维普资讯 http://www.cqvip.com 专栏ｌ施工技术 浅析大体积混凝土的 渲 ｌⅡ ｌ雯 控制 口陈润坚 摘要：建筑工程中，大体积混凝土裂缝现象极为普遍，裂缝的存在，有些会影ｏｒａ ｎｇ凝土的强度和耐久性，对结 构产生不良影响，缩短使用寿命：有些会引起严重的渗漏，影响建筑物的正常使用和安全。致使裂缝产生的众 多原因中，作者结合多年的实践经验，重点就温度这一因素进行分析，从混凝土浇筑时温度的控制、混凝土ｒ８ 部温差、内外温差、外界因素影ｕｒ￣７４施工技术措施等方面来阐述温度与混凝土裂缝：，２＿ｒａｑ的相互关系，为工程施 工中合理解决温度控制问题有一定指导意义。 关键词：大体积混凝土：裂缝：温差；控制措施 １概述 在大体积混凝土工程中，为了防止温度裂缝的产生或把裂 缝控制在某个界限内，必须进行温度控制，其内容一般有２类： ①为了防止表面裂缝而控制内外温差和表面温度陡降：②为防 止结构内部出现裂缝或贯穿裂缝而控制内部温差。这些温差的 控制涉及到混凝土的浇筑温度、水泥水化热温升、混凝土表面 温度和内部最低温度等的控制。建筑部门在此领域内的研究还 不多，反映在规范条文中，其覆盖面还不够，有的规定也不尽合 理，而反映在工程实践上的问题更多，诸如．概念含混造成误导 者有之；顾此失彼者也有之 至于人力、物力、财力的浪费更是 屡见不鲜。限于这方面的试验研究工作的深广度，本文仅就工 程实践中的一些问题作粗浅的分析探讨，希望能对合理解决温 度控制问题起推动作用。 ２混凝土浇筑温度（Ｔ１） ２、１规范规定 《混凝土结构工程施工及验收规范》（ＧＢ５０２０４—９２）规定： 大体积混凝土浇筑温度（Ｔ ）不宜超过２８℃。我国电力建设施工 及验收规范规定不超过３０℃。 在国外，美国规定不超过３２℃；日本土木工程学会施工规 范规定不超过３０℃，日本建筑学会规范规定不超过３５℃。原苏 联规范规定：混凝土从搅拌站运出时的温度不应超过 ３０～３５℃。由此可见，我国（ＧＢ５０２０４—９２）的规定要严些。 ２、２浇筑温度过高的后果及其分析 （１）对内外温差的影响。环境温度（气温）高造成Ｔ．高，在天 气无突变的情况下，混凝土表面温度也高，因此Ｔ．对内外温差 的影响不大。 （２）对温度陡降的影响。冷空气或暴雨袭击可导致表面温度陡 降而产生裂缝，Ｔ 高可造成混凝土温度升高，温度陡降值加大。 （３）对内部温差的影响。Ｔ 高后导致内部最高温度升高，因 而内部温差加大，出现内部裂缝或贯穿性裂缝的危险性增加。 ２．３关于Ｔ１限值的建议 （１）当大体积混凝土的基础约束大、结构平面尺寸也大时， Ｔ．过高可能造成混凝土内最高温度升高而导致内部裂缝。而且 在一般情况下，混凝土浇筑后降温比降低Ｔ１的措施要复杂，费 用也高，因此应严格限制Ｔ ，规定不超过２８℃的要求太低。 （２）温度陡降造成的裂缝，可采用掌握天气预报和加强表 面保温来预防，这比降低Ｔ 更方便、经济。 （３）无内部裂缝危险时，根据国内外经验Ｔ 限值可放宽为 ３２～３５℃ ３内外温差问题 ３．１现状 ８６ 厂东科技２００８ ０５总第１８７期 （ＧＢ５０２０４—９２）规定：“混凝土表面和内部温差应控制在设 计要求的范围内：当设计无具体要求时，温差不宜超过２５℃”目 前的设计均无温差规定，因此施工普遍按不超过２５℃控制，个 别工程放宽至３０℃。 