建筑施工
对大体积混凝土施工开裂的研究
孙苏蕾
胡松
（广西桂林盛丰建设有限责任公司）
摘要：大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量多、工程条件复杂、施工
技术和质量要求较高等特点。如何防止大体积混凝土因水泥水化热引起的温
度裂缝，一直是工程技术界长期关心和共同研究的重要课题。本文就这方面问题进行了一些研究。
关键词：大体积混凝土施工温度应力温度裂缝裂缝控制1大体积混凝土的定义
到底混凝土有多大数量，才能称为大体积混凝土呢？对于大体积混凝土很难下一个确切的定义，但凡属建筑工程大体积混凝土都有一些共同的特征：结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是现浇钢筋混凝土超静定结构，多为地下或半地下建筑），施工技术要求高，水泥水化热使结构产生温度和收缩变形，应采取相应的措施，尽可能减少温度变形引起的开裂。因此，大体积混凝土经常出现的问题，不是力学上的结构强度，而是以控制混凝土温度变形裂缝，从而提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能，以提高建筑结构的耐久年限为突出任务。
2混凝土温度应力的分析温度应力引起的原因2.1自生应力：没有任何边界上完全约束或静止的结构，如果内部温度是非线形分布的，由于结构本身互相约束而会出现温度应力。例如桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
2.2约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土在温度变化时的变形应力。
这两种温度应力往往和混凝土的干缩引起的应力共同作用。3混凝土温度裂缝产生的原因
混凝土中产生温度裂缝的原因比较复杂，主要是混凝土温度发生变化时会在内部或表面产生拉应力，由于混凝土本身是一种脆性和不均匀性的材料，当拉应力大于混凝土的抗拉能力时，即会出现裂缝。
3.1材料属性方面的原因在钢筋混凝土中拉应力主要由钢筋承担，混凝土只承受压应力，一般设计中均不要求混凝土土承受拉应力或承受很小的拉应力，但在混凝土内部或钢筋混凝土的边缘部位如果出现了拉应力，则需依靠混凝土自身承担。当这种拉应力过大时，便会形成裂缝。
混凝土中的水分通过水泥水化反应消耗一部分，其余大部分水分将会在混凝土硬化过程中蒸发掉，使得混凝土中存在大量的毛细孔道，由于水分的蒸发使得毛细管中产生毛细管张力，形成混凝土干缩变形，这就是早在60年代就已经被国际建筑界所认可的混凝土表面张力理论。这些变形过大也会导致裂缝的产生。
3.2外因变化方面的原因
3.2.1混凝土硬化时的温度裂缝在混凝土硬化期间会释放出大量的水化热，混凝土内部温度不断升高，体积膨胀，在表面引起拉应力，由于此时混凝土强度较低，很容易形成裂缝；硬化后期由最高温度冷却到运转时期的稳定温度的降温过程中，体积收缩，由于受到基础本身或已固化混凝土的约束，又会在混凝土内部形成相当大拉应力，尤其是大体积混凝土，有时这种温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，往往形成裂缝，大体积混凝土甚至会形成贯通裂缝。
3.2.2混凝土表面温度变化形成温度裂缝在正常使用条件下，当混凝土硬化基本结束后，内部温度便达到基本稳定（变化很小或变化较慢），但表面温度可能发生较大、较快的变化（如养护不周、时干时湿、气温的变化、夏季高温后的雨淋等），导致混凝土表面引起很大的拉应力，由于表面形变受到内部混凝土的约束，往往会导致裂缝。
4防止温度裂缝的措施
4.1控制混凝土的施工温度控制混凝土施工温度的措施有：①改善骨料级配。采取用干硬性混凝土、掺混合料、加引气剂或塑化剂
等措施，以减少混凝土中的水泥用量，从而减少水化热、降低混凝土
的温度；②降低浇筑温度。在施工气温较高时，采用拌和混凝土时加水或用水将骨料冷却以降低混凝土的浇筑温度或采用夜间浇灌等；③减少浇筑厚度。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。
4.2改善混凝土的约束条件改善混凝土约束条件的措施主要
②避免混凝土过大起伏；③合理地安排施工工有①合理的分缝分块；
序，避免过大的高差和侧面的长期暴露。
4.3改善混凝土的性能
4.3.1混凝土和钢筋混凝土的表面常常发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝，虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强
水塔等重要建筑物。度和耐久性仍有一定的影响。尤其是对于水坝、
但加筋后结构内的裂缝一般就变的数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且在同等含钢量的情况下，钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土的抗裂性表现较好。
4.3.2合理使用外加剂为了防止混凝土开裂、提高混凝土的耐久性，保证工程质量，合理使用外加剂也是有效的措施之一，例如使用减水防裂剂。
