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一、概述
美國混凝土學會的定義：任何現澆混凝土，其尺寸達到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，即最大限度減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。
日本建築學會的標準的定義是：結構斷面最小尺寸在80cm以上；水化熱引起混凝土內的最高溫度和外界氣溫之差，預計超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土。
我國《混凝土結構工程施工及驗收規範》認為，建築物的基礎最小邊尺寸在1～3m範圍內就屬大體積混凝土。
大體積混凝土結構的截面尺寸較大，裂縫一般在混凝土澆注短期內形成，此時設計荷載尚未作用於結構上，因此由外荷載引起裂縫的可能性很小。但由於水泥的水化作用是放熱反應，大體積混凝土自身又具有一定的保溫效能，因此其內部溫公升幅度較其表層的溫公升幅度要大得多，而在混凝土公升溫峰值過後的降溫過程中，內部降溫速度又比其表層慢得多，在些過程中，混凝土各部分的溫度變形及由於其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內產生的溫度應力，是相當複雜的。一旦溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，混凝土就會出現裂縫。
大體積混凝土結構的施工技術和施工組織都較複雜，施工時應十分慎重，否則易出現質量事故，造成不必要的損失。組織大體積混凝土結構施工，在模板、鋼筋和混凝土工程方面有許多技術問題要逐個解決。本文著重介紹大體積混凝土的裂縫控制。
二、裂縫產生的原因
大體積混凝土結構裂縫的發生是由多種因素引起的。各類裂縫產生的主要影響因素如下：
1、水泥水化熱的影響
水泥水化過程中放出大量的熱量，且主要集中在澆築後的7d左右，一般每克水泥可以放出500j左右的熱量，如果以水泥用量350kg/m3～550 kg/m3來計算，每m3混凝土將放出17500kj～27500kj的熱量，從而使混凝土內部公升高。（可達70℃左右，甚至更高）。尤其對於大體積混凝土來講，這種現象更加嚴重。
因為混凝土內部和表面的散熱條件不同，因此混凝土中心溫度很高，這樣就會形成溫度梯度，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產生裂縫。
2、混凝土收縮的影響
混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形，受到外部約束時（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產生拉應力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、乾燥收縮和溫度收縮等三種。
在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化，後期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的乾縮變形。
3、外界氣溫濕度變化的影響
大體積混凝土結構在施工期間，外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產生起著很大的影響。混凝土內部的溫度是由澆築溫度、水泥水化熱的絕熱溫公升和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆築溫度與外界氣溫有著直接關係，外界氣溫愈高，混凝土的澆築溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。
如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應力，極其容易引發混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的乾縮，也會導致混凝土裂縫的產生。
4、其他因素的影響
建築物基礎的不均勻沉降也會產生裂縫，這種裂縫會隨著基礎沉降而不斷的增大，待地基下沉穩定後，將不會變化。
混凝土配合比不良會造成混凝土塑性沉降裂縫，一般是混凝土配合比中，粗骨料級配不連續、數量不夠，砂率及水灰比不當所造成的裂縫。
水泥中的鹼與活性骨料中的活性氧化矽起化學反應也會產生裂縫。
三、防止產生裂縫的措施
大體積混凝土的裂縫破壞了結構的整體性、耐久性、防水性、危害嚴重，必須加以控制，大體積開裂主要是水化熱使混凝土溫度公升高引起的，所以採用適當措施控制混凝土溫度公升高和溫度變化速度，在一定範圍內，就可避免出現裂縫。這些措施包含了混凝土施工的全過程，包括選擇混凝土組成材料、施工安排、澆築前後降低混凝土的措施和養護保溫等。
1、優選混凝土各種原材料
1.1、水泥的選擇
