大体积混凝土温度裂缝控制措施研究

张志远

摘 要：本文就大体积混凝土温度裂缝问题进行研究，首先对大体积混凝土进行简介，然后指出大体积混凝土温度裂缝产生的原因并进行分析，最终就怎样进行大体积混凝土温度裂缝的控制给出相应的措施。

关键词：大体积混凝土；温度裂缝；控制措施

1 大体积混凝土及大体积混凝土温度裂缝简介

大体积混凝土长宽高往往要达到1000mm；或构件最小断面的任何一个方向尺寸超过0.8m。大体积混凝土的温度裂缝主要发生在混凝土硬化期间。水泥进行硬化的过程中，产生水化热，在水化热的作用下会导致混凝土的温度提高，但是混凝土内部的温度并没有升高，这种混凝土内外的温度就会不一样，产生较大温差，在这种情况下，就会有两种作用力，一个是温度应力，另一个是收缩应力。在温差以及两个应力对混凝土的长期作用下，就经常会出现裂缝。大体积混凝土的温度裂缝问题也就成为了未来建筑工程行业面临并且亟待解决的重要问题。

2 大体积混凝土温度裂缝产生的原因

2.1 大體积混凝土温度裂缝的主要影响因素

在大体积混凝土中，产生温度裂缝的主要原因是水泥水化热的作用。由于水泥的品种和水泥用量的不同，会导致水化热的作用不同，可能会引起绝热温升，并且这一过程会随着龄期进行变化，最终在10d左右呈现指数增长，出现绝热升温的现象。这种影响下混凝土内部就会降温收缩，并且作用明显，这样最终会产生拉应力。当拉应力过大，就会出现温度裂缝。

2.2 外界气温变化的影响

外界环境温度变化会对大体积混凝土的温度产生影响，外界温度越高，混凝土温度就越高，相反外界温度越低，混凝土的温度就会越低。

2.3 约束条件与温度裂缝的关系

大体积混凝土在抗拉伸能力中，存在一个极限拉伸值，当在约束条件的影响下，该值可以进行计算，由混凝土的温差和温度膨胀系数相乘获得，该值如果超过了极限拉伸值，就会出现裂缝。当约束条件越大，对于混凝土的阻力就越大，越容易产生温差裂缝。

2.4 混凝土的收缩变形

泵送混凝土的过程中却要求较高的流动性，除此之外为提高抗裂、抗压能力还应该尽可能的保证合适的水灰比。如果水灰比过大，就会使得混凝土的抗裂、抗拉能力，使得温度裂缝的发生率增大，所以必须进行控制制造的过程用水量。

3 大体积混凝土温度裂缝的基本控制措施

3.1 通过原材料品质加强温度裂缝的控制

首先从原材料入手进行研究，应选用水热化较低的水泥种类，并且在生产的过程中，尽可能的控制水泥用量，保证用量尽可能少。同时为提高其品质，尽可能避免水热化的影响，在水泥中掺杂有力与延缓终凝时间的相应材料。矿渣水泥具有良好的性质，并且在目前被广泛应用于大体积混凝土的生产。控制水泥用量最重要的原因是能够减少水热化效应，水化热主要产生在凝固的过程中，而增加凝固时间可以加大散热，减少温度应力的影响。

3.2 在设计中加强温度裂缝的控制

（1）适当的地基处理。合理的地基处理能够减少约束条件，从而减少地基阻力，这样也就减少了温度应力，有利于降低温度裂缝的发生可能性。当地基为岩基或者老混凝土基时，同样为保证效果需要相应操作，可以通过滑动层的设置来实现。

（2）合理布置分布钢筋。在进行大体积混凝土的生产中，其中会含有大量的钢筋，而钢筋的数量却也会对大体积混凝土产生影响。钢筋数目越多，表面收缩裂缝控制的效果就会越好，所以在进行生产的过程中应该合理布置钢筋。在其中加入钢筋之后，大体积混凝土的整体性以及抗拉性就会提高，并且当裂缝产生的时候，在钢筋的作用下，温差裂缝的宽度等也会减小。但是在其中布置钢筋的时候必须做到合理，并不是越多越好，进过长期实践发现，细而密的方式相比较而言效果更好。一种方式是细而密，另一种方式是粗而疏，实践表明，细而密的钢筋布置效果更好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

3.3 在施工中加强温度裂缝的控制

在施工过程中也积极采用各种方式来实现对温差裂缝的控制，其中一个重要的方式就是采用分块浇筑的方式来进行施工。一种是分层浇筑法，另一种是分段跳仓浇筑法。常见的有全面分层法，还有分段分层法等浇筑方案。

在进行浇筑的过程中，方案的选择主要受到时间的影响。所以说利用这一方案进行浇筑的时候一定要注意其中的时间间隔，一定选择合适的时间，既能够保证下层的温度不会太高，又能够保证上层很好的和下层结合。选择一个合适的施工措施以及浇筑措施对于温差裂缝的防控具有重要意义。

3.4 在养护中加强温度裂缝的控制

在实际施工中发现大大多数的混凝土的裂缝只是集聚在混凝土的表面，而是不规律地分布在不同的深度。造成这种现象的原因是施工的不同深度的温度不同形成了温度梯度造成了。实践发现，在某些的施工区域如果温度骤降，产生裂缝的几率更大。所以，在施工中要保证施工的质量就注重防护，从混凝土的保温做起，防止表面的裂缝的产生。为了保持适宜的混凝土使用的温湿条件，保证施工中混凝土不会随温度变化出现变形、裂纹等问题，混凝土的早期养护是必要的，与环境以及混凝土的温湿条件密切相关。

从以上分析，不难发现在混凝土的浇筑施工中，早期的养护是混凝土整个养护过程的关键，是施工中应该密切注意的问题之一。在混凝土的使用过程中，也应该注意混凝土的养护，及时补水，地面要注意保湿，严格按照施工顺序完成施工过程。防止其硬化失水，减少施工中裂纹产生的可能性。

导致混凝土出现温度裂缝的主要原因包括外界气温变化、温度的梯度变化和混凝土自身的伸缩变形等。所以，要减少大体积混凝土温度裂缝，就应该结合实际的施工环境和方案，对施工中用到的混凝土进行温湿等条件的调控。首先在设计的时候就应该充分考虑各方面因素，在施工和后期的使用中应该注意养护，避免大体积混凝土温度裂缝现象的发生，保证工程的顺利完成和工程的施工质量，为实际施工问题避免提供科学依据。

参考文献：

[1] 侯荣伟.大体积混凝土基础板内部温度监测及裂缝控制[D].中南大学，2014.