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摘要：大体积混凝土具有一次浇筑量大、厚度大、强度等级高、技术难度大等特点，如果施工措施不力，那么在浇筑过程中温度裂缝的产生就不可避免。本文结合工程实例，就如何防控大体积混凝土温度裂缝进行了相关研究，提出了若干防止混凝土产生温度裂缝的措施。
关键词：大体积混凝土；裂缝；温度应力；温差；防控
随着我国建筑行业的持续发展，大体积混凝土工程也越来越多，尤其是在建筑底板的设计当中，底板混凝土已经变的是越来越厚，而且深度是越来越大。由于大体积混凝土体积庞大，一次性混凝土浇筑量大，工程条件复杂，如果施工措施不力，极易产生温度裂缝。裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，必须从根本上分析大体积混凝土温度裂缝，并采取有针对性的裂缝防控措施。
1 工程概况
某工程地上15层（2#塔为14层），地下1层；地下部分为一个结构单元，未设永久沉降缝；采用框架-剪力墙结构体系，各塔之间的连桥采用钢结构桁架体系。地基采用天然地基，其中1塔、4塔主楼核心筒区域采用CFG桩复合地基，基础为梁板式筏形基础。裙房区域底板厚度为500mm，塔楼底板厚度为1800mm、2400mm等。由于本工程底板较厚，混凝土量大，故需对其进行抗裂计算。
2 抗裂计算
根据C35P8配合比设计，P.042.5R水泥317kg，水泥发热量354kJ/kg，6～9月施工平均气温为33℃，混凝土浇筑时的温度控制在28℃以内。
2.1 混凝土最终绝热温升
式中：T（t）为混凝土浇筑t天后的绝热温升值（℃）；C为每立方米混凝土水泥用量（kg）；Q为每千克水泥水化热量（J/kg）；c为混凝土质量热容，一般为0.92～1.00，取0.96[J/（kg·K）]；ρ为混凝土的质量密度，取2400kg/m3；e为常数，取e=2.718；m为与水泥品种、浇筑时温度有关的经验系数，一般为0.2～0.4；t为混凝土浇筑后至计算时的天数（d）。计算结果见表1。
2.2 混凝土内部不同龄期温度
2.2.1 不同龄期绝热温升
混凝土块体的实际温升，受到混凝土块体厚度变化的影响，因此与绝热温升有一定的差异。根据《建筑施工手册》资料算得水化热温升与混凝土块体厚度有关的系数ξ值，见表2。
2.2.2 不同龄期混凝土中心最高温度
由表4可知，混凝土在6～9d左右时内部温度最高。
2.3 混凝土温度应力
按外约束为二维时的温度应力（包括收缩）来考虑计算。
2.3.1 各龄期收缩变形
2.3.2 各龄期收缩当量温差
将混凝土的收缩变形换算成当量温差
2.3.3 各龄期混凝土的最大综合温度差
ΔT（t）=T0+2/3T（t）+Ty（t）-Th
式中：ΔT（t）为各龄期混凝土最大综合温差；T0为混凝土入模温度，取28℃；T（t）为龄期t时的绝热温升；Ty（t）为龄期t时的收缩当量温差；Th为混凝土浇筑后达到稳定时的温度，取平均气温33℃。计算结果见表7。
2.3.4 各龄期混凝土弹性模量
E（t）=E0（1-e-0.09t）
式中：E（t）为混凝土从浇筑到计算时（龄期t）的弹性模量（MPa），计算温度应力时，一般取平均值；E0为混凝土最终弹性模量（MPa），对于C35混凝土取3.15×104MPa。计算结果见表8。
2.4 结论
由不同龄期混凝土温度应力计算表我们得知，对于0.5m、1.8m、2.4m的板均在第9d处于混凝土开裂的危险期。
由上述计算结果可知，对于0.5m、1.8m、2.4m的底板，只要能满足混凝土内外温差不大于25℃，混凝土底板内就不会产生贯穿性裂缝。
由于本工程底板混凝土冬季施工一般是0.5m底板，故不用进行防裂理论计算。