通过合理使用混凝土外加剂，可以在保持混凝土强度的情况下，改善混凝土的性能，从而达到防止混凝土开裂的目的。具体分析如①水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混下：
凝土用水量减少25%以上，从而减少混凝土内因水分蒸发形成的毛
②水泥用量也是影响混凝土收缩率的重细孔道，增加混凝土的强度。
要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少约15%的水泥用量，其体积可通过增加骨料用量来补充，从而减少水泥的水化热。③减水防裂剂可以改善水泥的稠度，减少混凝土泌水，减少干缩变形。④减水防裂剂可以提高水泥浆本身及水泥浆与骨料的粘结力，从而提高混凝土的抗拉强度、提高混凝土的抗裂性能。
4.4加强施工管理及混凝土早期养护
4.4.1加强工程施工管理在混凝土的施工中，为提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。在气温较高时，新浇筑混凝土由于水化热的散发，此时混凝土表面温度较气温为高，此时拆除模板，表面温度降低，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力会达到很大的数值，出现“温度冲击”现象，就有导致裂缝的危险。为了防止这种情况发生，一方面可以延迟拆模时间，再一方面可以在拆除模板后及时在混凝土表面覆盖轻型保温材料，如泡沫海绵等，可以对防止混凝土表面产生过大的拉应力具有显著效果。
4.4.2加强混凝土早期养护实践证明，常见的混凝土裂缝大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成的。在夏季高温时的养护不周及寒冷地区温度骤降都容易形成裂缝。因此说混凝土的及时养护和保温处理对防止表面早期裂缝尤为重要。从温度应
①防止混凝土内外温度差及混凝土表力观点出发，应达到下述要求：
面温度梯度，防止表面裂缝。混凝土的养护要及时，避免高温时混凝
②防止混凝土超冷，应尽量设法是混凝土施工期最土表面浇水养护。
③防止老混凝土过冷，以减低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥的水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂性能。
5结束语
我们应充分利用一切天然的和人工的可能条件，最大限度避免裂缝的发生，提高工程质量。
在今后的工程施工中我们应多进行这方面的探讨研究,使混凝土结构工程更趋于合理、安全。
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建筑施工
论节能建筑的设计施工措施
张南
（大庆油田有限责任公司）
摘要：随着全球能源问题的日益严峻和“可持续发展”理念在国内的推
广，建筑节能设计越来越引起我国广大建筑工作者的重视。如何在住宅建筑
设计中，更好地利用自然能源，提高住宅建筑中能源利用效率，则是建筑师需要探讨的课题。我国北方地区冬季寒冷，集中供热面积大，采暖能耗是建筑能耗的最大组成部分，建筑物的防寒保温问题是关系能源消耗的关键问题，注意节约能源消耗已成为北方建筑设计时的一个重要问题。
关键词：建筑节能施工措施
建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建、改建和使用过程中，
新工艺等执行建筑节能标准，采用新型建筑材料和建筑节能新技术、
提高建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物用能系统效率，在保证建筑物室内热环境质量的前提下，减少供热采暖、照明、热水供应的能耗，并与可再生能源利用、保护生态平衡和改善人居环境紧密结合。
1节能住宅的概念
随着能源危机的出现，越来越多的开发商开始重视节能住宅。节
合理选材，最大限度的把室内自能住宅需要通过对建筑的合理设计、
然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间，降低建筑物的运行能耗。
其核心技术概括为子系统：第一，混凝土采暖制冷系统。该系统是将聚丁烯（PB）盘管预埋在钢筋混凝土中，夏季管中送20℃、冬季送28℃的水，能使室内温度保持在20℃-26℃的合适范围内。第二，健康新风系统。通过统一空气净化和冷热处理后新风经“下送
进入室内，无须开窗即可保持新鲜空气不断更换。第三，外墙系上回”统。外墙采用欧洲标准加厚外保温方式，能有效阻挡冷热辐射和雨雪侵蚀。外饰面采用干挂砖墙面，干挂砖幕墙与保温板之间有一个流动空气层，可以保持保温板的干燥。第四，外窗系统。窗采用德国SCHUCO断热铝合金窗和LOW-E低辐射中空玻璃。第五，屋面及地下系统。对屋面及地下墙体的特殊处理，保证了顶层和一层与标准
防噪音系统。通过外墙系统、ALULUX卷层舒适度的均好性。第六，
楼板处理、同层后排水系统，防止来自室外、楼上、下水道的噪音。帘、第七，垃圾处理系统。垃圾处理系统有吸尘、食物垃圾处理和可回收分类垃圾周转箱三部分组成。第八，水处理系统。小区设中水处
冲洗和补充人工湖水。理系统，将社区生活用水处理用于浇灌绿地、
