现浇大体积混凝土温度裂缝控制策略分析

刘欣兴

（台州市黄岩京都房地产开发有限公司，浙江 台州 318020）

1 现浇大体积混凝土温度裂缝产生的原因

混凝土的导热性很差，传热速度很慢，因而在大体积混凝土结构当中水泥凝结的初期，水泥水化放热量较高并积攒在混凝土内部，导致混凝土内部的温度可高达50℃～80℃，而外表面上的混凝土直接与大气接触，温度降低，产生冷缩。内部体积膨胀和外部体积收缩会引起一定的制约，混凝土的内部就会产生温度应力和温度梯度，表层的混凝土中将会出现很大的拉力，严重时甚至产生裂缝。此外，因混凝土各组成材料热膨胀系数之间的差异，在温度变化时会产生具有破坏性的内应力，引起混凝土开裂。除水泥水化热之外，外界温度的变化和养护工作的不到位也会造成裂缝的产生。想准确预测外界温度是比较难的，因为可以影响它的因素非常的多，这就造成了外界温度变化的复杂性，外界温度变化会使裂缝产生的概率增大。

2 现浇大体积混凝土温度裂缝的控制策略

2.1 合理选用水泥的品种

大体积混凝土会产生裂缝的主要原因是水泥水化过程中释放的大量的热，为了能降低水化热，可以选用水泥孰料矿物中硅酸三钙（C3S） 和铝酸三钙（C3A） 含量较低的水泥，一般应尽量避免使用水化放热量大的硅酸盐水泥（P.Ⅰ和P.Ⅱ） 和普通硅酸盐水泥（P.O），因此，在能够满足设计要求的情况下，可选用水化放热量低的低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥和中热硅酸盐水泥等。

2.2 选用合适的外加剂

在大体积混凝土拌合时适量添加膨胀剂可使得混凝土在凝结硬化时体积产生膨胀，这样既可保证混凝土的密实度，同时也使混凝土内部产生一定的挤压力，可以抵消部分混凝土内部因温差产生的拉应力，对裂缝的产生起到了一定的预防作用。在混凝土拌合时掺入适量缓凝型的减水剂可以起到降低水泥水化的速度的作用，能有效的延缓水化热放出的峰值期，使水泥水化热不至于在反应早期过分集中溢出。复合型高效减水剂在既可满足要求的前提下大幅度提高混凝土强度，又能够显著的降低拌合时水泥的使用量，可以达到降低水化热的目的。

2.3 在混凝土拌合物中加入掺和料

作为掺和料使用时，粉煤灰可以直接减少大体积混凝土中因水泥水化产生的热量，减缓混凝土内部温度升高的速度，从而能够有效的预防温度裂缝的生成。优质的粉煤灰需要的用水量较小，不仅有一定的减水能力，降低混凝土中的用水量和水泥粉的用量，而且还可以减少混凝土凝结硬化时体积的收缩。在混凝土中加入磨细的矿渣粉可以等量代替水泥，它的活性相比于来说粉煤灰较高，使用时的掺量也可大于粉煤灰，能够调节混凝土的多项性能，降低水泥的水化放热量，提高混凝土强度。

2.4 预先冷却原材料

采用预冷骨料、冷却拌合用水、加冰拌合等方法降低混凝土在拌制和运输中的出罐温度。对混凝土出罐温度影响最大的是石和水，在大体积混凝土施工时，可以在粗细集料的料堆上洒水以降低原料放入搅拌机时的温度，当外界温度较高时，为防止太阳直射，可在砂石料堆上放置遮阳棚。使用冷却的设备冷却拌合用水，并且对水管和水箱进行隔热和遮阳处理，也可以用冰块代替部分水，从而抵消部分水泥水化产生的热量；水泥在进场后须存放一定的时间来降温，经检测后使用，控制水泥进入搅拌机的温度。

2.5 在混凝土中设置水循环冷却系统

大体积混凝土浇筑后表面温度升高较慢，内部温度升高较快，为了控制内外温差，可对混凝土内部采取主动降温。当大体积混凝土结构施工时，在混凝土中提前埋置冷却降温用的水管，可以在混凝土完成浇筑以后或者正在浇筑时及时流入冷却水，依靠水管的热导性，使流动状态的冷却水带走混凝土内部热量后排出，能够对降低内外部的温差起到很大的作用。水循环冷却管运行时间是在混凝土的初凝之后，甚至在混凝土开始浇筑时就进行，就是为了降低混凝土中水泥水化热的峰值，降低大体积混凝土的内部温度，以期减少因水化热造成的内外部温差，满足允许温差的要求。

2.6 大体积混凝土的浇筑措施

对于达到安全许可的建筑结构工程，可以把大体积的混凝土化整为零来施工，从而可以扩大散热总面积和减轻整体约束。对于面积较大的混凝土工程，如混凝土的路面、广场、屋面等工程，可采取每间隔一段距离设置一道伸缩缝或者留置后浇带以防止混凝土的温度缝。混凝土浇筑摊铺时的厚度依振捣器操作深度以及混凝土拌合物的和易性确定。每个层间的分隔时间应尽可能的缩短，层间时长间隔最长尽量不要大于该混凝土初凝的时间，当间隔时间超过了初凝时间时，层面按施工缝操作。在混凝土浇筑过程中会出现表面泌水的现象，为了得到良好浇筑质量，应做到及时清理表面上分泌出来的水分。

2.7 混凝土的养护措施

大体积混凝土在养护时，要加强对湿度和温度的控制与养护，以实现控制内外温差的目标，从而加强对混凝土裂缝的控制。在浇筑完毕以后，应按照程序压实混凝土的表面，以排出多余水分，再对混凝土表面进行保湿，最后把混凝土用塑料薄膜覆盖严实，防止水分过度流失。保温养护是必不可少的环节，主要是为了通过缩短大体积混凝土的内外温差来降低混凝土的约束应力，其次是为了使混凝土块体的降温速度降低，从而能够利用混凝土自身的抗拉来提高混凝土的抗裂，以实现防止和控制温度裂缝产生的目标。