同时降低最高温度值，并且适当调整水泥配合比，改变混凝土的热峰值时间点。

2.4 导热性能。混凝土热量传递率随着导热系数的增大而增大，与外界环境交换效率就越高，降低了混凝土内部环境温度和内外温度差。

2.5 混凝土水热化。混凝土配比下水泥水热化是导致温度裂缝的根本影响因素。水泥水热化阶段会产生热量，由于大体积混凝土结构特点，会使得热量大面积聚集在内部，而不容易挥发。通过现场检测，水泥水热化会迅速升温，一般情况下是20-30℃，有时会更高。但是混凝土自身导热性能差，初期浇筑弹性模量与强度也比较偏低，很难控制混凝土温度。混凝土弹性模量随着龄期增长而增高，对内部温度控制力和拉应力就会越大。

2.6 大体积混凝土内部结构矛盾。大体积混凝土施工温度裂缝是内部矛盾发展的必然结果。一方面混凝土强度与抵抗变形力，另一方面内部温度变化使得应变力发生改变，混凝土内外部同时控制温度变化所产生的结构变形，应力同时变大。内部温度应力已经超过混凝土抗拉强度，即产生温度裂缝。

3 温度裂缝控制技术

3.1 概括温度裂缝控制技术实施流程。首先要明确施工设计要求，对现场进行调查。其次，确定施工内容后，选择优质原材料，科学配比，综合角度制定温度控制方案；同时实施温度控制技术和温度监测，以及保温保湿与混凝土温差控制，从温度裂缝影响因素角度控制裂缝产生。

流程图如下：

3.2 混凝土参数的选择。设计大体积混凝土承台，需要严格遵守设计规范与生产工艺要求，在材料选择上应该以中低强度的混凝土材料为为主，混凝土强度控制在C20-C35最为适宜，利用R60后期强度，90d的强度对其实施评定。与此同时，需要根据施工条件调整混凝土配合比，使得水热化形成的温度应力可以在有效范围内控制大体积混凝土温度裂缝下开展钢筋，从而提高混凝土抗裂性能。

3.3 正确选择施工材料。在材料选择上，应该在合理配合比基础上，加入适量外加剂与掺合料，目的是减少水与水泥用量，提高混凝土使用性能，降低成本、节约材料、降低绝热升温与内部水化热量、避免发生温度裂缝等。

3.4 选择合理施工条件。大体积混凝土应该采取加冰、遮阳或淋水等，控制原材料温度的同时，还要避免在寒潮或高温环境下作业，从而从内部外部控制混凝土入模温度。根据现场测定，环境维度达到28-38摄氏度，与没有进行技术控制相比，现场施工砂子平均可以将低温度3.5摄氏度，石子平均可将温度6摄氏度，如果加冰并拌和水，会使温度平均降低6-8摄氏度。

3.5 混凝土拆模控制技术。进行混凝土拆模需要坚持“时间确定”原则，即拆模时间要适合混凝土强度增长规律、环境温度，控制混凝土的内外温差，以及控制混凝土表面和环境温度产生温差，从而避免出现温度裂缝。水导热系数是50.11kJ/（m·d·℃），具有保温隔热效果，可用于温度降解上，降低混凝土的内部水化热温度，目的也是控制温差，让混凝土有充分时间形成抵抗温度变形能力，承台施工的蓄水高度控制范围为20-30厘米。

4 结语

随着社会经济快速在增长，建筑行业成长空间迅速扩大。出现大量高层建筑与大型基础建筑结构，并成为建筑行业的主流“产品”，同时大体积混凝土温度裂缝问题也日益明显，建筑施工面临极大挑战。从大体积混凝土温度裂缝影响因素进行分析，还需要相关人员在实践中不断学习、总结，研究出有价值控制技术，是建筑施工亟需解决的问题之一。

参考文献

[1] 何宪礼，赵业梅.大体积混凝土承台施工温度裂缝的影响因素及控制技术[J].公路，2008，10：222-224.

[2] 杨立财.大型桥梁承台大体积混凝土的温度控制技术研究[D].天津大学，2004.