理論研究表明大體積混凝土產生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應盡量使用低熱或者中熱的礦渣矽酸鹽水泥、火山灰水泥，並盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫公升，提高混凝土硬化後的體積穩定性。為保證減少水泥用量後混凝土的強度和坍落度不受損失，可適度增加活性細摻料替代水泥。
1.2、骨料的選擇
在選擇粗骨料時，可根據施工條件，盡量選用粒徑較大、質量優良、級配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現象。
在選擇細骨料時，採用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的乾縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。
1.3、摻加外加料和外加劑
摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達到降低水化熱的目的。但摻量不能大於30%。
摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動性，且能提高水泥水化率，增強混凝土的強度，從而可降低水化熱，同時可明顯延緩水化熱釋放速度。
2、設計優化措施
2.1、精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，採用「三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高效能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）」的設計準則，生產出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。
2.2、增配構造筋提高抗裂效能。配筋應採用小直徑、小間距。
2.3、避免結構突變產生應力集中，在易產生應力集中的薄弱環節採取加強措施。
3、施工控制措施
3.1、控制混凝土入模溫度
入模溫度的高低，與出機溫度密切相關，另外還與運輸工具、運距、轉運次數、施工氣候等有關。
在溫度較高的情況下進行施工，可以在施工現場對堆在露天的砂石用布覆蓋，以減少陽光對其的輻射，同時對澆築前的砂石用冷水降溫。在攪拌過程中向混凝土中新增冰水。
如果是在冬季進行施工，因為要防止早期混凝土被凍問題，所以要求混凝土澆築時應該具有較高的澆築溫度。在澆築混凝土以前還應該對基礎及新混凝土接觸的冷壁用蒸汽預熱，對原材料應視氣溫高低進行加熱。
3.2、嚴格控制混凝土的澆築速度，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上公升。保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振。
3.3、砼溫度控制、監測與養生
1)、溫度控制、監測
為降低大體積混凝土的水化熱，在混凝土的內部通入冷卻迴圈水，採用迴圈法保溫養護，以便加快混凝土內部的熱量散發。
為能夠較準確地測量出砼內部溫度，在砼中預埋測溫管，用水銀溫度計測溫。上下層溫差控制在15~20℃之內。根據各測點的溫度，可及時繪製出混凝土內部溫度變化曲線，對照混凝土理論計算值，分析存在的問題，有的放矢地採取相應的技術措施。
3)、砼養護
砼養護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土的內外溫差，促進砼強度的正常發展及防止裂縫的產生和發展。
從砼澆築完成到終凝這段時間的養護對砼而言十分重要。混凝土澆築完畢後，在其頂面及時加以覆蓋，要求覆蓋嚴密，並經常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用有二：
一是蓄水保溫，防止表面水分蒸發和抵抗受太陽輻射與颳風時溫度驟變，二是保持內外溫差的穩定。
3.4、健全施工組織管理：
在制訂技術措施和質量控制措施的同時，還需落實組織指揮系統，逐級進行技術交底，做到層層落實，確保順利實施。
四、結束語
對於混凝土裂縫，應以預防為主，為此需要精心設計、施工，掌握住它的基本知識，並根據實際採取有較措施，會使施工質量得到很好的保證。以上各項技術措施並不是孤立的，而是相互聯絡、相互制約的，設計和施工中必須結合實際、全面考慮、合理採用，才能起到良好的效果。
實踐證明，在優化配合比設計，改善施工工藝，提高施工質量，做好溫度監測工作及加強養護等方面採取有效技術措施，堅持嚴謹的施工組織管理，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發生。
底板大體積混凝土溫度監測分析與結論
浙海大廈續建工程底板大體積混凝土溫度監測分析與結論
浙海大廈續建工程主樓52層，基礎底板設計為整板基礎，澆築面積為2350㎡，一般厚度3.2m，總體積為7500m3，屬於大體積混凝土工程。在混凝土澆築前，對混凝土配合比進行了優化設計，選擇低熱水泥，摻入高效減水劑，減少水泥用量，提高混凝土的早期抗拉強度。
整個底板分兩次澆築，第一次澆築電梯井底板，澆築時間從2023年12月2日晚上18：30分開始，到12月3日早晨4：00結束；第二次澆築大樓基礎底板，澆築時間從2023年12月18日晚上19：