3 施工中防止底板混凝土产生裂缝的措施
3.1 原材料方面采取的措施
本工程选用普通硅酸盐水泥，其特点是混凝土不易离散，表面泌水少，便于混凝土表面压光，防止表层开裂；同时在混凝土中最大限度地增加粉煤灰的掺量，减少水泥用量，降低水化热，使混凝土强度有所增加（包括早期强度），密实度增加，收缩变形也有所减少，泌水量下降，坍落度损失减少。粉煤灰与减水剂掺入混凝土称为“双掺技术”，由此会取得降低水灰比，减少水泥浆量，延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，收缩变形也有所降低。
3.2 施工方面采取的措施
（1）严格控制混凝土出罐温度和浇筑温度。为了减少结构物的内表温差，控制混凝土内部温度与外界温度之差不大于25℃。
（2）采用分段分层浇筑。混凝土采用自然流淌分层浇筑，分层厚度为50cm左右。在上层混凝土浇筑前，使其尽可能多的热量散发，降低混凝土的温升值，缩小混凝土内外温差及温度应力。
（3）严格控制混凝土的坍落度，进行混凝土的二次振捣，减少混凝土的收缩值，增加混凝土的密实度，提高混凝土的抗裂性能。
（4）混凝土泌水处理和表面处理：及时排除混凝土在振捣过程中产生的泌水，消除泌水对混凝土层间粘结能力的影响，提高混凝土的密实度及抗裂性能。
（5）浇筑混凝土的收头处理也是减少表面裂缝的重要措施，因此，在混凝土浇筑后，先初步按标高用长刮尺刮平，在初凝前再由抹灰工人逐步压光。在混凝土终凝前在进行第二次压光，控制混凝土表面裂缝。
4 结束语
实践证明，在大体积混凝土施工中，只要采取相应的措施，从各个方面入手进行有效的控制，就能减少温度裂缝的产生及发展，提高大体积混凝土浇筑的质量。面对应用日益广泛的大体积混凝土结构工程，我们还必须不断总结经验，完善技术措施，从而使混凝土施工技术更加完善、更加可靠。
参考文献：
[1] 张庆华.大体积混凝土温度裂缝产生机理和控制措施[J].山西建筑，2009年19期
[2] 付金波.高层建筑基础底板大体积混凝土温度控制[J].中国高新技术企业，2010年34期
关键词：大体积混凝土；裂缝；温度应力；温差；防控
随着我国建筑行业的持续发展，大体积混凝土工程也越来越多，尤其是在建筑底板的设计当中，底板混凝土已经变的是越来越厚，而且深度是越来越大。由于大体积混凝土体积庞大，一次性混凝土浇筑量大，工程条件复杂，如果施工措施不力，极易产生温度裂缝。裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，必须从根本上分析大体积混凝土温度裂缝，并采取有针对性的裂缝防控措施。
1 工程概况
某工程地上15层（2#塔为14层），地下1层；地下部分为一个结构单元，未设永久沉降缝；采用框架-剪力墙结构体系，各塔之间的连桥采用钢结构桁架体系。地基采用天然地基，其中1塔、4塔主楼核心筒区域采用CFG桩复合地基，基础为梁板式筏形基础。裙房区域底板厚度为500mm，塔楼底板厚度为1800mm、2400mm等。由于本工程底板较厚，混凝土量大，故需对其进行抗裂计算。
2 抗裂计算
根据C35P8配合比设计，P.042.5R水泥317kg，水泥发热量354kJ/kg，6～9月施工平均气温为33℃，混凝土浇筑时的温度控制在28℃以内。
2.1 混凝土最终绝热温升
式中：T（t）为混凝土浇筑t天后的绝热温升值（℃）；C为每立方米混凝土水泥用量（kg）；Q为每千克水泥水化热量（J/kg）；c为混凝土质量热容，一般为0.92～1.00，取0.96[J/（kg·K）]；ρ为混凝土的质量密度，取2400kg/m3；e为常数，取e=2.718；m为与水泥品种、浇筑时温度有关的经验系数，一般为0.2～0.4；t为混凝土浇筑后至计算时的天数（d）。计算结果见表1。