[3] 许文忠.大体积混凝土基础温度裂缝控制施工技术研究[D].同济大学，2007.endprint

摘 要：在施工过程中，大体积混凝土温度裂缝的根本原因是水热化，水热化产生过大的内外温差形成裂缝，并且水热化温度如果过高，会严重混凝土的后期使用强度。文章在大体积混凝土承台施工温度裂缝因素基础上进行分析，制定出具体的、可行性的温度监测与控制方案，根据现场施工情况，确保混凝土施工质量，经过工程专业检测技术如果没有发现温度裂缝问题，说明制定的控制技术方案有效。

关键词：大体积混凝土；承台；施工温度；裂缝；控制技术

1 研究大体积混凝土温度裂缝的目的与意义

1.1 温度裂缝研究目的分析。随着我国社会经济迅速发展，建筑行业规模也在迅速扩大，并健康、持续发展。目前，高层建筑和高耸结构的大型建筑物正在逐渐替代中小型建筑，所以建筑行业也正在大范围使用大体积混凝土。在大体积混凝土施工过程中，温度裂缝是亟需解决的问题。从裂缝影响因素进行分析，提出切实可行的控制技术或施工方案，是非常必要的。

1.2 简述大体积混凝土概念，及控制温度裂缝技术的研究意义。（1）目前，国际上对大体积混凝土没有明确的定义，现有两种解释：美国混凝土学会对其规定，就地进行浇筑的大体积大尺寸混凝土，应该根据工程要求采取一定措施控制水热化和体积变形，避免温度开裂；日本建筑学会对大体积混凝土标准定义为尺寸在80厘米以上的最小结构面，水热化产生的最高温度和外界温度差不小于2摄氏度的施工混凝土。虽然这些定义内容较为具体，但是根本生没有对大体积混凝土严谨定义。（2）由于大体积混凝土自身面积大、尺寸厚，水热化温度散热较为困难，温度会骤然升高，使得膨胀量也明显增高，与后期温度收缩形成严重的温度差。大体积混凝土温度收缩速度快，会形成贯穿性的温度裂缝，最终导致混凝土整体使用性能、强度与抗渗性能。

2 施工温度裂缝的影响因素

2.1 外加剂与掺合料。缓凝高效聚羧酸减水剂是大体积混凝土施工中最常用的材料，其使用作用是保证混凝土结构与强度基础上，减少工程用水量与水泥量，从而降低了混凝土与水灰比绝热条件下的骤然升温。除此之外，在混凝土中掺入掺合料（一般使用粉煤灰），其操作方便，还能改善混凝土和易性、密实度、抗渗性、抗裂性能，水泥用量也明显减少，同时其可以有效避免了混凝土内部与绝热升温产生的水化热量。

2.2 环境温度。虽然从整体施工上讲，环境温度不会对混凝土的内部峰值有过大的影响，但是混凝土浇筑季节与外界大气环境的不同，都会提高混凝提内部与外部之间的温度差，干预了混凝土遇冷效果。尤其是在高温季节，需要错开烈日正午与寒潮时间段。

2.3 水泥的配合比。高性能水泥灰控制混凝土的微膨胀量、总发热量、低收缩量，需要体积安定、低水热化的水泥材料，严格控制混凝土塌落与设计强度。根据国家工程标准与设计要求，降低水泥使用量，可减缓水热化发生速率，混凝土升温到最高值会消耗过多时间，外散热量明显增加，同时降低最高温度值，并且适当调整水泥配合比，改变混凝土的热峰值时间点。

2.4 导热性能。混凝土热量传递率随着导热系数的增大而增大，与外界环境交换效率就越高，降低了混凝土内部环境温度和内外温度差。

2.5 混凝土水热化。混凝土配比下水泥水热化是导致温度裂缝的根本影响因素。水泥水热化阶段会产生热量，由于大体积混凝土结构特点，会使得热量大面积聚集在内部，而不容易挥发。通过现场检测，水泥水热化会迅速升温，一般情况下是20-30℃，有时会更高。但是混凝土自身导热性能差，初期浇筑弹性模量与强度也比较偏低，很难控制混凝土温度。混凝土弹性模量随着龄期增长而增高，对内部温度控制力和拉应力就会越大。

2.6 大体积混凝土内部结构矛盾。大体积混凝土施工温度裂缝是内部矛盾发展的必然结果。一方面混凝土强度与抵抗变形力，另一方面内部温度变化使得应变力发生改变，混凝土内外部同时控制温度变化所产生的结构变形，应力同时变大。内部温度应力已经超过混凝土抗拉强度，即产生温度裂缝。

3 温度裂缝控制技术

3.1 概括温度裂缝控制技术实施流程。首先要明确施工设计要求，对现场进行调查。其次，确定施工内容后，选择优质原材料，科学配比，综合角度制定温度控制方案；同时实施温度控制技术和温度监测，以及保温保湿与混凝土温差控制，从温度裂缝影响因素角度控制裂缝产生。

流程图如下：

3.2 混凝土参数的选择。设计大体积混凝土承台，需要严格遵守设计规范与生产工艺要求，在材料选择上应该以中低强度的混凝土材料为为主，混凝土强度控制在C20-C35最为适宜，利用R60后期强度，90d的强度对其实施评定。与此同时，需要根据施工条件调整混凝土配合比，使得水热化形成的温度应力可以在有效范围内控制大体积混凝土温度裂缝下开展钢筋，从而提高混凝土抗裂性能。

