大體積混凝土基礎(chǔ)施工與溫度控制技術(shù)

王新龍

【摘 要】在進(jìn)行大體積混凝土基礎(chǔ)工程施工時(shí)，如果溫度控制不當(dāng)，就會(huì)使得混凝土在某一區(qū)域溫度應(yīng)力集中，很有可能發(fā)生裂縫現(xiàn)象。為了預(yù)防裂縫這種嚴(yán)重的工程質(zhì)量問(wèn)題，我們需要采用合適的骨料級(jí)配、設(shè)計(jì)出比較合理的混凝土配合比，進(jìn)行合理的施工工藝設(shè)計(jì)，在后期養(yǎng)護(hù)時(shí)也要注意方法的科學(xué)有效，這樣才能夠確保大體積混凝土澆筑時(shí)不產(chǎn)生裂縫，保障大地基混凝土基礎(chǔ)施工的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；基礎(chǔ)施工；溫度控制技術(shù)

一、前言

隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，高層建筑層出不窮，因此，高層建筑中廣泛使用大體積混凝土的澆筑技術(shù)，混凝土澆筑的厚度也越來(lái)越大，澆筑的體積很多，都在一千立方以上。大體積混凝土基礎(chǔ)工程施工具有嚴(yán)格的工程質(zhì)量要求，如果發(fā)生工程質(zhì)量問(wèn)題，帶來(lái)的后果是災(zāi)難性的。因此必須要在施工過(guò)程中嚴(yán)格混凝土澆筑的質(zhì)量要求，大體積混凝土在澆筑過(guò)程中由于溫度控制不當(dāng)，容易產(chǎn)生裂縫，很容易發(fā)生工程質(zhì)量事故。

二、大體積混凝土基礎(chǔ)工程中溫度裂縫的產(chǎn)生原因

（一）混凝土的內(nèi)外溫差不同導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生

混凝土在進(jìn)行操作的過(guò)程中，水泥和水能夠產(chǎn)生水化反應(yīng)，這種反應(yīng)能夠放出大量的熱量，造成混凝土的溫度升高。根據(jù)研究資料顯示，混凝土在進(jìn)行凝結(jié)硬化時(shí)，內(nèi)部升高的溫度可以超過(guò)30度以上，水泥在水化過(guò)程的前三天范圍之內(nèi)由于水化熱反應(yīng)所釋放出的熱量約占總熱量的一半，在第三天到第五天之內(nèi)混凝土內(nèi)部的溫度將升至最高值?；炷磷陨韺?dǎo)熱性能較差，如果內(nèi)部含有大量的熱量，就不容易進(jìn)行散發(fā)，這樣就能夠很容易使得混凝土的內(nèi)部與外部溫差過(guò)大。如果溫差較大，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，如果混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生表面的裂縫。如果混凝土的澆筑厚度越厚、使用的混凝土量越大、單位體積水泥在水化反應(yīng)所釋放出的熱量就越多，因此混凝土站內(nèi)外溫差就更大，這樣就更容易產(chǎn)生裂縫。

同時(shí)，在第五天之后，混凝土的內(nèi)部逐漸開(kāi)始降溫，因此混凝土由于溫度降低，會(huì)產(chǎn)生收縮反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到地基的外部約束時(shí)，混凝土的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果混凝土內(nèi)部的拉力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，那么混凝土內(nèi)部同樣也會(huì)產(chǎn)生裂縫。這樣內(nèi)外裂縫進(jìn)行結(jié)合，如果融合在一起，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)于混凝土質(zhì)量危害極大的貫穿裂縫。

（二）混凝土的干縮而產(chǎn)生的地方

混凝土在硬化的過(guò)程之中，由于表面水分蒸發(fā)較快，但是由于分界面相隔的作用，內(nèi)部水分蒸發(fā)比較慢，因此會(huì)造成混凝土的內(nèi)部和外部收縮不均勻，外部體積大于內(nèi)部收縮的體積。因此在混凝土的外表面容易產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果這種拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)使得混凝土表面產(chǎn)生裂縫。對(duì)于混凝土的干縮裂縫，影響的主要因素有混凝土的質(zhì)量、等級(jí)、配合比、施工的工藝以及后期的養(yǎng)護(hù)條件的等等。