目前工程中存在的突出问题是混凝土表面温度的概念比 较混乱，大多数工地都以混凝土表面下５０～１００ｍｍ处的温度 作为表面温度，仅有少数工程取保温层下混凝土面上的温度作 表面温度。显然这些不同的取法，表面温度值是有差别的。例 如：某高层建筑的地下室底板厚２ｍ，采用２层草袋、２层塑料 薄膜养护，１月１０日８时和１０时的两组测温记录见表，并将８ 时的测温结果画成温度曲线，见下表。 混凝土内部温度、表面温度与气温的关系表 测温时间 ８．００ １０：００ 气温（℃） ６ ５ ８ ５ ２层草袋及薄膜下（℃） ３０ ３ ３２ ３ 测点 表面下１００ｍｍ（℃） ３５ ５ ３５ ４ 板中心（℃） ４７ ６ ４７ ３ 从上表中不难看到下述两种情况： （１）混凝土表面附近的温度变化剧烈。保温层下混凝土表 面处为３０、３ｃＣ，混凝土表面下１００ｍｍ处为３５ ５℃，两者相差 ５、２℃。 （２）气温变化只影响混凝土表面温度。而表面下１ ００ｍｍ处 的温度基本无变化。 ３．２内外温差允许值的分析 目前建筑工程中的内外温差允许值的研究成果不多，加之 混凝土表面裂缝的原因也很复杂，因此规范定了一个“允许稍 有选择”的标准，即不宜超过２５℃。 根据工程实践的数据表明，混凝土中心温度与气温差超过 ３０℃时，表面普遍出现裂缝，该工程的混凝土表面温度比气温 高５℃左右，其结果与规范规定的２５℃基本一致。但是目前有 些工程把表面定在混凝土表面下１ ００ｍｍ处，这等于把规范的 ２５℃放宽到３０℃左右，这是偏于不安全的。 ３．３内外温差控制和裂缝情况 近期国内高层建筑的大体积基础板的内外温差大多控制 在２５℃以内，因此表面裂缝问题不突出。有的工程为了防止表 面裂缝还采取了表面加钢筋网的措施。工程检查中发现局部少 量的表面裂缝，其原因：①草袋铺放有空缺，形成“冷桥”，揭开 塑料薄膜可见明显裂缝 ②混凝土拆模后不久出现的裂缝，原 因多为拆模时间过早或拆模后的温度控制不当。 ３．４关于内外温差控制的建议 （１）为了防止表面裂缝，将内外温差控制在规范规定的 ２５℃以内是适宜的。 （２）表面温度（简称 ）取值。根据工程对裂缝限制的要求， 值可有所不同。当设计不允许有表面裂缝时， 应取混凝土 维普资讯 http://www.cqvip.com 施工技术Ｉ专栏 表面处的温度；当设计允许表面有裂缝，但限制裂缝深度不超 过某个数值时，Ｔ３值可取相应深度处的温度。 ４内部温差问题 ４．１内部温差涵义及其重要性 大体积混凝土内部某点（如中心点）的温度随时问变化而 发生变化。混凝土内部同一点在不同时间的温度差值称为内部 温差，如混凝土内部某点的温度在浇筑后５ｄ为４２。Ｃ，浇筑后 ２０ｄ为２４。Ｃ，该点从５ｄ至２０ｄ的内部温差为４２—２４＝１８。Ｃ。由 此可见内外温差和内部温差是两个不同的概念，前者是同一时 间，不同点的温差，后者是不同时间，同一点的温差。 当大体积混凝土浇筑在基岩或老混凝土上时，由于基岩 （或老混凝土）的压缩模量（或弹性模量）较高，混凝土温度变化 所产生的变形受到基岩（或老混凝土）的约束，而在新浇混凝土 内部形成温度应力。在升温阶段，约束阻止新浇混凝土的温度 膨胀变形，在混凝土内形成压应力，而在降温阶段，新浇混凝土 收缩（降温收缩与干缩）因存在较强大的地基或基础的约束而 不能自由收缩，在新浇混凝土内形成拉应力，由于升温较快，此 时新浇混凝土的弹性模量较低，且徐变影响又较大，因此压应 力较小；但是经过恒温阶段的降温时，新浇混凝土的弹性模量 已较高，形成的拉应力也较大，除了抵消升温产生的压应力外， 还存在较高的拉应力，导致产生内部裂缝。