3.3 正确选择施工材料。在材料选择上，应该在合理配合比基础上，加入适量外加剂与掺合料，目的是减少水与水泥用量，提高混凝土使用性能，降低成本、节约材料、降低绝热升温与内部水化热量、避免发生温度裂缝等。

3.4 选择合理施工条件。大体积混凝土应该采取加冰、遮阳或淋水等，控制原材料温度的同时，还要避免在寒潮或高温环境下作业，从而从内部外部控制混凝土入模温度。根据现场测定，环境维度达到28-38摄氏度，与没有进行技术控制相比，现场施工砂子平均可以将低温度3.5摄氏度，石子平均可将温度6摄氏度，如果加冰并拌和水，会使温度平均降低6-8摄氏度。

3.5 混凝土拆模控制技术。进行混凝土拆模需要坚持“时间确定”原则，即拆模时间要适合混凝土强度增长规律、环境温度，控制混凝土的内外温差，以及控制混凝土表面和环境温度产生温差，从而避免出现温度裂缝。水导热系数是50.11kJ/（m·d·℃），具有保温隔热效果，可用于温度降解上，降低混凝土的内部水化热温度，目的也是控制温差，让混凝土有充分时间形成抵抗温度变形能力，承台施工的蓄水高度控制范围为20-30厘米。

4 结语

随着社会经济快速在增长，建筑行业成长空间迅速扩大。出现大量高层建筑与大型基础建筑结构，并成为建筑行业的主流“产品”，同时大体积混凝土温度裂缝问题也日益明显，建筑施工面临极大挑战。从大体积混凝土温度裂缝影响因素进行分析，还需要相关人员在实践中不断学习、总结，研究出有价值控制技术，是建筑施工亟需解决的问题之一。

参考文献

[1] 何宪礼，赵业梅.大体积混凝土承台施工温度裂缝的影响因素及控制技术[J].公路，2008，10：222-224.

[2] 杨立财.大型桥梁承台大体积混凝土的温度控制技术研究[D].天津大学，2004.

[3] 许文忠.大体积混凝土基础温度裂缝控制施工技术研究[D].同济大学，2007.endprint

摘 要：在施工过程中，大体积混凝土温度裂缝的根本原因是水热化，水热化产生过大的内外温差形成裂缝，并且水热化温度如果过高，会严重混凝土的后期使用强度。文章在大体积混凝土承台施工温度裂缝因素基础上进行分析，制定出具体的、可行性的温度监测与控制方案，根据现场施工情况，确保混凝土施工质量，经过工程专业检测技术如果没有发现温度裂缝问题，说明制定的控制技术方案有效。

关键词：大体积混凝土；承台；施工温度；裂缝；控制技术

1 研究大体积混凝土温度裂缝的目的与意义

1.1 温度裂缝研究目的分析。随着我国社会经济迅速发展，建筑行业规模也在迅速扩大，并健康、持续发展。目前，高层建筑和高耸结构的大型建筑物正在逐渐替代中小型建筑，所以建筑行业也正在大范围使用大体积混凝土。在大体积混凝土施工过程中，温度裂缝是亟需解决的问题。从裂缝影响因素进行分析，提出切实可行的控制技术或施工方案，是非常必要的。

1.2 简述大体积混凝土概念，及控制温度裂缝技术的研究意义。（1）目前，国际上对大体积混凝土没有明确的定义，现有两种解释：美国混凝土学会对其规定，就地进行浇筑的大体积大尺寸混凝土，应该根据工程要求采取一定措施控制水热化和体积变形，避免温度开裂；日本建筑学会对大体积混凝土标准定义为尺寸在80厘米以上的最小结构面，水热化产生的最高温度和外界温度差不小于2摄氏度的施工混凝土。虽然这些定义内容较为具体，但是根本生没有对大体积混凝土严谨定义。（2）由于大体积混凝土自身面积大、尺寸厚，水热化温度散热较为困难，温度会骤然升高，使得膨胀量也明显增高，与后期温度收缩形成严重的温度差。大体积混凝土温度收缩速度快，会形成贯穿性的温度裂缝，最终导致混凝土整体使用性能、强度与抗渗性能。

2 施工温度裂缝的影响因素

2.1 外加剂与掺合料。缓凝高效聚羧酸减水剂是大体积混凝土施工中最常用的材料，其使用作用是保证混凝土结构与强度基础上，减少工程用水量与水泥量，从而降低了混凝土与水灰比绝热条件下的骤然升温。除此之外，在混凝土中掺入掺合料（一般使用粉煤灰），其操作方便，还能改善混凝土和易性、密实度、抗渗性、抗裂性能，水泥用量也明显减少，同时其可以有效避免了混凝土内部与绝热升温产生的水化热量。

