高温季节房建工程施工混凝土裂缝控制技术探究

高温天气条件下混凝土温度裂缝的形成对房建工程施工质量影响重大，研究混凝土温度裂缝控制技术成为现场技术环境的重要任务。受环境因素影响，混凝土的内层与外层温差较大，混凝土内外受热膨胀的温度应力也不断增加，容易在混凝土中造成大量的裂缝，这对混凝土在高层建筑施工过程当中自身的变形与收缩性能产生不利影响。随着建设单位建筑面积的不断增大，结构的建设也不断复杂，需要对混凝土施工作业的质量进行严格保障，传统的混凝土建筑在高温施工条件影响下存在一定的局限性，无法满足当今的工程指标的质量需求。因此研究高温施工的混凝土裂缝控制技术、对策，具有显著的理论意义和现实意义。

一、工程概况

某工业厂房项目为华南地区某大型工程，建筑面积 15800m² ，建筑结构采用钢筋混凝土结构框架。厂房长 216m ，宽 73m ，檐口高 18m ，使用年限为50 年。钢筋混凝土构件主要是：基础承台、地下层底板、框架柱、框架梁、板等。设计混凝土强度等级：基础承台C35，框架C30，板C25。该项目是7～9 月高温时段，日最高气温 39^∘C ，平均气温 35^∘C_: ，平均湿度 65% ，属于南方夏季高温、高湿、日照强烈的天气模式，昼夜温差比较大，因此对混凝土施工挑战极大。工程质量和控制要求的混凝土不允许出现有危害裂缝，不允许多余裂缝的出现，单裂缝的宽度要求在 0.2mm 以内。

二、高温环境下混凝土裂缝形成机理分析

高温环境下混凝土开裂是一个很复杂的多因素问题，其中应力（主要是温度应力）起着决定性的作用[1]。混凝土的水化反应会产生大量的水化热，再加上高温的环境作用，导致混凝土内部产生了相当高的温度，当混凝土内部温度达到极值（超过 60^∘C ）后，混凝土内部与表面之间的温差能够达到 30--40^∘C ，出现很大的温度梯度，应力差超过混凝土抗拉强度的瞬间就会出现开裂现象。其次，由于高温环境下蒸发速度快，导致混凝土表面产生较快的脱水量，出现开裂现象，表现为收缩裂缝；由于高温环境下水化反应加速，因此混凝土早期强度较高，而后期的发展受到限制；高温环境下，骨料的膨胀系数大于水泥石的膨胀系数，遇到温差时就会造成二者界面位置出现应力集中，造成混凝土开裂。环境温度的变化会造成混凝土的疲劳胀缩应力开裂。

三、高温季节房建工程施工混凝土裂缝控制技术实践

（一）混凝土配合比优化

混凝土配合比优化是最有效的温度裂缝防治手段，采用优化胶凝材料、优化混凝土性能的方式来防治温度裂缝[2]。水泥类型应尽量选用中低热水泥替代常规硅酸盐水泥，可以降低混凝土水化热。矿物掺合料掺入可明显改善混凝土性能，粉煤灰掺量 20%～30% ，混凝土水化热降低且工作性改善。硅灰掺入可显著提高混凝土密实性及抗裂性，掺量控制为 8%～12% ，主要作用是改善混凝土的施工工作性，保证混凝土强度以及和易性的情况下可以把水胶比减小至 0.42。加入膨胀剂补偿收缩变形，膨胀剂掺入量为水泥质量的 8%～10% 。减水剂选择聚羧酸系高性能减水剂，掺量为胶凝材料质量的 1.2%～1.8% 。保证强度下尽量减小水胶比。骨料选择优化级配可使空隙率减少。粗骨料采用 5～25mm 连续级配的碎石骨料，细骨料细度模数控制在 2.6～2.8 。混凝土配合比优化后可以把混凝土绝热温升控制在45^∘C 左右，混凝土28d收缩降低至 300×10^-6 以下。

