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大体积砼温度裂缝控制的施工技术研究xxx(江苏xxxx公司)摘要：在施工过程中，施工单位在原材料的选用、配合比的确定、砼内部及表面的测温、降温和保养等几个方面严格把好质量关，完全能够将大体积砼的内外温差控制在规范允许范围之内，避免砼温度裂缝的产生。关键词：大体积砼；温差；裂缝；质量控制；温度测控1、概述随着国民经济的高速发展，建筑技术也在飞速进步，高层、超高层建筑、大型设备基础、高耸结构物大量出现，在这些结构中，大体积砼被广泛的使用。大体积砼是指最小断面尺寸大于0.8m的结构物，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施，要妥善处理内外温差，合理解决温度应力并控制裂缝开展的砼结构。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外，主要应解决好控制温度变形的发生和开展。砼温度裂缝产生的主要原因是由于砼的导热性能差，其外部的水化热量散失较快，而积聚在结构内部的水化热则不易散失，造成砼各部位之间的温度差和温度应力，当表面拉应力超过砼的抗拉强度时，就会产生温度裂缝，给工程带来不同程度的裂缝。能够深刻了解大体积砼中温度变化所引起的应力状态对结构的影响，认识温度应力的一系列特点，掌握温度应力的变化规律，了解大体积砼温度裂缝产生的机理，对于制定有效的施工方案，保证施工质量能起到至关重要的作用。这就要求施工单位在原材料的选用、配合比的确定、砼的测温、降温和保养等几个方面严格把好质量关。2、原材料的选用1）、水泥：大体积砼应优选高强低水化热水泥，以减少水泥用量，降低水化热。如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等，强度应优先采用32.5或42.5标号的水泥。2）、砂、石骨料：施工用砂应选择细度模数2.80~3.0之间的中粗砂，含泥量严格控制在1％以下，不得混有草根等有机杂质，杜绝使用细砂。粗骨料应尽量选用粒径较大，石子级配良好的粗骨料，但考虑到大体积砼多为商品砼，泵送，所以综合考虑应优选5~25cm连续级配的火成岩碎石，含泥量低于1％，片状、针状石含量不得超过10％，严禁有风化石、云母岩等低强度岩石存在。3、优选砼施工配合比根据设计强度及泵送砼坍落度的要求，必须先进行试配，试配时应遵循以下原则：1）、减少水泥用量：为了减小水化热，降低砼内部的升温，在条件允许的情况下，优先选用强度高的水泥，积极采用“三掺”技术，在砼中掺加适量的JM—Ⅲ高效复合外加剂、Ⅱ级粉煤灰等活性料，能很好的提高砼的和易性，可泵性，减少水泥用量。同时还可以降低用水量，减少游离水的存在，将水灰比控制在0.45~0.50之间。2）、控制砼坍落度：积极与商品砼生产厂家加强联系，根据运输路线的情况，控制好坍落度，施工现场做好到场砼坍落度的抽查工作，严禁在施工现场随意加水的做法，将施工现场的砼坍落度严格控制在设计范围之内。3）、控制砼的入模温度：砼的入模温度的高低对于砼早期温度的产生和发展有着很大的影响，入模温度过高会导致砼内部升温过高，与外界和表面温差过大，从而大大增加砼表面产生温度裂缝的机率。入模温度过低会严重影响砼强度、特别是早期强度的正常增长，从而影响结构的使用。一般采取的措施为高温季节采用掺入冷水的办法，低温季节采用加入热水的办法，将砼的入模温度控制在15~20℃之间，以延缓砼水化热峰值的出现。4）、充分利用砼的后期强度，减少每立方米砼中的水泥用量，实验证明每增减10Kg水泥，其水化热将使砼的温度相应升降1℃。4、温度裂缝的控制计算1）、砼浇筑前的裂缝控制计算：在大体积砼浇筑前，应先根据砼的配合比和施工条件，计算水泥水化热的绝热最高温升值、各龄期的收缩变形值等数值，然后通过计算，估算出可能产生的最大温度收缩应力，如超出砼各龄期的极限抗拉强度，则必须采取调整砼入模温度、降低水化热温升值等措施来降低温度收缩应力，保证其应力值小于砼各龄期的极限抗拉强度。