对高温下大体积混凝土超长结构防裂的思考

李鸣鹤

（中海油安全技术服务有限公司， 天津 300456）

混凝土的裂缝一般是在浇筑的短期内形成的，而一般这个时期的设计荷载还并没有作用在相应的建筑结构上，所以混凝土出现裂缝是由外荷载导致的，这种情况是很少见的。相反地，其内部呢？众所周知，水泥的水化是要放热的，而对于大体积的混凝土来说，它自身又有一定程度的保温作用，所以就温度的变化来说，其内部的升温幅度要比外部的强很多，相应地，在温度达到一定峰值而开始降温时，其内部温度要升得比外部慢很多。

1 大体积混凝土常见的裂缝

在日常的建筑工程中比较常见的大体积混凝土裂缝有贯穿性裂缝和表面裂缝两种。前者的特点是向上延伸，一般在底部的裂缝最大而在顶部的裂缝却相对较小，这种裂缝的杀伤力较大，它一般会破坏裂缝的整体性和稳定性等。而后者产生的原因主要是由大体积混凝土内外温差导致的，此类混凝土的裂缝一般形成在初期，它对整体没有什么大的伤害，主要的破坏全部聚集在表面，呈不规则的形状，但表面的裂缝也会逐渐的对内部产生一定的作用使得裂缝更大。因此，大体积混凝土的开裂不仅要控制贯穿性的开裂，还要注意表面裂缝。

2 大体积混凝土出现裂缝的原因

2.1 水泥水化是放热反应

混凝土的厚度比较大，而水泥在水化时又会放出很多的热量，这使得水泥在水化时产生的热量被全部封存在内部散不出来，此时可能会造成温度的急剧升高。另外，对于大体积的混凝土来讲，其导热性能、弹性模量和强度等因素都会在不同程度上影响着大体积混凝土的温度应力和变形约束。逐渐地，混凝土的龄期会不断增长，相应的，其弹性模量和强度也会不断的提高，随着以上因素的变化大体积混凝土的变形约束也会有一定的改变，具体的，会使得大体积混凝土在降温收缩时的约束较之前增强很多。

2.2 混凝土收缩的影响

大体积混凝土在外界因素的影响下，其变化会非常复杂，通常情况下，自发变形在遇到外界的约束时，会形成拉应力使混凝土产生裂缝。而导致大体积混凝土开裂的收缩主要有三种，分别是塑性、干燥和温度的收缩，这三种收缩都会在不同程度上影响着大体积混凝土的收缩情况，最终导致混凝土开裂。

2.3 外界气温和湿度的影响

在建筑工程中，对大体积混凝土结构的影响因素有很多种，但最影响最大、最主要的因素就是外界气温的变化。大体积混凝土内部的温度组成比较特殊，也比较复杂，它主要是由浇筑的温度、散热的温度、大体积混凝土水化时放出的热量等多种温度叠加形成的。而在这些温度中，起主要作用的就是浇筑温度，它与外界温度成正比关系，即随外界温度的升高而升高，一旦外界温度下降的过快，就会造成很强的温度应力使得混凝土出现裂缝。除温度以外，对大体积混凝土影响最大的就是外界的湿度了，如果外界的湿度一旦开始下降，就会在一定程度上加快混凝土的干缩速度，从而进一步造成大体积混凝土的开裂。

2.4 其它因素的影响

对大体积混凝土产生裂缝的影响因素有很多，除了上文中提到的水泥的水化、大体积混凝土的收缩以及外界的温度和湿度以外，还有不均匀沉淀的建筑物基础，这也是导致大体积混凝土发生开裂的主要原因之一。另外，混凝土的配比如果不是标准的比例或者配比不良也会导致大体积混凝土产生裂缝。

3 大体积混凝土超长结构防裂的对策

3.1 加强大体积混凝土的养护

温度的影响对于大体积混凝土来说是非常大的，所以要想改善大体积混凝土超长结构的裂缝现象，就得在温度方面进行一定的干预，主要的途径是进行保温或保湿的养护方法，通过干预来防止大体积混凝土结构的内外温度梯度的变化，改善由温度应力造成的混凝土开裂。而保温保湿的具体做法是：首先可以在建筑的过程中，对使用到的混凝土表面可以加盖两层塑料薄膜，对盖塑料薄膜的时间也应该加以控制，一般是在混凝土刚开始凝固的时候，这样做可以防止水分的蒸发，为了保温保湿的效果可以更好一点，另外还需要在再加盖三层湿麻袋，要想尽可能完美的做到保温保湿工作，就应该考虑到天气的各种可能性，所以，为了防止突然的降雨天气造成的外界环境温度下降，可以在湿麻袋的外面再加固一层塑料膜，这层塑料膜的作用是隔离雨水，还可以保持湿麻袋表面的温度，从而在一定程度上缩小了大体积混凝土内外的温差。

3.2 施工方法要合理化

对于超长结构的大体积混凝土来说，其发生开裂的原因除了一些不可抗拒的外界因素外，还有在施工过程中认为操作的原因，因此合理的选择施工方法，让每一位施工个人的操作更加专业化可以有效的防止大体积混凝土的开裂现象。在施工的过程中，对混凝土主要的操作有：浇筑、振捣和温度控制等。对于浇筑来说，规范化的种浇筑手段可以让大体积混凝土在水化时产生的热量尽快散去，从而在一定程度上可以有效的降低混凝土内外的温差。对于振捣来说，可以在每一个浇筑带的前后设置两个振动器，第一个主要是用来解决上部振实，而第二个解决下部。对于温度的控制来说，要根据不同季节的温度特征来选择相应的温控方法。

3.3 仔细筛选混凝土的材料

大体积混凝土产生裂缝的原因除了一些外界因素的影响和不可避免的工作操作误差外，还有一点就是其材料的选择。因此，要想预防大体积混凝土开裂就得在混凝土材料的选择上进行严格的把关。比如：对于超长混凝土结构来说，在材料的选择上更要谨慎，因为水泥在水化时会放出大量的热量，所以在选择材料时要尽量用低热或者中热的水泥，这样才不至于使混凝土内部的温度达到峰值；混凝土发生裂缝的原因多是它凝固的速度过快、可塑性不好，因此可以掺入一些外加剂来有效的降低混凝土发生裂缝的可能。除了材料的选择，其操作方法对裂缝产生也有一定的影响，比如混凝土的搅拌做到规范，这样才能在搅拌中降低浇筑的温度，从而在一定程度上降低混凝土发生裂缝的可能。

4 结语

我国的建筑工程还是存在着各种各样的问题，这些问题都比较常见却没有得到很好的解决，高温下超长结构大体积混凝土的开裂问题就是其中之一。当前，高温下大体积混凝土的防裂问题也是建筑行业一直面临的一个问题，如何有效的控制混凝土的开裂，本文对这一问题进行了简单的阐述。综上所述，要想有效的预防高温下大体积混凝土超长结构的裂缝，就必须得改善建筑过程中的施工方式，提高施工的质量，另外，对于工人的操作方式也需要进行合理化和规范化的要求。上述方法都可以在很大程度上改善高温下大体积混凝土发生裂缝的现象。