（三）由于混凝土的勻質(zhì)性不同產(chǎn)生裂縫

在混凝土進(jìn)行板和的過(guò)程中，由于混凝土的坍落度以及添加劑的種類或者是振搗的密實(shí)程度不同，都會(huì)使得混凝土發(fā)生與勻質(zhì)變化，容易引起混凝土的彈性模量發(fā)生變化，容易在收縮的過(guò)程中因?yàn)閼?yīng)力集中而產(chǎn)生裂縫。

三、大體積混凝土基礎(chǔ)工程施工中溫度控制措施

（一）首先降低混凝土內(nèi)外溫差

混凝土的內(nèi)外溫差主要產(chǎn)生的原因是由于混凝土內(nèi)部水泥水化熱的釋放熱量不同引起的，因此要對(duì)于水泥進(jìn)行合理的配比，在施工過(guò)程中優(yōu)先使用水發(fā)熱比較低，安全性能比較好的水泥。同時(shí)應(yīng)該在滿足結(jié)構(gòu)功能強(qiáng)度的條件下，盡量減少水泥的使用量，這樣能夠盡可能的降低水泥在水化反應(yīng)中釋放出的熱量。根據(jù)研究表明在同樣的等級(jí)之下，礦渣水泥的水化熱反應(yīng)中所釋放的熱量比硅酸鹽水泥要低很多，而且礦渣水泥凝結(jié)硬化比較慢，水化熱釋放出熱量的速度也比較慢，并且熱量釋放比較均勻，因而可以有效延遲釋放熱量的高峰。在進(jìn)行大批混凝土澆筑時(shí)，我們優(yōu)先推薦使用礦渣水泥。但是由于早強(qiáng)水泥釋放熱量比較快，因此盡可能不要在大體積混凝土基礎(chǔ)工程中使用，而且一般水泥的用量不要超過(guò)四百五十千克每立方。

其次，我們可以在混凝土的碎石和沙子上噴水，進(jìn)行冷卻攪拌，或者是直接用冰水進(jìn)行攪拌混凝土，那就能夠有效減少混凝土初凝的溫度，達(dá)到對(duì)于混凝土的降溫效果，從而縮小混凝土內(nèi)外的溫差。

最后，在施工過(guò)程中盡量把大體積混凝土的澆筑作業(yè)在較低的溫度下進(jìn)行，在夏季作業(yè)時(shí)，我們盡量在夜間進(jìn)行大體積混凝土澆筑，這樣就能夠有效降低澆筑的溫度，同時(shí)，我們要按照現(xiàn)場(chǎng)施工條件的不同合理的選擇一次澆筑混凝土法、分段澆筑混凝法、分層澆筑混凝法。在施工現(xiàn)場(chǎng)以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)許可的情況下，我們可以將混凝土中參入大概相當(dāng)于自身體積25%的毛石，這樣就可以減少混凝土中水泥的用量，同時(shí)它還可以吸收混凝土釋放的一部分水發(fā)熱量，達(dá)到節(jié)約混凝土以及減少溫度應(yīng)力的作用，有利于縮小混凝土內(nèi)部和外部的溫差。

（二）降低混凝土的干燥收縮應(yīng)力

降低混凝土的干燥收縮應(yīng)力，首先我們可以選用級(jí)配比較好的混凝土，這樣能夠使得混凝土達(dá)到很好的和易性，這種混凝土能夠有效減少施工過(guò)程中水泥的用量，就可以減少水分的泌水以及收縮作用。

同時(shí)我們可以在后期采用合理的養(yǎng)護(hù)方法，防止混凝土的失水，還可以起到控制混凝土內(nèi)部外部溫差的作用。對(duì)于大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，我們可以采用降溫養(yǎng)護(hù)法或者是保溫養(yǎng)護(hù)法。降溫降法主要是在混凝土進(jìn)行澆筑成型以后，利用灑水或者是噴水的方法使得混凝土的表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍兀兄跍p少混凝土中水分的散失，從而縮小內(nèi)部和外部溫差。

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