夏季大体积混凝土墙体温控防裂的研究与应用

王文祥 

摘要：目前，我国的建筑行业有了很大进展，对大体积混凝土的应用也越来越广泛。科学合理地进行温度控制来保证混凝土入模温度是技术工作的重点，本文呢就夏季大体积混凝土墙体温控防裂的应用进行研究，以供参考。

关键词：大体积混凝土；竖向墙体结构；温度裂缝

引言

在大体积混凝土施工过程中，因水泥水化放热，混凝土内部温度大幅度上升。在冬季施工情况下，混凝土表里温差不断增大，达到一定程度，温度应力会大于混凝土强度未达抗拉强度，导致混凝土产生温度裂缝，对混凝土结构耐久性具有重大危害。本文对大体积混凝土温控及施工措施进行研究并应用。

1夏季大体积混凝土墙体温控防裂措施

1.1掺合料的分析确定

大体积混凝土的配比设计中，掺合料的掺加主要是为了减少水泥的用量，从而减少水化热。由此选择活性较高且合理配比，将在混凝土强度不变的情况下大幅减少水泥使用量。粉煤灰水化反应速度相较水泥而言较慢，且粉煤灰水化后产物可作为水泥水化后空隙填充物，两者相互填充，形成较好的微观级配，提高混凝土密实度，从而提高混凝土抗渗性。但粉煤灰最大掺量只有25%左右，单靠粉煤灰解决超大体积混凝土水化热过高问题就显得力不从心，而矿粉对混凝土和易性改善效果不明显，因此掺合料选择增加SY-K纤维抗裂膨胀剂。通过多次配合比试验，这两种原材在18：5的情况下较为合适，同时掺量范围在25%—45%和易性较好，且对60d强度基本无影响。

1.2混凝土配合比的确定

大体积混凝土除应满足所要求的混凝土力学性能及施工性能外，还应控制水化热过高导致的病害。有些大体积混凝土设计强度等级不是很高，可带来以下优势。（1）减少热裂缝的发生。大体积混凝土在浇筑和养护期间会发生热变形，因此需要控制其温度。中低强度等级混凝土具有较低的热发生率和热变形能力，可以降低混凝土内外温差，减少热裂缝的发生。（2）增加混凝土的可塑性。中低强度等级混凝土中的石子较小，沙子较多，水胶比较大，具有较好的可塑性，有利于混凝土的施工和养护。（3）降低混凝土的成本。中低强度等级混凝土的材料成本较低，可以降低大体积混凝土结构的总成本。

1.3布置冷凝管冷却降温

利用物理原理，水的比热容较大，对混凝土内部物理直接降温。其主要作用为降低混凝土绝热温升及混凝土内部温度。沿厚度方向布置间隔1.5m共四层，每层管间距2m，距混凝土边缘2m钢性冷凝管。在供水口前布置两个抽水泵，控制水流速在0.8m/s-1m/s。准备两个测温仪器，每两小时测一次温度，并与混凝土温度进行对比，保证入水温度与混凝土中心温度不超过25℃。

1.4模板的选择

在高温天气下，选择适当的混凝土模板是确保大体积混凝土浇筑质量的一个关键因素。（1）选择具有较高耐热性能的模板材料，如钢模板或耐火木模板等，这些模板能够承受高温下混凝土的热膨胀和收缩。（2）选择具有较好防粘性能的模板材料，这样可以减少模板与混凝土表面之间的摩擦力，从而减少模板拆卸时对混凝土表面的影响。（3）选择导热系数大的模板材料。不同类型的模板因其材质不同，热学性能存在差异，这种差异会影响混凝土内外温差和降温速率。查阅相关资料发现，木模板和钢模板导热系数分别为0.84、163.3kJ/（m·h·℃），相应的等效表面热交换系数分别为33.75、82.64kJ/（m2·h·℃）。提高导热性能，能够更快地散热，减少热量积累，有助于保持混凝土的温度在适宜范围内，防止混凝土产生开裂或其他损坏。（4）选用结构稳定性好的模板。模板作为混凝土浇筑成形的模壳和支架，在整个施工过程中都应保持结构的形状和尺寸不变，尤其是对精度要求非常高的建筑结构来说非常重要。

