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摘要：大体积混凝土与通常所使用的混凝土相比，具有结构尺寸大这一最大的特点，这就使得混凝土支模以后要对其中浇筑大量的混凝土，但是由于混凝土导热能力不好，大体积混凝土不能快速地将内部温度传导出去，极易导致混凝土出现裂缝的故障，给建筑留下安全隐患。近年来我国经济发展迅速，大型建筑也在逐渐增加，使得大体积混凝土有着愈发普遍的应用，诸如桥梁、承台、预制或现浇的隧道结构等。由于大体积混凝土施工过程中的环境较为复杂且整体性要求相对更高，这便对混凝土施工方法与浇筑温度上提出了更高的要求，对此研究浇筑温度控制与施工方法措施具有较好的现实作用。
关键词：大体积；混凝土浇筑；温度控制；施工方法
由于大体积混凝土对施工整体性要求较高，一般情况下不宜留置施工缝。然而，大体积混凝土浇筑完毕后，水泥水化产生了大量热量不能很快的散发，导致内部与表明形成了较大的温差，对结构施加了很大的温度荷载。当结构抗裂性能不足时，就会产生有害裂缝，给工程安全和结构防水带来很大的隐患。因此，大体积混凝土裂缝控制技术的研究一直是工程中关注且未能很好解决的热点问题。
1大体积混凝土温度裂缝的形成和发展
混凝土浇筑后，由于水泥在水化凝结过程中，要散发大量的水化热，因此使混凝土体积膨胀，待达到最高温度后，随着热量向外部介质散发，混凝土温度下降，体积随之收缩。由于混凝土浇筑在基岩或混凝土上，它们的初始温度条件不同，物理力学性能也有差别。混凝土的温度变形，在基岩面上受到基岩约束而产生应力。在基岩部位，混凝土的收缩受基岩约束，将产生很大的拉应力，如果超过混凝土的极限抗拉强度，将出现基础贯穿裂缝。在脱离基岩约束部位，如果混凝土的最高温度与外部介质的温差过大，内部热的混凝土约束，外部冷混凝土的收缩，即内部温度场呈非线性分布，也可能出现深层裂缝或表面裂缝。最可能和最危险的情况，是早期的表面裂缝成为薄弱点，在继续降温过程中继续发展，形成具有破坏性的深层裂缝。混凝土表面裂缝多数发生在浇筑初期，初期的表面温度骤降是引起表面裂缝的主要原因。当日平均气温在2－4d内连续下降6－9℃，未满28d龄期的混凝土在暴露表面，可能产生裂缝。因为气温骤降在混凝土表层形成很陡的温度梯度，而混凝土为热量的不良导体，这时内部混凝土仍处于高温降段，严重限制表面混凝土的急剧收缩，使混凝土的徐变不能发挥作用。龄期3－5d的混凝土拆模使表层混凝土突然暴露在较冷的空气中，也相当于一次气温骤降。因此，拆模后必须立即进行保温。美国混凝土学会杂志(A．C．I)的资料统计:“一个缓慢的降温，混凝土承受的数值(可考虑在几个星期内发生的)比陡降甚至可以大3－4倍，由于很缓慢的降温，徐变作用大约可以减小混凝土的变形量2/3左右”。因此，气温骤降，很容易在混凝土表层产生裂缝，如果这些裂缝是出现在基岩附近。受基岩约束作用，将在这些裂缝的部位形成应力集中，逐步发展成基础贯穿裂缝。如果这些裂缝出现在脱离基础约束范围以外，在经历一个比较长降温过程以后，内部温度仍较高，混凝土内部形成非线性温度场，从而使裂缝向纵深发展，形成深层裂缝。要避免以上两种严重危害性裂缝的产生，首先要防止表面裂缝，实施表面保护，降低混凝土表面与内部的温差，同时必须保护混凝土的早期抗拉强度，使之具有一定的抗裂能力。综上所述，减少约束条件，降低混凝土水化热温升，加强内部降温和表面保温养护是防止或减少混凝土出现严重危害性裂缝的主要措施。
2大体积混凝土温度控制
2.1降低混凝土浇筑温度
