大体积砼温度裂缝控制措施

大体积砼温度裂缝的控制措施

摘要：本文重点阐述了大体积砼温度裂缝产生的原因及从砼原材料、外加剂和掺合料、施工配合比、施工工艺及设计、养护等方面来综合控制砼产生温度裂缝的系列有效措施。

关键词：大体积砼、裂缝原因、控制措施

中图分类号：p184.5+3 文献标识码：a 文章编号：

一、大体积砼的提出和概念

目前，全国各地高层、超高层建筑、大型设备基础、高耸结构物等大量出现。在这些结构中，大体积砼被得到了广泛的应用。

那么，究竟什么是大体积砼呢？到目前为止还没有一个统一的定义。不同国家的定义有所不同。美国砼学会有过规定:“任何就地浇筑的大体积砼,其尺寸之大,必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大的限度减少开裂”。日本建筑学会(jasss)标准的定义是:“结构断面最小尺寸在80cm 以上,同时水化热引起的砼内最高温度与外界气温之差预计超过25℃的砼称之为大体积砼” [1]。我国的定义是：大体积砼一般是指最小断面尺寸大于或等于1m的结构物，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施，需要妥善处理砼的内外温差，才能合理解决由温度应力引起其裂缝开展的砼结构。

与普通砼相比，大体积砼具有结构厚、体积大、钢筋密、工程条件复杂和施工技术要求高等特点，除了满足强度、刚度、整体性和耐久性等要求以外，主要应解决好控制温度变形的发生和因此引

起的裂缝开展。

二、大体积砼裂缝产生的原因和机理

建筑工程中的大体积砼结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋砼产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于砼表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度剃度，是砼内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过砼抗拉强度引起的。贯通裂缝是由于大体积砼在强度发展到一定程度，砼逐渐降温，这个降温差引起的变形加上砼失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过砼抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属有害裂缝

[2]。

三、主要的裂缝控制措施

（一）原材料的控制措施

大体积砼与普通砼一样，也是由以水泥为胶凝材料，与水和集料配制而成，要控制大体积砼的温度裂缝，首先必须从其原材料的选用方面加以控制，这也是控制其质量最基本的要求。大体积砼的原材料是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（河砂）、水等原材料拌制而成。下面分别从其主要原材料方面来进行阐述。

1．水泥品种的合理选择

建筑工程中比较常用的水泥有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、

矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥五大类。根据大体积砼的选用要求，水泥的水化热要低的原则，大体积砼使用水泥应该优先选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。也可以选用普通硅酸盐水泥，但是不得使用硅酸盐水泥和快硬性硅酸盐水泥以及其他水化热比较高的水泥。

2．骨料的合理选择

骨料是大体积砼的主要组成材料之一，它在砼中起着骨架和填充的重要作用，选择性质优良和合格的骨料是保证大体积砼具有良好的耐久性和强度等重要性质的先决条件，不但如此，还可以起到明显的社会经济效益。通常认为：粒径在016~5mm之间的称为细骨料；粒径大于5mm的称为粗骨料。

3．拌合用水的选择

大体积砼的拌合用水也是有选择的。砼拌合用水按照水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经过适当处理的工业废水。砼拌合用水的质量应符合有关要求。原则上，凡是影响砼的和易性及凝结，有损于砼的强度增长，降低砼的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断，污染砼表面的用水均不得采用。符合国家标准的生活饮用水可以用来拌制和养护砼。

（三）砼外加剂和掺合料的控制措施

砼外加剂是指在拌制砼的过程中掺入掺加量不大于水泥重量

5%(特殊情况除外)，用以改善砼性能的外掺材料[3]。在砼中加入减水剂，可以提高砼的拌和物的流动性、减少拌和物的泌水离析现

象，延缓拌和物凝结时间，减缓水泥水化热放热速度；加入缓凝剂能延缓砼凝结时间，是拌和物能够在较长时间内保持塑性，有利于浇筑成型，提高施工质量，同时还具有减水、增强和降低水泥水化热等功能，并且对钢筋没有锈蚀作用。因此，在大体积砼中掺入适量的减水剂和缓凝剂是非常有益的。

粉煤灰作为一种活性矿物掺合料，可以改善砼拌合物的工作性，减少用水量，明显提高砼的强度，降低水泥的水化热。

（四）施工配合比优化措施

良好的砼配合比设计是保证大体积砼质量重要的一环，因此，必须引起重视。通常应根据砼的强度等级、耐久性和工作性等要求进行施工配合比设计。

一般来说，要在以下三个方面引起注意：（一）配合比设计的基本要求：①使砼拌合物具有与施工条件相适应的良好的工作性；②硬化后的砼应具有工程设计要求的强度等级；③砼必须具有适合于使用环境条件下的使用性能和耐久性；④在满足上述条件下，要最大限度地节约水泥，降低造价。（二）配合比设计的基本原则：①在同时满足强度等级、耐久性条件下，取水灰比较大值；②在符合坍落度要求的条件下，取单位用水量较小值；③在满足粘聚性要求的条件下，取砂率较小值。（三）配合比设计方法：砼配合比设计的方法是计算-实验法。

（五）施工工艺优化措施

1．合理进行温度控制

对于大体积砼的温度控制,主要考虑三个特征值：入模温度、最高温度及养护温度。入模温度控制：砼的入模温度取决于各种原材料的初始温度,主要方法是施工时加冰冷却拌合水、骨料、水泥, 尽量选择在较低气温时段浇筑砼；在砼运输工具上覆盖麻袋, 并经常喷洒冷水降温。最高温度控制：为了让砼内部的水化热量更好的散发出来，可以考虑在其内部埋置一定数量的金属冷凝管，采用循环水进行冷凝，对砼的内部水化的热量较快散发起着非常有效的作用。养护温度：控制大体积砼的裂缝,特别是表面裂缝,主要是由于砼中产生了温度梯度。为了使大体积砼的内外温差降低,可采用砼表面保温的方法,使砼内外温差降低。

2.合理的泵送工艺

大体积砼采用泵送工艺，泵送过程中，常会发生输送管堵塞故障，故提高砼的可泵性十分重要。须合理选择泵送压力，泵管直径，输送管线布置应合理。泵管上须遮盖湿麻袋，并经常淋水散热。混凝上中的砂石要有良好的级配，碎石最大粒径与输送管径之比宜名1：3，砂率宜在40％~45％间，水灰比宜在0．5~0．55间，坍落度宜在15~18cm之间。

3.选择合理的浇筑方式

大体积砼的浇筑应合理分段，分层进行，使砼高度均匀上升，砼浇筑应连续进行，间歇时间不能过长，在前层砼初凝前必须把后层砼浇上。浇筑应在室外气温较低时进行，砼浇筑气温不宜超过28℃，在炎热的气候条件下应采取降温措施。