导读：针对该工程的特点：混凝土强度设计标号高、混凝土体积大、工期短，且属冬季施工，为达到温度控制目标，分别从原材料、混凝土配合比、混凝土浇筑和养护等环节进行控制。通过本工程的实践，对该加载地沟和反力墙的超声波探测，并未发现裂缝和质量缺陷。
关键词：大体积混凝土工程，裂缝，施工温度控制，配合比
根据日本建筑学会标准(JASS5)规定:“结构断面最小厚度在80cm以上，水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土"[1]。大体积混凝土多用于水工结构，强度等级低，且采用水化热较低的专用水泥[2.3]。近年来，大体积混凝土在建筑结构中的应用也十分广泛。如何控制混凝土的内外温差，防止温度变形引起的裂缝，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键技术问题。本文拟就某高校结构试验室加载地沟及反力墙混凝土工程施工中，采取一系列温度控制措施，较好地解决了高标号大体积混凝土工程施工中内外温差问题，防止了温度变形引起的裂缝，探讨高强度大体积混凝土现场施工中的温度控制方法。
1.混凝土开裂机理[4]
在中、高等强度的大体积混凝土中，混凝土的刚度发展快，而抗拉强度并不随强度等级的提高而相应提高太多。所以，中、高等强度等级混凝土的容许变形能力低，形变受限时所产生的拉应力较低强度等级的混凝土大，即：中、高等强度等级的混凝土更容易发生开裂。
图1 加载地沟及反力墙示意图 表1 各区混凝土不同情况下的理论温度0C
2.工程概况
某高校结构试验室加载地沟及反力墙工程根据混凝土工程的厚度和施工作业顺序，分为如下四分区。其中A区:加载地沟，厚度143mm。B区:加载地沟，厚度163mm。C区：反力墙基础，厚度263mm。D区:反力墙，厚度150mm，高850mm，见图1。A区与B区设一条施工缝，B，C，D三个区为一整体，要求连续施工。工程混凝土总量为630m3，其中反力墙混凝土量为90m3，设计的混凝土强度等级为C40，属高标号大体积混凝土工程。工程工期紧，要求在45d内完成，冬季低温环境中施工。控制混凝土的内外温差，是保证该工程施工质量的关键。
3.温度控制措施
针对该工程的特点：混凝土强度设计标号高、混凝土体积大、工期短，且属冬季施工，为达到温度控制目标，分别从原材料、混凝土配合比、混凝土浇筑和养护等环节进行控制。
⑴合理选择原材料及优化混凝土配合比。本工程在混凝土配合比设计中，选用水化热低和安定性好的湘乡525矿渣硅酸盐水泥；掺人优质粉煤灰，用粉煤灰取代部分水泥，减少单位体积混凝土的水泥用量，降低水化热，增加混凝土和易性；掺入潭建Ⅱ型缓凝型高效减水剂，延迟水化热释放速度，降低水化热的峰值，使混凝土缓凝，避免施工冷缝。同时，在用水量不变的情况下，提高混凝土的强度及强度明显降低的情况下，大幅度增加混凝土的工作性能，方便浇筑和密实。经过反复试配，确定混凝土配合比为：525号矿渣硅酸盐水泥360kg/m3；中砂600kg/m3；碎石1240kg/m3；水160kg/m3；电厂Ⅱ级粉煤灰40kg/m3；潭建牌Ⅱ型高效复合减水剂2m3。
⑵严格控制砂石材料的含泥量并在施工前进行降温处理。砂、石材料的含泥量分别不超过3％，1％。施工前用冷水对碎石或卵石进行冲洗，降低混凝土人模温度。
⑶严格进行浇筑施工。按照事先确定的“分段、分层”方案进行浇筑施工，分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。
⑷内导外保养护，严格控制混凝土内部的温度限值。控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差均不超过25℃ 。针对本工程的特点，在A区，B区，C区和D区分别布置了3个～5个温度传感器，测温点设于混凝土底部、中部；混凝土表面温度及室温和冷却管内部的温度则用温度计测量。在各区距混凝土底部500mm处，设一水平“s”形循环冷却管，间距1000mm；当发现温差超过规定范围时，冷却管立即通水循环，对混凝土进行降温。另外，针对该工程在冬季施工，大气温度较低，平均大气温度为15℃ ，采用覆盖塑料薄膜加双层草袋保温养护。降低内外温差，提高表面混凝土的温度，改善水泥的水化环境，促进强度的增长。
⑸根据单位体积混凝土材料用量、温度、比热和热量，采用文献[1]推荐的计算公式进行了理论计算。得出在室内平均温度Tq=15℃情况下，混凝土内部最高温度Tmax(按3d水化热温度最大)、混凝土表面温度Tb，见表1。
4.温度控制结果
混凝土内部最高温度一般出现在第1天～第3天，且随厚度的增加，最高温度持续的时间相对越长；7d左右混凝土内部最高温度与表面温度基本接近，14d前后混凝土内部和表面温度与室温基本接近。对比混凝土施工中内部最高温度、表面温度的理论计算值与实测值，十分接近，满足混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差均不超过25℃的要求。
5.结论及建议
通过本工程的实践，对该加载地沟和反力墙的超声波探测，并未发现裂缝和质量缺陷。证明高标号大体积混凝土施工过程的温度控制措施切实可行，可供相类似大体积高标号混凝土工程施工参考。本工程施工中，由于限温没有超出规定的限值，所以没有启用冷却管进行降温处理，且冷却管给混凝土的振捣密实带来很大的不便。在以后的类似工程中，如果温度测算准确并采取了多种降温处理措施的前提下，可以取消此项措施。
参考文献：
[1] 杨嗣信.高层建筑施工手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1992．
[2] 沈 义，叶琳昌.大体积混凝土施工技术[J]．建筑技术，1980.
[3] 梅泰.混凝土的结构、性能与材料[M]．祝永年，上海：同济大学出版社，1991.
[4] 管晓军．某特大桥大体积混凝土温度控制及防裂措施[J]．山西建筑，2007.