当结构厚度较小且 约束较大时，拉应力分布较均匀，而产生贯穿全断面的裂缝，影 响结构安全和造成渗漏。 ４．２现状与问题 在建筑工程中，大体积混凝土最多的是基础板，而且大多 数建造在软弱地基和桩基上，由于约束不大，内部温差引起的 内部裂缝问题不严重。虽然已有引起裂缝的报导，但在建筑界 还没有引起足够的重视，这个领域的研究也较少，国内外均少 见为此而做的规定，最新的混凝土结构工程设计、施工规范等 均未提及此问题，仅在《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工 规范规程》（ＪＧＪ３—９１）中规定：“基础大体积混凝土连续施工 时，应实测内部温差”，但无具体的控制值。 当大体积混凝土板建造在岩基或老混凝土上，板的平面尺 寸较大时，就很可能产生内部或贯穿裂缝，水电系统曾经作过 大量的研究，也报导过较薄底板浇筑在岩基上，内部温差仅１ ０ 度就开裂为４块。某工程曾浇筑２～２．５ｍ厚板在岩基上，为了 防止内部或贯穿裂缝，设计分成１７块，间歇浇筑，小块的尺寸 在１０～１６ｍ之间。结果是内部温差为１２～１９。Ｃ时，分块缝全部 裂开。在分块缝处虽然采用了表面凿毛、设键槽、加连接钢筋等 许多措施，仍未阻止其开裂。 ４．３关于控制内部温差的几点建议 （１）对于浇筑在土或桩上的大体积混凝土板，可采用目前 常用的整浇长度验算方法控制。 （２）浇筑在岩基或老混凝土上约束较大的大体积混凝土 板，应作内部温差控制设计。内部温度的允许值应在加强这方 面的研究后，尽早作出明确规定。 （３）当存在内部温差控制要求时，除了采用切实措施降低 浇筑温度外，主要应设法降低水泥水化热温升。目前普遍使用 的保温养护法虽然防止了表面裂缝产生，但是因为混凝土热量 散失少，造成混凝土内最高温度升高，内部温差因此加大，内部 或贯穿裂缝的危险性增加，这方面的问题希望引起重视。必要 时可在混凝土内埋设蛇形冷却水管，进行通水冷却，可降低内 部温度６～１０。Ｃ。 ５温度陡降 寒潮来临、冷空气影响、暴雨袭击、保温层失效、撤除保温 层时间不当等均可导致混凝土表面温度突然下降，引起表面裂 缝。由于这种温差形成的温度应力时间短，应力松弛影响小，更 容易造成裂缝。因此建议如下： （１）应对温度陡降作出正确的定义。 （２）加强温度陡降控制值的研究，并在国家标；隹中作出明 确规定。目前建议先执行不超过１ ０。Ｃ的规定。 （３）拆模条件不仅应考虑内外温差，还要重视温度陡降的 可能与影响。拆膜后应根据气温变化，及时采取保护措施。 ６采取的技术措施 （１）施工前进行详细的技术交底，认真检查现场的施工准 备工作，明确各有关人员的岗位和责任。施工中严格按技术交 底办事，落实岗位责任制。加强计量工作，定期定时检查混凝土 的坍落度，入模温度和浇筑后的内部温度，及时处理施工中发 现的问题，特别要加强混凝土的覆盖和浇水养护工作。 （２）精心设计配合比 配合比设计，既要保证混凝土的温度满足设计要求，又要 尽量减少水泥用量，降低水化热，以防混凝土产生裂缝。 （３）原材料的质量控制 ①选用水化热较低矿渣硅酸盐水泥，出厂后贮存７ｄ以上。 ②采用５～３０ｍｍ的碎石，级配良好，细度模数大于２．５的 中砂，砂石含泥量要少于１％。利用碎石自动筛选设备，对粗骨 料进行过筛冲洗，除去粉灰和泥砂。 （４）添加剂的选用 ①掺加磨细的ＩＩ级粉煤灰。 ②掺加高效缓凝减水剂。 ③掺加膨胀剂，利用其补偿收缩作用提高混凝土抗裂能 力。 （５）控制混凝土出机和入模温度 混凝土拌和料中，影响混凝土出机温度的主要因素是砂、 石子和水的温度。在施工中，主要采取在水中加入冰块降低水 温，在砂石料场搭设凉棚，并向石子喷冷水降温，现场混凝土泵 管的表面用双层草袋包裹，并浇水保持湿润。 在混凝土浇筑过程中，前后应加强联系，统一指挥调度，尽 量减少混凝土转运中的停滞时间，有效降低混凝土的入模温度 不大于２７。Ｃ。 （６）随浇筑顺序在每一段混凝土表面经过处理后，及时用 塑料薄膜和草袋覆盖养护。根据混凝土的配合比和施工条件， 预算出混凝土的中心最高温度和大气温度差值，以此作为确定 覆盖层厚度的依据。在水化热高峰过去以后，方可去除覆盖层， 并派专人定时浇水养护。 ７混凝土的测温 为及时掌握混凝土内部温度变化，便于调整养护措施和加 强施工管理，必须对大体积混凝土基础进行测温控制。分别在 基础浇筑层的上中下部位分别设置测温点，及时掌握混凝土在 浇筑后的水化热情况，了解内外温差变化。 ７．１测温方法 采用简易测温法，即在混凝土中预埋钢管，用酒精温度计 测温，钢管用￣４８脚手架管，底口焊铁板封死。上口高出混凝土 面１００ｍｍ，内放３０～５０ｍｍ高水，用木塞封口。 ７＿２测温点布置 ８７ 广东科技２００８０５总第１８７期 维普资讯 http://www.cqvip.com 专栏Ｉ施工技术 浅谈钢筋混凝土结构裂纹原因及控制措施 口陈碧珊 摘要：自从混凝土问世以来，混凝土工程的裂纹控制，一直是混凝土结构设计师、现场施工工程师十分关注 并致力进行解决的事情。一般情况下，混凝－１－－Ｌ－程设计师在设计混凝土结构时会十分小心地选择各种设计参 数和各种，例如，对较长的建筑结构在设计时采取分割措施（设置沉降缝、防震缝、伸缩缝等）以技术措施以期控 制裂纹的发生减少混凝土收缩、温度变化或地基不均匀沉降产生的结构构件内部拉应力、对跨度较大的混凝 土受弯构件采用预加应力或其他有效措施，控制正截面、斜截面裂缝的开展并减小其宽度、以及在预计可能产 生裂缝的部位配置足够的构造钢筋或设置诱导缝等等，但是，真正的裂纹是在实际的施工之后发生的，也就是 说，真正的裂纹控制实际上是施工的控制，它除了首先要彻底的、一丝不苟的贯彻设计师的设计意图外，还要 认真考虑当时的环境、材料、机械和人的因，需要根据当时的具体情况进行分析并进素等对混凝土工程产生裂 纹影响。而这些因素在大多数情况下是不一样的行选择。 关键词：混凝土结构：分割措施 １裂纹的种类 裂缝就其开裂深度可分为表面的、贯穿的：就其在结构物 表面形状可分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵裂 缝，按其发展情况可分为稳定向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等的和 不稳定的、能愈合的和不能愈合的：裂缝按其产生的时间可分 为混凝土硬化之前产生的塑性裂缝和硬化之后产生：裂缝按其 产生的原因，可分为荷载裂缝和变形裂缝。