【摘要】對(duì)于建筑工程項(xiàng)目來說，混凝土是重要的施工材料，混凝土的質(zhì)量和施工效果對(duì)于建筑工程項(xiàng)目的整體情況具有重要影響。然而混凝土具有易裂的問題，且受外部溫度、濕度等條件的變化影響較大，一旦出現(xiàn)問題，會(huì)對(duì)整個(gè)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐墒┕挝坏慕?jīng)濟(jì)損失。為了避免大體積混凝土出現(xiàn)問題，本文重點(diǎn)討論針對(duì)其溫控的措施優(yōu)化，目的是通過溫控措施優(yōu)化設(shè)計(jì)從而保證混凝土施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】 大體積混凝土；溫控措施；優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言

混凝土是目前我國(guó)建筑主要使用的原材料，因此混凝土的施工質(zhì)量直接影響建筑整體的質(zhì)量。大體積混凝土在施工過程中極易出現(xiàn)溫度變化所造成的開裂等問題，從而直接影響施工質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)拖延施工進(jìn)度、造成施工成本浪費(fèi)等，給施工團(tuán)隊(duì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文重點(diǎn)探討大體積混凝土的溫控措施優(yōu)化設(shè)計(jì)，目的是通過運(yùn)用溫控措施，減少混凝土施工過程中出現(xiàn)的開裂等問題。

1、大體積混凝土存在的主要質(zhì)量問題及原因

開裂是大體積混凝土存在的主要質(zhì)量問題，而開裂的主要形式有兩種，一種是由于混凝土在水泥化的初期階段由于散熱過程的不均勻所造成的內(nèi)部、外部溫度不統(tǒng)一，內(nèi)部、外部的混凝土受力不均，從而在表面和內(nèi)部形成不同的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。當(dāng)內(nèi)、外部的溫差達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)造成大體積混凝土表面的拉應(yīng)力超過了其可以承受的抗拉強(qiáng)度，從而在混凝土表面造成了開裂。第二種開裂主要產(chǎn)生在混凝土水泥化過程的后期，當(dāng)其熱量基本散發(fā)完畢時(shí)，混凝土本身出現(xiàn)劇烈的收縮現(xiàn)象，混凝土受到較大的外力脅迫，從而產(chǎn)生貫穿型的裂縫。貫穿型裂縫所造成的破壞要大于第一種開裂，貫穿型裂縫一般具有較為集中和嚴(yán)重的表面裂痕，其深度和寬度都較大。

由上述分析可知，造成大體積混凝土出現(xiàn)開裂等問題的主要原因是溫度的變化，因此要重視大體積混凝土溫控措施的優(yōu)化和設(shè)計(jì)，通過降低混凝土水化的熱程度，保障混凝土自身質(zhì)量，從而解決混凝土開裂的問題。

2、大體積混凝土溫控措施簡(jiǎn)述

在混凝土中添加冰塊

直接在混凝土中添加冰塊，是目前最簡(jiǎn)單、使用范圍最廣的大體積混凝土溫控措施。由上文分析可知，溫差是目前造成混凝土開裂問題的主要原因，及混凝土內(nèi)部溫度和外部溫度之間存在較大差異。由于熱脹冷縮、壓應(yīng)力和拉應(yīng)力差等因素導(dǎo)致混凝土開裂。

多年工程實(shí)踐說明，我國(guó)的建筑工程項(xiàng)目施工中普遍通過降低混凝土的澆注溫度來減少混凝土的溫差變化，而直接在混凝土中添加冰塊的方式經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)是非常有效的。相關(guān)研究表明，在大體積混凝土施工過程中，直接在混凝土中添加冰塊比率達(dá)到水的總體重量的50%時(shí)，可以降低約5°的澆筑溫度，進(jìn)而可以降低0.3至0.45MPa的溫度應(yīng)力。然而，添加冰塊的溫度控制效果是有限的，加冰量達(dá)到一定程度時(shí)，混凝土的溫度將不會(huì)再降低，這種方法就會(huì)失效。