（二）施工工艺控制

混凝土施工工艺对裂缝的控制十分重要，要从浇筑工艺、振捣工艺、接缝工艺等方面严格控制[3]。浇筑工艺采用分层分段浇筑的方式施工，每层浇筑的厚度不超过 300...500mm ，大体积混凝土分多层浇筑完成，尽可能多分几层浇筑。尽量安排在气温最低的时间进行施工，一般在夜间施工，最早在2:00 开始进行施工。混凝土运输过程应做好遮挡，运输车辆加装隔热保温设施。振捣混凝土时使用机械振捣和人工辅助振捣，对混凝土进行振捣，每次的振捣时间控制在20---30 秒，防止混凝土出现过振或欠振的情况。混凝土施工缝采用企口缝或者凹凸缝的形式来制作，提高接缝的质量水平。模板尽量采用一些导热系数较低的材料，且对混凝土模板的外表面涂抹反光的涂层。保证钢筋绑扎以后，及时对钢筋覆盖，避免钢筋温度过

高影响混凝土的浇筑质量。

表1 不同施工工艺条件下混凝土温度参数

（三）温度控制技术

大体积混凝土高温施工时的养护控制主要采取降温措施，目的就是调整施工温度场，控制裂缝的产生[4]。循环冷却水管布设于大体积混凝土内，以 ϕ25mm 钢管为例，管之间的距离控制在 1.0～1.5m ，并以冷却水温控制15～20^∘C 为原则，根据混凝土热释放规律来制定循环冷却时间，一般为 7～ 14d。大体积混凝土表面为防止温度升高，采用表面包裹两层保温材料的措施，其中保温毯为内层，反射膜为外层，保温层的厚度不小于 50mm 。混凝土表面进行喷水冷却，喷水间隔时间则是根据外界环境的温度来进行安排，即在高温期间，间隔时间为 30min 。外界环境温度采用遮阳和喷雾措施控制，能够保证高温期间环境温度降低 3～5^∘C. 。采用温度监测设备来检测混凝土内部温度，温度监测点的间距在 3～5m 之间，每h为一个检测点。一旦监测的温度梯度比控制的温度梯度高，就需要及时更改冷却水流量或增加保温层。

（四）养护管理技术

运用合理的混凝土养护管理技术，能够更好地控制混凝土的裂缝，其中控制混凝土的质量关键在于合理的养护管理技术。早期的养护管理技术主要采用保湿养护方式对混凝土保湿养护，混凝土浇筑完成后，对其进行塑料薄膜的覆盖处理，防止混凝土的表面出现失水现象，薄膜覆盖时，一定要保证覆盖不少于 7 天，而且还需要对薄膜保持完整，能够对产生破损等。混凝土养护时要根据外界影响变化适度提升混凝土的养护浇水次数，结合具体浇筑地区的环境、气温适度提高养护次数，高温干燥环境下，每2 小时要对混凝土浇筑位置浇水一次，混凝土养护浇水能够使混凝土表面维持湿润的效果。养护用水温度控制标准在 20～25^∘C 之间，避免过冷的水接触过热的混凝土表面。蒸汽养护可以对预成块混凝土养护，混凝土养护温度控制在 60～80^∘C 之间，升温速率不可以超过 10^∘C/h 。使用化学养护剂喷涂形成保护层，对混凝土起到保护作用，降低表面水分蒸发率，对楼板的混凝土实施大面积养护。延长养护龄期，使得混凝土养护可以发展至完全。混凝土养护过程必须禁止混凝土的过早拆模以及施加荷载的现象，防止混凝土出现附加应力。

结语

夏季高温条件下，建筑工程混凝土裂缝控制技术需要从材料、工艺和环境三个方面进行综合控制，对某大型工业厂房建筑工程项目研究后，提出了完整混凝土裂缝控制的技术体系，得出了优化配合比可以从根本上改善材料抗裂性能、降低材料温度敏感性的结论，找到了施工工艺控制与温度控制技术有机结合的综合技术方案。研发的温度应力计算模型为工程设计与施工提供了理论依据，定量控制裂缝发生的风险，上述研究为类似的工程项目提供了借鉴，具有很好的推广价值。

参考文献：

[1]万伟军.大体积混凝土施工裂缝成因及控制分析[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2024(3):0141-0145.

[2]李国涛.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因分析及预防措施研究[J].工程与建设,2024,38(4):842-843+869.

[3]高伟.房建工程施工技术及常见问题及对策研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2023(5):105-108.

[4] 江 振 宇 . 房 建 工 程 中 大 体 积 混 凝 土 施 工 质 量 控 制 [J]. 门窗,2023(23):196-198.