大体积混凝土保温防裂法在工程中的应用

白杰

（中铁二十局集团市政工程有限公司，甘肃兰州 730046）

大体积混凝土保温防裂法在工程中的应用

白杰

（中铁二十局集团市政工程有限公司，甘肃兰州 730046）

随着我国建筑行业的快速发展，越来越多新式施工技术应用在建筑工程中，建筑工程项目施工需要耗费大量人力、物力和财力，建设质量好坏直接影响到建筑企业信誉和形象，关系到未来的发展。建筑工程由于自身特性，工程规模较大，需要应用大体积高强度的混凝土，从混凝土的配合比设计、材料选择以及保温等方面，都需要严格遵循混凝土材料特点进行设计。混凝土在浇筑完成后，其中的水泥材料在硬化后会释放大量的水化热，导致混凝土材料温度升高，出现裂缝，影响建筑工程整体质量。由此，本文主要就大体积混凝土保温防裂法在工程中的应用，客观阐述如何运用保温防裂法来控制工程中裂缝的出现，切实保证工程质量。

大体积混凝土 保温防裂法 建筑工程 温度应力

很多建筑工程项目施工材料主要以混凝土为主，针对大体积混凝土施工质量控制，最主要的方法就是采取温度控制方法。混凝土材料由于自身特性，导热不良，尤其是大体积混凝土，内部热量很难充分散发出去，反而会在混凝土材料内部形成水化热反应，致使混凝土升温出现裂缝。对混凝土材料进行降温处理，如果降温不均匀，很容易造成混凝土内部产生自生应力和约束应力，造成混凝土内部结构产生温度裂缝。这种裂缝现象不仅会影响到混凝土整体强度和承载力，还会影响到结构稳定性和安全性。由此看来，加强对大体积混凝土保温防裂法在工程中的应用研究是十分有必要的，对于后续理论研究以及实践工作开展具有一定参考价值。

1 混凝土温度特性和保温措施

上海中国煤炭大厦是一座集餐饮、娱乐、办公等多功能于一体的综合性大厦，主要是坐落于上海市浦东陆家嘴金融贸易区。煤炭大厦是由煤炭部投资建设而成的，主楼共有34层，建筑高度为153m，主楼占地总面积为62405㎡，地板平面73.95×90.2m，厚度为3.0m，混凝土选择C40，钢筋总量为4000t，主楼建筑整体混凝土用容量为21000m3。混凝土是一种多种材料混合在一起而成，水泥品种、混凝土配合比设计、保温措施以及施工外界温度都将直接影响到大体积混凝土温度特性。

1.1 混凝土材料选择与配合比设计

大体积混凝土其中的水泥量多少直接影响到后续水化热大小，所以在混凝土配合比设计中，应尽可能降低其中水泥含量，加入适当的减水剂和粉煤灰，以此来降低水化热大小。水泥作为混凝土水化热的主要材料，需要结合实际情况，选择C3A、C3S含量少的材料，适当加入矿渣来降低水泥水化热大小；粉煤灰和外加剂同样是中和水泥水化热反应的材料，能够产生活性效应，能够有效改善混凝土水化热程度，保持适当的温度，尽可能降低裂缝现象的出现［1］。通过大量研究表明，在混凝土中采用大量的粉煤灰代替少量的水泥，一方面能够有效降低水泥发热量，另一方面有助于提高混凝土的易性，混凝土内部胶体增加，这样可以使用少量的减水剂，降低水泥发热量的同时增加混凝土强度，这样有助于充分发挥粉煤灰的活性。由此看来，在混凝土配合比设计中加入适当的粉煤灰和外加剂是十分有必要的，这种方法就是双掺技术；砂石料，在选择时候应该选择颗粒较大的材料，这样的配合比能够得到强度高和易性好的材料组合。

在工程整体结构中，主要的称重结构不允许出现裂缝，诸如实心塔柱和大型承台等，为了满足施工质量要求，可以按照以下公式进行计算，以此确保材料配合比符合施工标准。

1.2 混凝土内部温度变化规律

混凝土内部温度主要是取决于内部热能大小，在完全绝热状态下，混凝土内部内部温度大小主要是水泥水化热发热温度加上入模温度总和，但是由于实际施工过程中很容易受到外部环境影响，外部环境同混凝土内部温度存在一定差异，加之混凝土无法完全做到绝热，所以混凝土浇筑完成后会同外部环境发生反应，交换热能［2］。与此同时，混凝土内部点和边界点温度变化规律相似，一旦混凝土浇筑完成后，混凝土内部温度将急剧上升，然后飞快的下降，这种温度变化情况十分明显，很容易造成混凝土裂缝现象的出现。如图1。