2.2 环境温度。虽然从整体施工上讲，环境温度不会对混凝土的内部峰值有过大的影响，但是混凝土浇筑季节与外界大气环境的不同，都会提高混凝提内部与外部之间的温度差，干预了混凝土遇冷效果。尤其是在高温季节，需要错开烈日正午与寒潮时间段。

2.3 水泥的配合比。高性能水泥灰控制混凝土的微膨胀量、总发热量、低收缩量，需要体积安定、低水热化的水泥材料，严格控制混凝土塌落与设计强度。根据国家工程标准与设计要求，降低水泥使用量，可减缓水热化发生速率，混凝土升温到最高值会消耗过多时间，外散热量明显增加，同时降低最高温度值，并且适当调整水泥配合比，改变混凝土的热峰值时间点。

2.4 导热性能。混凝土热量传递率随着导热系数的增大而增大，与外界环境交换效率就越高，降低了混凝土内部环境温度和内外温度差。

2.5 混凝土水热化。混凝土配比下水泥水热化是导致温度裂缝的根本影响因素。水泥水热化阶段会产生热量，由于大体积混凝土结构特点，会使得热量大面积聚集在内部，而不容易挥发。通过现场检测，水泥水热化会迅速升温，一般情况下是20-30℃，有时会更高。但是混凝土自身导热性能差，初期浇筑弹性模量与强度也比较偏低，很难控制混凝土温度。混凝土弹性模量随着龄期增长而增高，对内部温度控制力和拉应力就会越大。

2.6 大体积混凝土内部结构矛盾。大体积混凝土施工温度裂缝是内部矛盾发展的必然结果。一方面混凝土强度与抵抗变形力，另一方面内部温度变化使得应变力发生改变，混凝土内外部同时控制温度变化所产生的结构变形，应力同时变大。内部温度应力已经超过混凝土抗拉强度，即产生温度裂缝。

3 温度裂缝控制技术

3.1 概括温度裂缝控制技术实施流程。首先要明确施工设计要求，对现场进行调查。其次，确定施工内容后，选择优质原材料，科学配比，综合角度制定温度控制方案；同时实施温度控制技术和温度监测，以及保温保湿与混凝土温差控制，从温度裂缝影响因素角度控制裂缝产生。

流程图如下：

3.2 混凝土参数的选择。设计大体积混凝土承台，需要严格遵守设计规范与生产工艺要求，在材料选择上应该以中低强度的混凝土材料为为主，混凝土强度控制在C20-C35最为适宜，利用R60后期强度，90d的强度对其实施评定。与此同时，需要根据施工条件调整混凝土配合比，使得水热化形成的温度应力可以在有效范围内控制大体积混凝土温度裂缝下开展钢筋，从而提高混凝土抗裂性能。

3.3 正确选择施工材料。在材料选择上，应该在合理配合比基础上，加入适量外加剂与掺合料，目的是减少水与水泥用量，提高混凝土使用性能，降低成本、节约材料、降低绝热升温与内部水化热量、避免发生温度裂缝等。

3.4 选择合理施工条件。大体积混凝土应该采取加冰、遮阳或淋水等，控制原材料温度的同时，还要避免在寒潮或高温环境下作业，从而从内部外部控制混凝土入模温度。根据现场测定，环境维度达到28-38摄氏度，与没有进行技术控制相比，现场施工砂子平均可以将低温度3.5摄氏度，石子平均可将温度6摄氏度，如果加冰并拌和水，会使温度平均降低6-8摄氏度。

3.5 混凝土拆模控制技术。进行混凝土拆模需要坚持“时间确定”原则，即拆模时间要适合混凝土强度增长规律、环境温度，控制混凝土的内外温差，以及控制混凝土表面和环境温度产生温差，从而避免出现温度裂缝。水导热系数是50.11kJ/（m·d·℃），具有保温隔热效果，可用于温度降解上，降低混凝土的内部水化热温度，目的也是控制温差，让混凝土有充分时间形成抵抗温度变形能力，承台施工的蓄水高度控制范围为20-30厘米。

4 结语

随着社会经济快速在增长，建筑行业成长空间迅速扩大。出现大量高层建筑与大型基础建筑结构，并成为建筑行业的主流“产品”，同时大体积混凝土温度裂缝问题也日益明显，建筑施工面临极大挑战。从大体积混凝土温度裂缝影响因素进行分析，还需要相关人员在实践中不断学习、总结，研究出有价值控制技术，是建筑施工亟需解决的问题之一。

参考文献

[1] 何宪礼，赵业梅.大体积混凝土承台施工温度裂缝的影响因素及控制技术[J].公路，2008，10：222-224.

[2] 杨立财.大型桥梁承台大体积混凝土的温度控制技术研究[D].天津大学，2004.

[3] 许文忠.大体积混凝土基础温度裂缝控制施工技术研究[D].同济大学，2007.endprint