大体积混凝土底板抗裂控制

大体积混凝土底板抗裂控制综述[摘要]结合大体积混凝土施工实例，针对大体积混凝土产生裂缝的原因和当地夏季高温的天气条件，介绍了夏季商品混凝土降温、大体积混凝土浇筑工艺、混凝土养护、底板混凝土温度控制和测温等多项技术措施。

[关键词]底板；大体积；裂缝预防；温度控制；施工方法

中图分类号: tu755.6文献标识码：a文章编号：

南京市中级人民法院法庭档案综合楼建于南京市广州路35号，地下2层，地上26层。总建筑面积43000m2。

地下室底板长71.7m，宽48.8m，面积约3500m2。混凝土强度等级c40、抗渗等级s8，混凝土浇筑量为7200m3。底板厚度按后浇带为界：后浇带以南板厚2m、以北板厚1.5m，最厚处电梯井底板厚5.4m。正值8月中旬盛夏施工，日平均气温在32℃以上。

裂缝预防是大体积混凝土施工重中之重。混凝土裂缝可分为结构性裂缝和非结构性裂缝。施工阶段结构没有使用荷载作用，重点是采取措施防止非结构裂缝的产生。

1 施工阶段非结构裂缝产生的原因

1.1 塑性裂缝

一般在夏季干热环境易于出现，发生在混凝土终凝前、后几个小时。裂缝呈无规则状，纵横交错。裂缝产生原因是混凝土在塑性状态时，刚开始终凝，由于天气炎热，阳光直射，刮大风，使混凝土表面水分蒸发过快，混凝土表面产生急剧的体积收缩，此时混凝

土尚未有强度，致使混凝土表面出现龟裂。

1.2 温度裂缝

水泥在水化期间放出大量水化热，由于混凝土是不良热导体以及混凝土体积过大，造成混凝土表面散热快而内部散热慢，混凝土内部聚集大量的水化热，致使混凝土内部温度上升很快。内外温差使混凝土上表面产生拉应力。当内外相邻区域温差超过25℃时，拉应力超过混凝土抗拉强度，混凝土产生温度裂缝。

1.3 收缩裂缝

多在混凝土养护时间出现，为表面性的较浅较细裂缝，多沿短方向分布。裂缝产生的原因主要是混凝土养护不周。环境温度较高，表面水分散失过快，而混凝土内部湿度变化小，表面干缩变形受到混凝土内部的约束，而产生较大拉应力后发生裂缝。

1.4 冷缝

混凝土分层浇筑过程中，下层混凝土已经初凝。而上层混凝土覆盖不及时，上下层混凝土接触面形成一层能渗透水的界面。一般情况拆模板后，表现为目测能够分辨的暗色隐缝。

1.5 沉降裂缝

大体积混凝土浇筑后，水泥浆上浮，固体颗粒沉落受到钢筋的阻挡，使钢筋两侧的混凝土沉落变形相对其他变形较小，混凝土形成沿钢筋长度方向沉降裂缝。裂缝深度一般至钢筋顶面。另外，混凝土自身组成材料沉落不均匀也能造成裂缝，例如吊模节点位置。常在浇筑后发生，硬化后停止。

2 预防非结构裂缝的技术关键

（1）根据底板混凝土防水抗渗的设计要求，掺加yf-3多功能复合微膨剂，配制微膨胀补偿性混凝土，改擅混凝土自身的各项性能，延长混凝土的缓凝时间，控制其内部约束应力产生的收缩裂缝。

（2）低混凝土原材料的温度、降低夏季混凝土在运输和泵送摩擦而引起温度的升高。达到降低混凝土入模温度不超过28℃。

（3）对大体积混凝土要合理地分层、分段连续浇筑，按缓凝时间控制每一层覆盖周期，每一段接磋周期。确保混凝土层间不出现冷缝。

（4）严格控制振动棒移动的距离、插入深度、振捣时间。避免漏振、欠振、过振。

（5）采用保湿保温养护和电子测温技术，控制浇筑后混凝土表面和内部温差不超过25℃，避免混凝土强度增长期间出现温度裂缝。

3 材料选用和配合比确定

（1）水泥采用江南水泥厂生产的po42.5普通硅酸盐水泥。

（2）粗骨料采用汤山5～31.5mm的碎石，含泥量＜0.6%。

（3）细骨料采用江西中砂，细度模数2.5。含泥量＜2%。

（4）粉煤灰采用华能热电厂的i级灰。

（5）外加剂采用yf-3多功能复合微膨剂。混凝土配合比为水泥︰黄砂︰石子︰水︰粉煤灰︰外加剂 = 326︰700︰1142︰168︰60︰34，坍落度为14±2cm。初凝时间12h。

4 温度对大体积混凝土影响及控制

4.1 高温天气对混凝土不利影响

南京盛夏平均温度在32℃以上，混凝土原材料的初始温度较高、运输途中阳光的照射吸收热量、商品混凝土泵送摩擦产生的热量等因素能够引起混凝土入模温度的升高。混凝土入模温度和水泥的水化热会影响混凝土内部温度的峰值，入模温度越高，峰值也越高，导致混凝土内外温差也越大，温差应力随之增大。当温差应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土引起温度裂缝。

在混凝土浇筑前应做好各项准备，预测混凝土入模温度的极限值，并进行有效地控制。

4.2 混凝土出机温度的预测

依据混凝土出机温度计算公式：

不加冰：（1）

加冰：（2）

式中：——混凝土的出机温度（℃）；

、、、——骨料、水泥、水和骨料中自由水的温度（℃）；

、、、、——骨料、水泥、水骨料中自由水及冰的重量（kg）。

4.2.1 拌合水

在混凝土组成材料中，拌合水从单位重量上来讲，对混凝土温度影响最大。因为，水的比热容是水泥或骨料比热容的5倍。其他组分的温度不变，如果水的温度降低15℃，计算的结果是混凝土温度降低2.9℃。用10kg的冰替代10kg水可降低混凝土温度1℃。

采用冰水降温不经济，实际使用17℃左右的低温深井水作为拌合用水，效果较好。

4.2.2 水泥

夏季新生产散装水泥温度在100℃左右，热量是在熟料破碎碾压时机械热产生的。在水泥厂砖混库房储存时热量损失很慢。水泥温度远远高于混凝土温度，虽然水泥只占混凝土拌合物重量的10%～15%，但经计算，水泥温度每高10℃，混凝土温度要升高1℃多。

4.2.3 骨料

在混凝土各组成材料中，骨料占75%左右，因此，骨料的温度对混凝土温度影响也很大。经计算，骨料升高2℃，混凝土温度便升高1.3℃。

4.2.4 外加剂

在混凝土中所占比例很小，因此，它自身的温度对混凝土温度的影响不大。选用的复合性微膨剂具有减水率大，膨胀性能好，降低水泥用量，减少混凝土的水化热及水化温度，延缓水化热的释放和混凝土的凝结时间，有效地减少底板温度应力。

4.3 混凝土的运输

搅拌车的罐体颜色跟混凝土温度变化有一定的关系。有资料显示，夏天阳光照射，混凝土在搅拌车内贮放1h，在白色罐体中的混凝土比在红色罐体中混凝土温度低1.4℃，比在奶油色罐体中的混凝土温度低0.3℃，比在黄色罐体中的混凝土温度低0.3℃～0.5℃。因此，夏季尽量采用白色罐体的搅拌车。