荷载裂缝是指因动、 静荷载的直接作用引起的裂缝。变形裂缝是指因不均匀沉降、 温度变化、湿度变异、膨胀、收缩、徐变等变形因素引起的裂缝。 按其对结构性能、使用功能或耐久性影响称为有害裂缝和无害 （１）水泥非正常凝结（例如水泥受潮、水泥温度过高等）。 （２）水泥非正常膨胀（游离ＣａＯ、游离ＭｇＯ、含碱量过高。 （３）水泥的水化热过高。 （４）骨料含混量过大。 （５）骨料级配不良。 （６）使用了碱性骨料或风化岩石。 （７）混凝土配合比不当（水泥用量大、用水量大、水胶比大、 砂率大等）。 （８）选用的水泥、外加剂、掺和料不当或匹配不当，例如外加 剂、硅灰等掺和料掺量过大。 ２＿２施工方面的 （１）拌和不均匀（特别是掺用掺和料的混凝土）、搅拌时间不 足或过长、拌和后到浇筑时间间隔过长。 （２）泵送时增加了用水量、水泥用量。 裂纹。本文所讨论的是无害裂缝。在不少情况下，混凝土出现 的无害裂缝对结构害裂纹性能、使用功能或耐久性等虽然不会 有很大的影响，但也反映了在设计或施工过程中存在某些影响 结构的外观缺陷，这也应属于本文关注和应予以改进的范围。 ２裂缝产生的原因 由于本文所讨论和关注的主要是裂纹的施工控制，因此以 下所列原因基本上与结构设计、受力荷载、使用的条件环境无 关，但是在许多时候，如果在施工中对裂纹产生和控制真正予 以关注和重视的话，则有可能在一定程度上有助于避免混凝土 结构由于在上述领域里存在的某些缺陷和不足而产生有害裂 纹。 （３）连续浇筑间隔时间过长、接茬处理不当、浇筑顺序有误、 浇筑不均匀（振动赶浆、钢筋过密）等。 （４）钢筋搭接锚固不良、钢筋或预埋件被扰动，钢筋或预埋 件位置移动，管线配置不当，保护层厚度不足。 （５）捣实不良，坍落度过大、骨料下沉，泌水，混凝土表面强 度过低就进行下一道工序。 ２．１材料、配合比方面的 （６）养护措施不当或养护不及时，养护初期遭受急剧干燥 （日晒、大风）或冻害，混凝土表面抹压不及时。 （７）结构构件各区域温度、环境温度、湿度的变化差异过大。 （８）硬化前遭受扰动或承受荷载 中击、振动影响。 测温点必须具有代表性，能全面反映大体积混凝土各部位 的温度，从高度断面考虑应包括底面、中心和表面，从平面考虑 应包括中部和边角区。 ７．３温度监控 测温工作从混凝土浇筑后１０ｈ开始，前５ｄ每３ｈ测１次， 每天不少于８次，以后随着温度的下降，逐渐减少测温次数，但 不少于每天３次，测温时间持续１４ｄ。 方面的内容，浇筑温度与这３个温度有关，故也应作适当控制。 （３）大体积混凝土施工，只要施工技术措施得当，施工方法 合理，完全可以控制温度裂缝产生，保证混凝土施工质量。 （４）大体积混凝土夏季施工，在重视混凝土保温的同时，不 容忽视其保湿。 ８体会 （１）温度控制的标准取决于裂缝控制的要求。因此建议开 展大体积混凝土裂缝控制等级的研究工作，在此基础上规定 ２～３个等级的温度控制标；隹，防止不必要的浪费。 （２）温度控制内容包括内外温度、温度陡降与内部温差３ （５）大体积混凝土分段施工，及放慢浇筑速度，能有效降低 混凝土内部温升。 （６）实测混凝土中心温度变化的曲线可以看出，最高温升 出现在混凝土浇筑后３ｄ，温度值会持续一定时间，且降温梯度 减少。■ （作者单位：深圳市宝安区建设局） 广东科技２００８ ０５总第１８７期