大体积混凝土结构温度裂缝的成因与控制研究

温阳午

【摘 要】目前在土木工程建设中，大体积混凝土作为主要的建筑材料得到普遍应用，其具有结构稳定性高的特点，并且能够有效提高整体建筑强度。在实际施工过程中，因为混凝土施工过程中内外部因素的影响，使其容易出现结构温度裂缝，对工程施工质量造成严重影响，因此有效保障大体积混凝土的施工质量，才能使整体建筑强度提高。本文对土温度裂缝形成原因进行研究，对相关控制措施进行探讨。

【關键词】大体积混凝土结构;温度裂缝;控制

随着建筑行业的不断发展，人们对房屋建筑质量要求也越来越高，随之对于混凝土结构的稳定性、强度也提出了更高的要求，大体积混凝土因其优势在建筑施工中得到广泛应用，但同时因其体积比普通混凝土大，在施工中因水泥特征，因温度效应出现的干缩、冷缩的机率也大幅度度提高，从而导致温度裂缝的问题普遍存在，使混凝土施工质量和建筑整体质量受到严重影响。为了提高温度裂缝的防治效果，对其形成原因加强研究和分析至关重要。

一、大体积混凝土结构温度裂缝形成的原因分析

（一）裂缝形成主要原因

在混凝土施工过程中，对质量产生直接影响的主要因素为水泥的水化特性，水泥水化特性会造成混凝土内部结构应力出现变化[1]。在混凝土施工过程中，混凝土前期会因大量水份的蒸发而出现一定的收缩现象，随着水泥水化热促使结构内部温度的不断升高，同时因混凝土体积原因，内部温度无法及时传递，造成结构内外部形成巨大的温度差，在温度的长时间作下，会产生持续的张拉应力，当混凝土本身的抗压强度不足以负荷张拉应力时，会造成混凝表面出现不同程度的裂缝，而且较常见的是贯穿性裂缝，使混凝土结构的完整性受到严重影响。所以在大体积混凝土施工过程中，因温度效应不同，会造成不同程度的裂缝，这种温度效应也是温度裂缝形成的主要原因之一。

（二）外界环境温度

在混凝土实际施工过程中，外界温度也是造成温度裂缝形成的原因之一[2]。与普通混凝土相比，大体积混凝土在厚度和宽度上都有所增加，使其稳定性和强度提高，但同时也形成了结构内产生的水化热不易传递和散发的问题，当水化热在结构内部长时间累积，不仅使内部热量不断增加，温度持续升高，同时受外界温度变化所产生的影响也越大。一旦外界气温出现骤降或骤升的情况，会影响混凝土结构内部温度，形成温度梯度差，结构裂缝出现几率大幅度提高，同时这也是导致温度裂缝出现的较为常见的原因之一。另外施工人员在进行混凝土浇筑作业过程中，如外界环境温度发生较大变化，结构内部也会受到影响，产生不同程度的温度梯度差，从而形成温度效应，也使混凝土温度裂缝出现几率提高。混凝土温度裂缝形成的原因还包括外界环境的湿度变化，如混凝土内部湿度较小，而外界湿度较大，会造成混凝土表面出现快速收缩的现象，从而导致混凝土表面出现裂缝。在施工过程中，外界环境因素造成温度裂缝的原因，也是施工过程中最难调整和控制的影响因素。

（三）约束条件

大体积混凝土结构裂缝出现的原因还包括使用过程中的约束条件。混凝土结构受到内外部约的影响，温度分布不均匀是内部约束因素，因整体升温和冷却存在不同步的情况，同时内外部温度变化的非线性特点，使结构内外部之间存在着一定的约束关系。另外在拆除模板时间方面，如未对外界温度环境因素以及混凝土自身情况等进行充分的考虑，也会造成结构裂缝的出现;混凝土无法承受模板所施加的压力，也会造成结构出现裂缝;另外水泥品种的选择也是需要充分考虑的约束条件，应根据混凝土温度效应以及极限应力等，对水泥品种进行合理选择，并对混凝土浇筑施工工艺进行确定，以及严格按照施工规范进行混凝土振捣等，避免结构裂缝的产生，从而对混凝土质量造成不利影响[3]。

二、大体积混凝土结构温度裂缝的有效控制措施

（一）温度控制

由于混凝土结构内外部形成的巨大温差，导致张拉应力增强，从而使结构温度裂缝形成，因此在施工过程中，需要对混凝土的水泥水化温度加强重视，使其上升幅度得到有效控制。在工程施工过程中，首先需要对水泥材料进行合理选择，主要选用中热或低热水泥为宜;在进行混凝土混合料配置时，加入适量的粉煤灰、矿渣等，能够使水泥使用量降低，对水泥的水化热进行有效控制;同时通过一定量的外加剂和混合料的加入，使混凝土初龄时间得到有效延长，从而防止因结构内外部温差变化较大而导致温度裂缝出现的情况;通过一定量木钙粉的加入，可以使混凝土中水泥水化热效果最大限度地减少，使混凝土散热率提高，从而有效降低混凝土结构内部温度;通过对混凝土浇筑温度的控制，使温度裂缝的出现几率减少，浇筑温度的适当降低有利于提高混凝土施工质量。因此施工人员在实际混凝土施工过程中，需要对混凝土入模温度和出机温度加强控制，使其温度降低，并利用冰水进行降温，对混凝土运输过程、搅拌以及浇筑等环节的温度加强控制。

（二）降温速度控制

在大体积混凝土施工过程中，可以采用在混凝土结构内部进行冷却水管的预埋，使混凝土温度降低，使混凝土降温速率得到有效控制。在混凝土浇筑作业完成后，通过覆盖保湿、保温材料，以及洒水养护等措施，使混凝土质量得到有效保证，避免因外部环境温湿度的变化，造成混凝土表面出现收缩、干缩现象，而造成温度裂缝的出现[4]。

（三）外界约束条件改善

在混凝土施工过程中，还需要针对外界约束条件，采取有效措施进行改善和控制。混凝土质量受约束条件影响较大，因此施工人员应加强对外部约束条件的研究，避免在夏天进行浇筑作业，同时针对不同的气温，采用不同的浇筑厚度以及分层浇筑体积，充分考虑浇筑层面的散热问题;在冬天寒冷的天气条件下，应采用延长拆卸的方式，使温度降低速度减慢，并对外部结构采取必要的保温措施。另外通过活动层的设置，使温度应力有效降低;还可以在混凝土结构中加入构造筋，起到有效抵抗应力，避免温度裂缝出现的作用。

三、结束语

在建筑施工过程中，为了有效避免温度裂缝的出现，首先需要对大体积混凝土温度裂缝产生的原因进行分析，有针对性地制定相应控制措施。在施工过程中，需要从混凝土施工中各环节温度控制入手，对混凝土内部温度以及降温速率进行有效控制，使混凝土内外部温度环境得到有效改善，通过整体性的控制，使大体积混凝土结构质量得到有效保证。

【参考文献】

[1]李民杰. 大体积混凝土结构温度裂缝的成因与控制[J]. 建材与装饰， 2018（7）.

[2]许莹. 多因素作用下的大体积混凝土裂缝产生原因及控制机理研究[D].  2017.

[3]丁朝辉. 建筑大体积混凝土温度裂缝控制研究[J]. 门窗， 2018（1）：52-52.

[4]王晓明. 大体积混凝土温度裂缝控制技术研究[J]. 建材与装饰， 2018（15）.