对大体积混凝土温度裂缝控制的探讨

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摘要：本文详细分析了大体积混凝土结构温度裂缝产生的主要原因，以及为达到控制混凝土温度裂缝的目的，在大体积混凝土结构的设计及其制备、施工等的各个环节中均提出了相应的技术手段。

关键字：大体积混凝土；温度裂缝；控制方式

Abstract: this paper analyzes the mass concrete structure of the main causes of the temperature cracks, and to achieve the purpose of concrete temperature crack control, in the mass concrete structure design and preparation and construction, all the links of corresponding technical means.

Key word: mass concrete; Temperature crack; Control mode

中图分类号： TV544+.91 文献标识码：A文章编号：

引言：随着社会经济的迅猛发展，大体积混凝土结构在现代建筑中得到了广泛的应用，由于其具有较高的承载能力使其成为了工业建筑中大型设备的基础。但是，大体积混凝土在连续浇筑和硬化的过程中，由于水泥水化反应产生大量的水化热再加上混凝土大的截面尺寸，导致内部水化热量聚集不易散发，水化的温度升高过快而表面散热较快，使得混凝土内部和表面形成较大的温差。再加上外部环境因素例如荷载等的影响，会产生温度应力，一旦拉应力超过混凝土即时的抗拉强度就会在混凝土的表面产生裂缝。这些裂缝一旦超过一定的范围就会严重影响建筑的寿命，所以必须采取有效措施来预防和减少混凝土结构裂缝的产生。以下将从大体积混凝土的概念、大体积混凝土结构温度裂缝产生的主要原因这两个方面，分析出大体积混凝土结构中对温度裂缝的控制措施。

一、大体积混凝土的概念

所谓大体积混凝土，是指其尺寸必须满足采取必要措施时能够对付水泥水化放出的热量和体积变化，最大限度的减少温度裂缝。在《普通混凝土配合比设计规程》 中对大体积混凝土的定义为：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于lm,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。

二、大体积混凝土结构温度裂缝产生的主要原因

大体积混凝土结构温度裂缝的产生主要是以下几个方面引起的。

（1）水泥水化热造成温度升高的影响。水泥的水化反应的过程是个放热的过程。在大体积混凝土结构中，由于其结构截面的过大从而导致的一次浇筑量大、施工时间长和水泥用量的巨大，使得水泥水化所释放的热量不容易散发，导致混凝土结构的内部温度升高，形成内热外冷的内外较大的温度差，从而产生非常复杂的膨胀或收缩应力，致使混凝土产生裂缝，是大体积混凝土裂缝产生的主要原因。但是也受到其他方面的影响。基本关系是，在混凝土比热和密度一定的情况下,混凝土水化升温主要由水泥用量、 水泥品种、 水泥水化热和混凝土的龄期等引起,而水泥水化热是混凝土内部温升的主要因素。另一方面，混凝土用量越多,需要的水泥也就越多,所释放的热量就会增多,导致混凝土内部温升高。

（2）约束情况和外界温度的影响。大体积混凝土主要受到由于其内部温度的不均及收缩分布所产生的内部约束和受到的混凝土的边界如支座、基岩等引起变形的外部约束。大体积混凝土受到温度的影响就会产生变形，等其硬化后的各种变形受到约束便会产生应力，当产生的应力超过允许值就会产生裂缝。外界温度过高的直接后果就是导致水泥的水化热反应过快，直接引起混凝土内部温度的升高，当其内外温度超过25度时就会引起混凝土收缩应力超过混凝土极限拉伸值，导致温度裂缝的产生。

三、大体积混凝土结构中对温度裂缝的控制措施

在大体积混凝土结构中为了防止产生温度裂缝，要在混凝土结构的设计、混凝土的制备和工程的施工等方面充分考虑为防止裂缝产生的措施。

在混凝土结构的设计上，充分考虑温度应力的增长方式，做好对温度的控制。在混凝土的浇筑上采用对混凝土分层分块的方式，合理设置施工缝和后浇带，用来减小温度应力；为减小混凝土由于其收缩时受地基、支座阻力约束而产生的拉压力，可以在基础垫层和混凝土基础之间设置沥青油毡或者其他材料用作滑移层，从而减小开裂的可能性。再设计时，科学的配筋形式也很重要。所以在设计时只要不影响结构的受力情况就尽量疏布钢筋，为优化混凝土的配合比提供更强的可能性。

在混凝土的制备上，要尽可能地减少混凝土的用水量来减小胶凝材料的用量，并且要选用低水化热的水泥品种；可掺用一些添加剂如粉煤灰等，来减小水泥用量，可以达到大幅度的减少混凝土的放热量和改善混凝土的可靠性延缓其凝结时间；在集料的级配上，要尽可能的采用较大的集料粒径，从而降低混凝土结构中的孔隙率；也要通过控制原材的入机温度，通过采用加冰搅拌的方式尽量降低混凝土的入模温度。

在大体积混凝土结构的施工上，要尽可能避免在较高温度下的施工和长距离的传输、泵送同时加强对其运输中的保温措施；选择科学合理的施工工艺，不产生冷缝，并且在混凝土终凝前实施二次抹压，用来防止或者消除收缩裂缝的产生；对混凝土浇筑后的养护，要充分考虑对其的保湿；在混凝土的浇筑时也要采取保温措施用来防止其内外温度差过大；在施工时对混凝土结构的早期保护也要充分考虑到，因为为了控制温度的需要，大体积混凝土早起的强度比较低，因此，不要过早的拆去模板或者使混凝土受力，以免破坏混凝土的机构。当然，后期的温控监测也非常重要，为了准确及时掌的握大体积混凝土水化热造成的不同深度混凝土温度变化规律,采取必要措施随时监测混凝土内部温度情况时非常必要的。同时根据温度监测的情况, 要及时增减保温材料的层数用来确保混凝土能够到达均匀散热的能力,保证混凝土内外温差不超允许值。

结语

在大体积混凝土结构中，由于受到目前的研究水平、设计规范和施工工艺的限制，裂缝的产生是不可避免的。然而结构的破坏都是由于裂缝引起的，所以对混凝土裂缝的控制在混凝土建筑中尤其重要。所以要尽可能把由温度引起的裂缝控制在无害的范围之内。大体积混凝土温度裂缝控制的核心是分析大体积混凝土结构温度裂缝产生的主要原因，然后从建筑的结构设计、混凝土的制备和在施工的各个环节中采取相应的技术手段，从而达到控制混凝土温度裂缝的目的。在混凝土的制备和施工阶段，要充分考虑大体积混凝土的特性，科学合理地对其结构进行设计，最大限度地优化混凝土的配合比，科学合理地降低混凝土结构的外部约束，并且做好对混凝土的养护和温度的监测控制，就可以有效的防止有害的裂缝的产生。

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