00開始，到12月22日下午14：00全部澆築完畢。在兩次澆築過程中，對混凝土進行了及時的養護。
並對混凝土全場溫度進行了認真的測量，第一次檢測時間從12月2日到12月18日，歷時16天；第二次檢測從12月18日到1月9日，歷時21天。
一、測溫裝置及測溫點布置
本次測溫採用熱敏電阻作為測溫感測器，感測器裝入導熱良好的金屬套管內，並用環氧樹脂密封，可保證感測器對混凝土溫度變化作出迅速的反應。測溫裝置採用ld-c20-64智慧型巡測溫度儀，儀器以整合模擬開關代替常規的繼電器觸點開關，大大地提高了儀表的可靠性，1點/秒的巡測速度可確保即時檢測到各時刻的溫度值，並可隨時列印即時的溫度值。
測溫點根據底板的澆築方向、結構特點及預計溫度場布置，在電梯井底板選擇2個有代表性的測溫點，基礎底板選擇10個有代表性的測溫點。對每乙個測點，沿深度方向布置上、中、下三個感測器，上感測器距離表面10cm，中感測器居中，距離底板面160cm，下感測器距離基底10-15cm。除埋在混凝土裡面的感測器外，第一次溫度檢測過程中，另外使用了2個感測器分別檢測養護層下混凝土的表面溫度及大氣溫度；第二次檢測時，另外使用了2個感測器檢測混凝土的表面溫度。
二、測溫實施與結果
溫度檢測從2023年12月2日到2023年1月9日結束，期間每天有專人值班觀察，如果上、中、下測點溫度差超過了25℃，會立即告知有關人員。在澆築初期，每間隔2小時依次列印測溫資料，按照原始列印資料，將每一點的上、中、下三點的溫度繪於一張圖上。極少數時間段，由於儀器受到干擾，沒有溫度記錄，整理資料時，已根據相鄰時間測得的值進行了補充。
這次澆築從12月18日晚上20點開始，到12月22日下午結束，澆築時採取了養護措施，檢測的溫度資料沒有多大異常。混凝土從一澆築就開始水化發熱，溫度上公升比較明顯，中間感測器的溫度基本上都在72小時達到峰值，維持峰值的時間約60-72小時，之後開始緩慢的下降。混凝土養護過程中，因為沒有降雨等異常的天氣情況出現，養護期間，各點的上中部位溫度差沒有超過20℃。
12月29日，因施工需要，減少了表面覆蓋層，表層溫度開始下降，從原來的45℃左右降到35℃以下，此後，同一點中、上2個感測器的溫渡差一直在30℃以上。由於此時各部分混凝土的強度已達到設計值的100%，基礎底板未出現貫穿裂縫。
總結兩次測溫的過程，我們可以得出以下結論：1.混凝土在澆築開始及其後8小時內就開始產生水化熱，溫度迅速上公升，在72小時內可以達到各自的峰值，峰值維持期為60-72小時，此後溫度開始緩慢下降。
2.混凝土表面層的溫度受氣溫影響比較大，隨著氣溫的波動，混凝土的表層溫度也有所波動，但波動幅度稍緩，從檢測結果可以看出，混凝土的表層溫度一般比氣溫高20-25℃。3.
在地坑部位混凝土厚度達3.2m，其中心部位熱量散發慢，溫度較高，最高時溫度超過了70℃，這時覆蓋後的表層溫度可達50℃左右，其內表溫差仍保持在規定範圍內。4.
對於底板，由於混凝土澆築時間和區域不同，公升溫情況各有差別，但其內表溫差基本上保持在25℃以內。5.當氣候降雨，混凝土表層積水，或混凝土養護層減薄以至取消時，基礎底板的表層溫度會大幅下降，造成混凝土內錶溫差超過25℃。
三、對高層建築基礎底板大體積混凝土施工的幾點建議
1.優化混凝土配合比的設計。盡量選用水化熱低和安定性好的水泥，並在滿足設計強度要求的前提下，盡可能減少水泥用量，以減少水泥的水化熱。
控制石子、砂子的含泥量不超過1%和3%，提高混凝土的極限抗拉強度。
2.根據施工季節的不同，可分別採用降溫法和保溫法施工。夏季採用降溫法施工，即在攪拌混凝土時摻入冰水，溫度控制在5~10℃。
混凝土澆築後用冷水養護，注意水溫和混凝土溫度之差不超過20℃。或採用覆蓋材料養護。冬季採用保溫法施工，利用保溫模板和保溫材料防止冷空氣侵襲，以達到減小混凝土內錶溫差的目的。
3.大體積混凝土施工時，如遇降雨、降雪，氣溫驟降，造成混凝土內錶溫差超限，當混泥土強度遠低於設計強度時，過大的溫度應力可使混凝土出現裂縫。因此，及時調整混凝土保溫層厚度，及時養護混凝土，控制混凝土的內錶溫差，是防止裂縫的重要一環。
4.加強溫度監測。制定詳細的溫度測試方案，特別是混凝土澆築一周內的溫度檢測，通過資訊化施工及必要的養護、防護措施，控制混凝土的內部溫度與表面溫度，以及表面溫度與環境溫度之差均不超過25℃。
大體積混凝土結構裂縫控制措施
作者 李公平何志強任志強 簡介 在現代橋梁建築中，大體積混凝土的工程規模日趨擴大，為確保大體積砼施工質量，除滿足強度等級 抗滲要求外，關鍵要嚴格控制混凝土在硬化過程中引起的內外溫差，防止因溫度應力而造成混凝土產生裂縫。本文結合工程實踐和科研成果，分析了溫度裂縫產生的原因，提出了大體積混凝土結構防止產...
大體積混凝土裂縫控制措施
雙擊自動滾屏 1前言發布者 admin發布時間 2011 1 913 28 36閱讀 102次 字型 大中小 混凝土澆築中的裂縫控制是長期困擾人們的乙個難題。尤其對水閘閘底板和閘墩而言，一方面它們混凝土體積大，另一方面這些部位混凝土標號相對較高，因此更易開裂。裂縫會加速混凝土碳化和鋼筋鏽蝕，並產生惡...
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