2.2 混凝土内部不同龄期温度
2.2.1 不同龄期绝热温升
混凝土块体的实际温升，受到混凝土块体厚度变化的影响，因此与绝热温升有一定的差异。根据《建筑施工手册》资料算得水化热温升与混凝土块体厚度有关的系数ξ值，见表2。
2.2.2 不同龄期混凝土中心最高温度
由表4可知，混凝土在6～9d左右时内部温度最高。
2.3 混凝土温度应力
按外约束为二维时的温度应力（包括收缩）来考虑计算。
2.3.1 各龄期收缩变形
2.3.2 各龄期收缩当量温差
将混凝土的收缩变形换算成当量温差
2.3.3 各龄期混凝土的最大综合温度差
ΔT（t）=T0+2/3T（t）+Ty（t）-Th
式中：ΔT（t）为各龄期混凝土最大综合温差；T0为混凝土入模温度，取28℃；T（t）为龄期t时的绝热温升；Ty（t）为龄期t时的收缩当量温差；Th为混凝土浇筑后达到稳定时的温度，取平均气温33℃。计算结果见表7。
2.3.4 各龄期混凝土弹性模量
E（t）=E0（1-e-0.09t）
式中：E（t）为混凝土从浇筑到计算时（龄期t）的弹性模量（MPa），计算温度应力时，一般取平均值；E0为混凝土最终弹性模量（MPa），对于C35混凝土取3.15×104MPa。计算结果见表8。
2.4 结论
由不同龄期混凝土温度应力计算表我们得知，对于0.5m、1.8m、2.4m的板均在第9d处于混凝土开裂的危险期。
由上述计算结果可知，对于0.5m、1.8m、2.4m的底板，只要能满足混凝土内外温差不大于25℃，混凝土底板内就不会产生贯穿性裂缝。
由于本工程底板混凝土冬季施工一般是0.5m底板，故不用进行防裂理论计算。
3 施工中防止底板混凝土产生裂缝的措施
3.1 原材料方面采取的措施
本工程选用普通硅酸盐水泥，其特点是混凝土不易离散，表面泌水少，便于混凝土表面压光，防止表层开裂；同时在混凝土中最大限度地增加粉煤灰的掺量，减少水泥用量，降低水化热，使混凝土强度有所增加（包括早期强度），密实度增加，收缩变形也有所减少，泌水量下降，坍落度损失减少。粉煤灰与减水剂掺入混凝土称为“双掺技术”，由此会取得降低水灰比，减少水泥浆量，延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，收缩变形也有所降低。
3.2 施工方面采取的措施
（1）严格控制混凝土出罐温度和浇筑温度。为了减少结构物的内表温差，控制混凝土内部温度与外界温度之差不大于25℃。
（2）采用分段分层浇筑。混凝土采用自然流淌分层浇筑，分层厚度为50cm左右。在上层混凝土浇筑前，使其尽可能多的热量散发，降低混凝土的温升值，缩小混凝土内外温差及温度应力。
（3）严格控制混凝土的坍落度，进行混凝土的二次振捣，减少混凝土的收缩值，增加混凝土的密实度，提高混凝土的抗裂性能。
（4）混凝土泌水处理和表面处理：及时排除混凝土在振捣过程中产生的泌水，消除泌水对混凝土层间粘结能力的影响，提高混凝土的密实度及抗裂性能。
（5）浇筑混凝土的收头处理也是减少表面裂缝的重要措施，因此，在混凝土浇筑后，先初步按标高用长刮尺刮平，在初凝前再由抹灰工人逐步压光。在混凝土终凝前在进行第二次压光，控制混凝土表面裂缝。
4 结束语
实践证明，在大体积混凝土施工中，只要采取相应的措施，从各个方面入手进行有效的控制，就能减少温度裂缝的产生及发展，提高大体积混凝土浇筑的质量。面对应用日益广泛的大体积混凝土结构工程，我们还必须不断总结经验，完善技术措施，从而使混凝土施工技术更加完善、更加可靠。
参考文献：
[1] 张庆华.大体积混凝土温度裂缝产生机理和控制措施[J].山西建筑，2009年19期
[2] 付金波.高层建筑基础底板大体积混凝土温度控制[J].中国高新技术企业，2010年34期