1.5温控指标确定

大体积混凝土施工时，混凝土内部温度影响着混凝土的成型效果，温度控制不当是裂缝形成的主要因素。因此，大体积混凝土温控指标的制定十分重要。为了避免天气变化影响大体积混凝土的浇筑效果，尽量选择在较好的天气情况下完成混凝土浇筑，并控制好浇筑过程中混凝土的入模温度。同时，施工时的环境温度和浇注体表面之间的温差t1需控制在18℃以内。大体积混凝土浇筑时的温度下降速率t2需控制在1.5℃/d以内，并且为保证施工工期，现场拆模天数不得超过15d。依据该温度值在混凝土浇筑过程中进行控制，从而为施工裂缝控制奠定基础。

1.6混凝土的保温养护

对大体积混凝土的养护应首先考虑保湿养护，其次保温。保温的作用为：（1）减少混凝土表面的热扩散，使混凝土温度梯度的变化趋于平缓，防止混凝土产生裂缝；（2）延缓混凝土散热时间，充分发挥混凝土的强度潜力和材料的松弛特性，使混凝土表里温差对混凝土产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。保湿养护的作用为：（1）防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝；（2）保证足量的水分使水泥完成水化反应，尽快提高混凝土抗拉强度，提高抗裂能力。根据计算结果，需采用5cm厚棉被进行保温。考虑到天气情况，需采取“塑料薄膜+棉被+彩条布”覆盖进行保湿保温。塑料薄膜隔绝混凝土表面的蒸发水分浸入棉被，彩条布隔绝雨水及夜间露水浸入棉被。采用喷淋系统养护，可以降低混凝土表面温度，减缓混凝土后期水化反应速度，使混凝土内部的水化反应更加充分，从而减少混凝土表面开裂风险，提高混凝土的强度和耐久性。同时，该喷淋系统解决了竖向结构人工洒水养护连续性差、不均匀的难题，实现了养护的持续性，降低了施工成本，节约了施工用水，达到了绿色施工目的。

2注意事项

（1）当入仓手段及拌合楼生产能力造成入仓强度不高时，建议通过多种手段结合逐步加强入仓强度，并保障风冷和拌合加冰条件，缓解入仓和浇筑温度控制难度。（2）季节昼夜温差较大时，按照设计要求做好永久和临时表面的保护，并关注天气预报信息，防止寒潮和温度骤降，及时采取加强保温措施。（3）加强电源供电和网络基础设施保障，避免施工干扰。网络设备及温控设备附近尽量避免施工设备等遮挡干扰，保障供电，否则会造成信号不稳定、系统停运，影响数据采集和自动调控。（4）加强培训规范施工，严格按照设计等相关技术要求进行温度计、水管及智能温控等仪器设备的埋设、安装，及时在温控系统中录入必要的温控施工信息、设备信息等，确保温度计的代表性以及通水冷却的效果，保障温控系统采集、计算和调控的正常运行。（5）埋设温度梯度仪，充分发挥系统对温度梯度的评价功能，必要时进行温度梯度反馈仿真研究。（6）外界及地表温度较低，需对坝面积极做好保温，以降低第一年冬季长周期温降导致的混凝土开裂风险。

结语

综上所述，大体积混凝土的施工技术对于施工效果存在直接影响。为避免温度裂缝，确保混凝土浇筑质量，从混凝土配合比、模板选择、松拆模时间及后期养护等方面提出温控防裂措施，最大限度减小了大体积混凝土温差影响。控制大体积混凝土施工过程中的温度变化，能够降低大体积混凝土发生温度裂缝的可能性，能够有效提升混凝土的施工质量。

参考文献

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