1.3 大体积混凝土测温和养护

大体积混凝土在施工为了能够有效防止裂缝产生，做好测温监控养护工作是十分有必要的，能够及时有效的掌握大体积混凝土温度变化情况，确保后续大体积混凝土养护施工有序开展。故此，混凝土浇筑前应合理设计混凝土配合比以及水泥品种，应结合大气温度进行设计，去报混凝土内外温差不大于25℃即可达到防裂效果，实测混凝土内部温度可达70℃左右，外部最高达到45℃即可。

1.4 其他保温措施

对于一些工期较紧的混凝土工程，为了在不影响工程施工质量的前提条件下，尽可能的节省时间，一般在下层混凝土温度从最高值开始降低的时候，就对该层进行施工，这样混凝土内部温度变化得到有效控制，不容易散失。与此同时，混凝土内部冷却水管是不可或缺的，每层混凝土逐渐需要保持通水时间的一致，这样有助于对通水水流速度进行控制，调控水温。对于一些深基坑大体积混凝土工程施工，为了防止通水方法出现差错浸泡墙壁，影响工程的稳定，可以采用草袋或者麻袋覆盖在混凝土表面上，这样能够有效的保证坑壁施工安全，防止坑壁浸泡影响边坡稳定，进而出现安全事故［4］。

表面修补法，主要是用于一些对工程整体结构并无严重影响的裂缝修补，对于此类裂缝，一般情况下是采用在裂缝表面上涂抹水泥浆或者油漆、沥青等材料，这些材料具有较为突出的防腐特点，可以防止这些影响较小的裂缝继续开裂。

灌浆封堵法，这种方法主要是应用在影响整体结构的裂缝修补，这些混凝土裂缝修补可以采用压力设备，将灌浆材料注入到混凝土裂缝中，同混凝土内部结构结融合，形成一个整体，以此来提升混凝土强度。

2 大体积混凝土开裂因素

2.1 混凝土内部温度影响

大体积混凝土在浇筑过程中，内部温度急剧上升，一般情况达到混凝土内部温度峰值大概在3～5d之内，峰值温度大概在60℃～

图1 混凝土内部温度变化曲线图

············70℃之间，在达到峰值温度后，温度逐渐趋于缓和，开始降温。混凝土施工中，由于外界温度是不断在变化的，同混凝土内部温度会出现一定差异，外界温度情况直接作用在混凝土表面，如果混凝土表面温度同内部温度差异性较大，很容易造成温度应力过大，损害混凝土内部结构稳定。

2.2 外界气温变化影响

大体积混凝土在施工中，混凝土温度主要是入模温度加上水泥水热化温度的总和，其中入模温度很容易受到外界温度变化影响，外界温度越高，混凝土入模时候的温度也就越高，反之气温越低，入模温度越低。如果外界气温下降过于明显，很容易造成混凝土内部和表面出现较大的温度差，温度应力造成裂缝的出现。

3 结语

综上所述，为了能够有效降低混凝土中水泥水热化放热温度，在混凝土配合比设计中应结合实际情况适当加入粉煤灰和外加剂，以此来减少水泥含量，提高混凝土质量；采用冷却水管来降低混凝土内部温度，能够有效控制混凝土温度变化；在施工之前对混凝土温度变化情况进行计算，选择合理的保温防裂法，防止裂缝现象的出现。

［1］刘沐宇，徐黎明，汪峰等.广州黄埔大桥承台大体积混凝土温度控制与监测分析［J］.华中科技大学学报（城市科学版），2012，25（1）：12-16.

［2］熊华飞.一次性浇筑厚尺寸承台大体积混凝土温控防裂研究［D］.武汉理工大学，2013.

［3］梁嘉彬.高原环境下冬季大体积混凝土防裂技术研究［D］.兰州交通大学，2012.

［4］许胜利.大体积混凝土施工及测温技术在上海中煤大厦基础底板工程中的应用［J］.煤炭工程，2013（5）：37-38.