（2）在大體積混凝土中加入冷水管

在大體積混凝土中加入冷水管也是常用的溫控方法。早期的冷水管一般使用的是外徑為25mm的鋼管，管壁的厚度一般為1.5到1.8mm。近年來，隨著新材料的研制及施工技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步開始應(yīng)用外徑32mm的高強(qiáng)聚乙烯管，管壁的厚度約為2mm。冷水管的排布方式也會(huì)影響其溫控效果。一般冷水管都排布成梅花形，水平方向和垂直方向的間距控制在1.5到3m之間。但是加入冷水管的方式存在費(fèi)用高、造價(jià)高的問題，且在實(shí)際應(yīng)用的過程中由于管道線路長(zhǎng)度太長(zhǎng)，還需額外配備加壓泵等裝置才能保證溫控效果。最后，冷水管加入的方式比較復(fù)雜，施工的人工費(fèi)用較高，會(huì)大大提高整體工程的造價(jià)。

（4）溫控方法的費(fèi)用估算

在工程實(shí)踐中，影響溫控方法選擇不只是溫控效果，還要重視對(duì)費(fèi)用的估算，一般應(yīng)用的是模糊數(shù)學(xué)的基本原理。具體來說，在相同的施工條件下，研究和比對(duì)已經(jīng)建成的項(xiàng)目與待建項(xiàng)目的情況進(jìn)行對(duì)比，從而用已有項(xiàng)目的施工費(fèi)用對(duì)待建項(xiàng)目費(fèi)用進(jìn)行溫控費(fèi)用的估算。具體估算過程中可以重點(diǎn)分析主要的建造要素、建造條件等。可以在眾多的已建成項(xiàng)目中找到與待建項(xiàng)目的主要建造要素最為相似的項(xiàng)目進(jìn)行溫控措施費(fèi)用估算。

當(dāng)待建項(xiàng)目找不到類似的項(xiàng)目可做溫控費(fèi)用估算參考時(shí)，可以直接參照相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行預(yù)測(cè)，例如水利部的《水利建筑工程預(yù)算定額》等。得到溫控措施的估算費(fèi)用后就可以計(jì)算出項(xiàng)目的整體溫控成本。

更復(fù)雜的情況下，可以針對(duì)大體積混凝土的相關(guān)要素直接進(jìn)行建模，建立溫控措施費(fèi)用和溫控質(zhì)量之間的非線性控制模型。前期研究表明，溫控措施成本和質(zhì)量一般呈反比關(guān)系，及溫控的質(zhì)量越高，所需要花費(fèi)的費(fèi)用成本也就越高。常用的反應(yīng)溫控質(zhì)量的指標(biāo)也很多，在工程實(shí)踐中要結(jié)合具體項(xiàng)目的特點(diǎn)選擇適宜的指標(biāo)，從而更好地選擇溫控的措施。常用的指標(biāo)有內(nèi)外溫差、混凝土能夠達(dá)到的最高溫度、基礎(chǔ)溫度等。

總結(jié)

由上文分析可知，大體積混凝土溫控措施對(duì)于提高建筑工程項(xiàng)目施工水平、確保施工進(jìn)度、避免施工資金浪費(fèi)等都具有重要意義。本文探討了直接加入冰塊、接入冷水管以及建模等方式在溫控中的應(yīng)用。其中加入冰塊是最簡(jiǎn)便、最經(jīng)濟(jì)的方式，而冷水管的方式更適用于較大型的建筑，溫控的效果更好。具體應(yīng)用要結(jié)合工程實(shí)踐的條件、經(jīng)費(fèi)情況和施工特點(diǎn)等進(jìn)行選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]伍波. 廈漳跨海大橋大體積混凝土溫控技術(shù)[J]. 施工技術(shù)，2015，44（18）：1-4.

[2]申宇. 大體積混凝土超大規(guī)模無線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].大連理工大學(xué)，2015.

[3]張春霞，王領(lǐng)，劉兆磊. 大體積箱梁混凝土結(jié)構(gòu)施工期溫控防裂仿真分析[J]. 公路工程，2014，39（05）：91-95+113.

[4]許文忠. 大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫控制施工技術(shù)研究[D].同濟(jì)大學(xué)，2007.