混凝土在运输中、浇筑中、平仓中以及卸料中、振捣步骤完成之后，需要在混凝土的表层五厘米到十厘米的范围之内，进行浇筑。就目前的大体积砼浇筑而言，低温是控制砼内外温差以及温度最有效的方式，这种方式不仅有效的避免了混凝土出现裂缝的现象，同时也提升了混凝土浇筑的质量和效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆大体积混凝土浇筑施工过程中，浇筑温度是影响混凝土内部温度最关键的因素，经过调查发现，如果浇筑温度升高10度的话，那么混凝土的内部温度，就会相应的升高35度，而混凝土内部温度升高后，带来的最严重和直接的效用，就是出现了水热化过高的问题。因此必须在浇筑过程中尽可能的降低水泥的使用量，采取科学合理的混凝土配比方式，才能有效的降低水泥水化热过高现象发生的几率，确保混凝土浇筑的温度符合建筑工程施工的要求。
2.2人工冷却降温
人工冷却是目前较为常用的混凝土降温方式，目前常用的冷却方式主要有预冷和事后冷却两种。所谓的预冷就是在混凝土浇筑之前对其进行冷却，这一方式主要是通过降低原材料温度的方式，实现降低混凝土温度的目的。而事后冷却则主要是在混凝土浇筑完成之后采取的降温方式，这一方式在应用的过程中主要采用的是水管冷却的方式，通过向事先预埋在大体积混凝土内的冷却水管内注入冷水的方式达到降低混凝土温度的目的，虽然这一方法具有极为显著的降温效果，但是其操作工序相对较为复杂。
2.3强化温度监测
对于大体积混凝土的温度来说，是控制其浇筑的重要步骤。有效的温度控制不仅可以及时的反应混凝土的温度信息，同时施工人员也可以根据所掌握的温度信息数据，设置相应的温度传感器从而实现实时监测混凝土温度的目的。当前温度监控方式，结合水管冷却模式，效果极为良好，通过对温度数据进行监测分析，对水管的流量，对冷却水温以及对冷却时间，进行改变，从而更好的对混凝温度下降的速度进行控制，对于混凝土的内部温度而言，也不会由于混凝土的温度降低速度过快，进而导致裂缝的出现。
3施工方法措施控制
3.1合理控制施工进度
施工进度也会对混凝土温度造成不同程度的影响。尤其是采用分层方式进行施工，采取分层方式开展施工的过程中，需要注意施工过程中的两次浇筑的时间间隔，如果时间间隔过长会导致先期浇筑混凝土约束后期浇筑混凝土，进一步便会在上层混凝土与下层混凝土进行结合过程中出现垂直裂缝，而且这类裂缝也是非常不容易发现的。与之相反，施工间隔过短的话会使下层混凝土无法有效地将热量散失完全，下层混凝土具有的剩余温度将会使上层混凝土温度不断的增加，一旦超过标准温度便会导致混凝土出现裂缝。因此，在浇筑新层混凝土前，必须要确保下层混凝土已经将温度散失到满足能够覆盖新一层混凝土时所需达到的温度。总而言之，无论采用何种方式进行施工时，施工过程中一定要对每一层或块的施工时间间隔进行合理的控制，时间间隔不能超过前一层混凝土初凝所需的时间，浇筑下一层混凝土最好保证在上层混凝土尚未凝固之前实现浇筑。当前时期，实际采用的分层浇筑方法有全面分层、分段分层以及斜面分层三种。第一，全面分层，主要应用在结构尺寸较小情况下，使混凝土按照同等厚度实现浇筑，如果浇筑模型长边较短时，此时尽可能从其短边开始，顺着长边向前浇筑，如果长边较长时，尽可能从模型中部顺着长边向两侧浇筑；第二，分段浇筑，主要应用在厚度较小而长边较长的情况，此时将混凝土长边进行相应的划分，当下层浇筑完成一段之后，在返回浇筑一段上层，反复浇筑上下层，直到将整个混凝土工程浇筑完成；第三，斜面分层，主要应用在长度较大而厚度相比于分段分层更小的模型，浇筑过程是从混凝土下端开始逐渐向上推移浇筑。
3.2采取最佳方法浇筑