2住宅设计最基本的节能意识北方冬季严寒漫长，因此，住宅建筑设计中，主要空间朝向南，或向南偏东，或向南偏西，历来被认为是合理的设计，这是最基本的节能意识在住宅建筑设计中的应用。在我国的大部分冬冷夏热地区住宅的总体规划和单体设计中，为住宅的主要空间争取良好朝向，满足冬季的日照要求，充分利用天然能源，无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计，是最基本的节能措施。因此，我国现行国家标准《住宅
中规定“每套住宅至少应有一个居住空设计规范(GB50096-1999)》
间能获得日照，当一套住宅中，居住空间总数超过四个时，其中宜有两个获得日照。”在现行国家标准《城市居住区规划设计规范(GB50180)》中，规定了住宅的日照标准的最低时限。
3建筑节约能耗的几点措施
3.1使用纳米透明隔热涂料。纳米透明隔热涂料是新近问世的一种可以让玻璃既保持高透光性同时又有较好的隔热效果的高科技产品。纳米透明隔热涂料可采用喷涂或刷涂技术涂与各类建筑物的玻璃上。在夏季，能抑制65%太阳能辐射不进入室内，并能保证透光率达到70%，能使室内温度低于室外温度达到4℃～7℃，测试表明，夏天开空调时，空调的耗电量可从原来303度降低到208度，可
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参考文献：
节电20%～30%左右;在冬季，隔热涂膜的特殊金属膜呈透明型、引
进可视光，长波长的暖气能在室内反射，使室内的暖气(远红外线）约90%不外流。
3.2建筑节能中太阳能的利用。太阳能是绿色能源中最重要的能源，是取之不尽、用之不竭、广泛存在的天然能源，其优点是极为丰富、洁净、安全、价廉，对生态平衡没有任何影响。
有关资料表明，我国陆地面积每年接收的太阳辐射总量在3.3×103～8.4×106kJ/(m2·年)之间，相当于2.4×104亿t标煤。全国总面积三分之二以上地区年日照时数大于2200h，日照能量在5×106kJ/(m2·年)以上。我国、青海、、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属太阳能资源丰富地区；除
贵州省资源稍差外，东部、南部及东北等其他地区为资源四川盆地、
较富和中等区。
在建筑中加强太阳能的利用是实现可持续发展的重要环节，太阳能可以为建筑供暖、供热水、供电，甚至能够提供建筑物的全部能量。我国北方被动太阳房采暖节能60％～70％，平均每平方米建筑面积每年可节约20kg～40kg标准煤，有着良好的经济和社会效益。
3.3注重墙体节能。多年以来，我国建筑墙体一般采用单一材料，如空心砌块墙体、加气混凝土墙体等。单一材料导热系数大，一般为高效保温材料的20倍以上，由于建筑节能的需要，新型复合墙体已经出现，复合墙体主要通过在墙体主体结构基础上，增加一层或几层复合的绝热保温材料来改善整个墙体的热工性能。复合墙体很好地发挥了两种材料的长处，既不会使墙体过厚，又能承重，保温效果又好，因此，发达国家新建建筑已基本上采用了此种方式。我国要达到节能50%的要求，除部分采用加厚的加气混凝土单一墙体外，使
根据复合材料与主体结构位置的不同，墙用复合墙体将是大势所趋。
体保温包括内保温、外保温、夹芯保温等。
3.4关注门窗节能技术。在整个建筑物的热损失中，而门窗缝隙空气渗透的热损失则占20%～30%。所以，门窗是围护结构中节能
减少传热量、减少太的一个重点部位。门窗节能主要从减少渗透量、
阳能辐射3个方面进行。减少渗透量可以减少室内外冷热气流的直接交换而增加设备负荷，可通过采用密封材料增加窗户的气密性;减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热量传递，建筑物的窗户由镶嵌材料和窗框、扇型材组成。为此，要加强节能型窗框和节能玻璃等技术的推广和应用，增大窗户的整体传热系数以减少传热量。
塑钢门窗不仅防噪隔声功能显著，防雨水渗漏能力强，空气渗透量小，更主要的是塑钢门窗的导热系数极低，隔热效果优于铝材1250倍，在采暖和制冷上，能耗要低30%～50%，室内空调的启动次数明显减少，耗电量也显著减少。
建筑节能直接关系到国家资源战略、可持续发展和环境保护，是
紧迫而又艰苦的任务，应值得全社会重视，北方地建筑业一项重要、
区能耗较大，推广和使用节能建筑必将产生较好的经济和社会效益。
总之，只要按照节能新标准严格把好节能设计关，监督好施工节能用材关，就能有效提高居住建筑节能效率，降低建筑能源耗费，节
舒适、健康、方便的高约居家生活成本，为住户打造真正的环保节能、
品质住宅，为国民经济可持续发展做出贡献。有效地节约土地和能源，是中国可持续发展的战略。将建筑热工技术与恰当应用新材料、新构造相结合，搞好节能建筑设计和施工，促进建筑节能和利用自然能的进一步发展和建筑热功能的进一步改善，是我国建筑工作者进入21世纪的重要任务。
版）.北京：水利水电出版社，1990.
[1]叶林昌，沈义主编《.大体积混凝土施工》.北京：中国建筑工业出版社，[4]《建筑施工手册》（第三版）编写组，《建筑施工手册》（第三版），中国建
筑工业出版社，1987.1997.4.
[2]刘秉京主编《.混凝土技术》（第二版），北京：人民交通出版社，2004.[5]周敬起等《混凝土结构构造手册》.北京，中国建筑工业出版社，1994.
.大体积混凝土》（第二.混凝土养护材料的应用及质量评定》，建筑技术，1993（4）.[3]水利水电科学研究院结构材料研究所主编《[6]温钰泉《
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