（1）、砼的水化热的绝热最高温升值：)1()(mttecCQT（1）T（t）——砼浇筑完t段时间，砼的绝热温升值；C——每立方米砼的水泥用量；c——砼的热比，一般由0.92~1.00；ρ——砼的质量密度，取2400kg/m3；e——常数，取2.718；m——与水泥品种、浇筑时与温度有关的经验系数，一般为0.2~0.4；t——砼浇筑后至计算时的天数。（2）砼的温度收缩应力：RSTEtt)()(1（2）ΔT——砼的最大综合温差；S（t）——考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3~0.5；R——砼的外约束系数；ν——砼的泊松比，可取用0.15~0.20。5、改善约束条件，减少温度应力1）、采取分层分段的浇筑方式，通过合理设置施工缝或后浇带，以减小砼的相对体量，放松约束程度，减小每次浇筑体量的蓄热量，防止水化热积聚过多，以减小温度应力的积聚。2）、对于大体积砼基础，可在基础与砼垫层之间设置滑动层，以消除垫层对基础砼的约束作用，释放约束应力。3）、适当参入钢纤维或杜拉纤维等材料，采用二次振捣法等积极有效的措施，提高砼的密实度和极限拉伸强度，提高砼的抗裂缝能力。4）、在结构截面突变或转折处，底、顶板与墙体转折处，孔洞转角等处设置必要的温度配筋和构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。6、加强砼的养护和测温工作1）、对于大体积整板基础砼应在砼终凝后覆盖薄膜，其上在覆盖一层麻袋进行保温，并积极采用蓄水法进行保温养护，蓄水深度15~20cm为宜，时间不少于14天，对于大体积转换层大梁等构件，可采用内散外蓄的方法加快构件内部热量的散失。具体做法为在砼浇筑前在构件中埋入循环水管，砼浇筑完毕后及时通过水泵压入冷水并使之在砼内部形成循环，迅速带走水泥水化产生的部分热量，降低构件内外温差。现行规范规定应将砼内外温差控制在25℃之内，基面温度和基底温度差控制在20℃之内。2）、对砼内外温度进行有效地测控，可以及时掌握砼内外温度产生和发展的情况，如发现问题可及时采取有效措施进行处理，从而保证砼内外温差在规范允许范围内。大体积砼的测控技术主要使用热传感器，采集电压信号，通过计算机适时处理，得到温度数据，并适时储存，显示、打印、以达到指导大体积砼施工及养护工作的目的。也可采用在砼中间和表面每隔适当位置预留测温孔，用温度计直接测温的简易方法，但该方法精度较差，操作起来存在诸多不便。7、工程实践西安西华大厦工程为一裙两塔结构，裙房为框架剪力墙，塔楼为全剪力墙结构，建筑面积53250m2，地上25层，地下一层。其中地下室面积3710m2，裙楼（一~三层）11100m2。该工程地下室筏板基础塔楼部位砼厚度1.5m,长35.7m，宽31.5m，裙房部位砼筏板基础厚度40cm，地下室筏板总计砼量为4107m3。在施工之前，我们充分考虑到大体积砼施工的特点和难点，制定了相应的施工方案，如充分利用砼的后期强度，采用60天强度代替28天强度作为砼的设计强；选择中低热水泥品种，使用32.5矿渣硅酸盐水泥；加强浇筑后的保温养护等一系列的措施，取得了很好的效果。在砼浇筑后我们通过预埋在砼中的热敏元件对砼上、中、下部位的温升情况严格按规范要求进行了测量记录，测出了各时段、各部位每天的温度平均值，详见下表：位置砼温度实测值(℃)1d2d3d4d5d6d7d8d9d10d11d12d13d14d15d上42.253.952.449.644.942.439.536.532.829.725.322.52221.219.9中53.262.863.359.456.953.448.945.941.736.933.729.927.925.824.7下50.458.559.858.755.452.947.442.139.335.631.228.526.324.123.2根据上表所得的数据，我们描绘出了温度变化曲线图如下：70温度（℃）60中部50下部40上部30201001d2d3d4d5d6d7d8d9d10d11d12d13d14d15d根据上表和上图可以看出在砼温度增长的前15天内，砼内部最高温度为63.3℃，相邻最大温差10.9℃，完全符合小于25℃的最大温差的规范要求，说明事先我们采取的控制温差的措施是合理的有效的。8、结语总之，通过严密的事前预控，完善的事中监控，就完全能够将大体积砼的内外温差控制在规范允许范围之内，避免大体积砼温度裂缝的产生。