分层浇筑法具有能够避免水热聚集、减少温度应力以及降低蓄热量等优势。通过对大量国内外建筑实践能够看出，大体积混凝土采取分层浇筑法能够显著地减少裂缝的发生。但是这一方法也存在一定的缺陷，分层浇筑会使浇筑层数量增多，每层浇筑块间均会存在不同程度的影响，从而使各个浇筑层间所存在的温度应力有所增加。所以在采取分层浇筑法时必须要对其优点与缺陷加以充分的考虑，通过对浇筑层厚度进行合理的控制，实现对各层间存在的温度应力加以减小。除上述分层浇筑法以外，还有一种薄层浇筑法，该方法具有散热效果好，而且能够使最高温升与内外温差最短时间内实现下降，但是也存在裂缝数量增加以及裂缝处理工作增加等缺陷。所以在实践施工过程中，应该根据实际情况，对上述两种方法的优势与不足加以充分的考虑，最终选取和工程实际最符合的浇筑方法。
3.3完善混凝土表面养护
大体积混凝土出现裂缝常常是由于天气温度突变以及冬季温度过低造成混凝土收缩导致的，所以要对混凝土表面进行有效的表面养护。混凝土带模养护过程中，要通过带模包裹和喷淋洒水等措施实现保湿与养护，注意确保模板接缝位置不会因失水干燥。在拆模之后还应继续对其进行保湿直到规定时间。去除拆模之后要在混凝土潮湿时对其利用麻布或草帘等将裸露混凝土进行覆盖，再利用塑料布等将麻布或草帘等包裹进行保湿。在包覆期间应该保证包覆材料完好，并且搭接良好，塑料布表面具有凝结水珠。对于夏季温度较高时，必须要保证对混凝土的降温，避免出现高温倒灌现象。通常情况下，对混凝土养护时间为浇筑完成后的12～18小时内进行洒水养护，时间要超过28小时。
3.4合理进行混凝土拆模
为了保证能够顺利进行混凝土拆模，要在混凝土浇筑24～28小时后将模板进行轻微的松动。如果混凝土尚在保养期间便要进行拆模，此时要保证混凝土满足如下两个条件：第一，为混凝土强度在设计标准强度的75%以上；第二，拆模后混凝土温度降低不能超过9℃。当满足上述两个条件时便可对混凝土实现拆模作业。混凝土浇筑完成之后，内外散热速率如果不一致将会存在内外温差，致使混凝土间出现拉应力，从而导致裂缝的出现。所有拆模完成之后，尤其在冬季温度较低时，要对混凝土进行相应的防护，避免出现裂缝。
4混凝土抗裂措施
为防止混凝土产生有害裂缝，在施工过程中制定并执行了以下混凝土防裂措施：（1）在保证混凝土满足使用要求、有足够强度的基础上，尽可能地减少水泥用量，降低混凝土的水化热，此方法可通过掺加粉煤灰方法实现。与此同时，粉煤灰还可以大大改善混凝土工作性能，提高和易性。（2）在混凝土保护层内及转角处设置钢筋网片，用于防止混凝土裂缝的产生。同时采用二次抹面尽可能地减少混凝土的表面细小裂缝。（3）尽可能地推迟拆模时间，模板拆除后不宜直接进行浇水养护，应采用塑料膜及时覆盖，同时加三层麻袋对混凝土进行保温养护。（4）施工过程中应根据温度监测结果确定保温养护的持续时间，同时保证保温覆盖层良好的抗风条件。保温覆盖层拆除时，应逐步分层进行。
5结论
我国经济实力的不断提高，各种大型建筑必将越来越多，而这也对建筑工程的施工质量提出了更高的要求。同时随着企业声誉逐渐的提高，将会参与到国际建筑建设，使我国国际影响力逐渐的提高，对建筑企业发展有着非常重要的作用。
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论文作者:李文浩
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/14
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