大体积混凝土温度裂缝的成因分析与防治措施

封洋洋

江苏科兴项目管理有限公司 江苏 南京 210029

引言

大体积混凝土温度裂缝是施工中的质量通病，随着现代化基础设施建设事业的快速发展，对大体积混凝土施工提出了更高要求，使其温度裂缝控制方式面临着严峻挑战与考验。当前形势下，施工单位有必要立足实际，准确辨识大体积混凝土温度裂缝成因，并通过具有实效性的措施方法予以防治处理，有效解决大体积混凝土温度出现的裂缝，提高混凝土性能，有效预防并及时控制混凝土温度裂缝，避免造成人力和物力的损耗。本文就此展开了探讨。

1 研究背景

大体积混凝土施工是当今高层建筑或超高层建筑建设施工的重要内容，其施工过程对施工技术、工艺控制等具有较高要求。与普通体量的混凝土相比，大体积混凝土的结构断面尺寸更大，导热性能相对较弱，聚集于其内部的热量不易高效散发，且其表面和外部散热程度不一致，存在内外温差，诱发产生相应的温度变形和温度应力，进而产生温度裂缝。温度裂缝的出现与存在，成为大体积混凝土施工的重点病害问题，严重影响大体积混凝土的整体构造性效果，为建筑工程的埋下安全隐患与风险。近年来，施工单位在辨识温度裂缝成因以及温度裂缝防治等方面，进行了大量卓有成效的研究与探索，在混凝土施工技术标准规范约束下，建立完善了大体积混凝土温度裂缝控制技术体系，成果显著，突破了传统混凝土施工技术条件下的诸多难点。尽管如此，受限于工程规模与类型等方面要素影响，当前，大体积混凝土温度裂缝的防治成效尚有较大提升空间，温度裂缝防治措施的针对性和实效性有待于进一步增强[1]。

2 大体积混凝土裂缝的类型分析

2.1 干缩裂缝

干缩裂缝是大体积混凝土裂缝的常见类型与表现之一，主要可分为网状裂缝和平行线状裂缝等。在部分工程项目建设中，由于对水泥用量和水灰比等控制不当，其比例搭配与匹配失衡，在水分蒸发进程先后不一的状况下，混凝土便出现了干缩裂缝。该裂缝的出现将大大降低混凝土承载能力，缩短混凝土寿命和耐久性。

2.2 温度裂缝

因大体积混凝土内外部温差过大而造成的裂缝即为温度裂缝。在现行技术条件下，混凝土温度裂缝既可以存在于混凝土表面，也可存在于混凝土内部结构之中，且其宽度等指标各不相同，走向不具备规律性，以横竖交错的外在形态以最为常见。

2.3 沉陷裂缝

地基基础结构的稳定性高低是沉陷裂缝的重点诱因。对于部分工程项目而言，若所处地基环境存在不良地质条件，或地基回填等处理不到位，或混凝土模板支撑不足等，均会导致沉降裂缝的出现。沉降裂缝通常为贯穿型裂缝，对于建筑工程的整体结构性安全具有直接影响。

2.4 塑性收缩裂缝

大体积混凝土施工状态具有一定的收缩性能，若混凝土收缩比或收缩进度等不一致，则会出现相应的塑性收缩裂缝。通常情况下，大体积混凝土的该类型裂缝会出现在外界气温较高或风力状况不良等情况下，表现为长短不一，不连贯、不贯穿等[2]。

3 大体积混凝土温度裂缝的成因分析

3.1 水泥水化热的影响

大体积混凝土内部的温度主要是胶凝材料水化产生的热。大体积混凝土的整体性较强，厚度系数大，其中产生的热量无法得到快速散发，致使大量的热量堆积，造成其内部结构受到影响。在上述这种水泥水化热的影响下，大体积混凝土的弹性模量失衡，内部产生一定强度的应力形变，致使温度裂缝出现。同时，部分大体积混凝土施工工作未能严格考量水泥水化热的影响，对混凝土施工过程控制不严格，混凝土强度无法有效应对其内部所产生的温度应力，混凝土结构自身的散热功能得不到有效发挥，无形之中加剧了大体积混凝土温度裂缝的损害状态。

3.2 外界气温湿度变化的影响

在大体积混凝土施工中，其所处环境的温度始终处于高低起伏变化状态，形成温差，产生温度应力。通常情况下，该温度应力与温差的幅值呈正相关关系，对于施工期内的大体积混凝土质量具有直接影响。纵观当前大体积混凝土施工实际，普遍存在着对外界气温湿度变化控制不到位等问题，使混凝土浇注温度和散热条件不相吻合，在施工进程内产生温度梯度，致使混凝土结构内外收缩不均衡，诱发温度裂缝。对于气温较低的冬季而言，更容易在大体积混凝土结构内部形成外地内热的状态，在湿度参数的同步作用下，混凝土干缩失调，造成裂缝[3]。

3.3 大体积混凝土施工现场管理不足

现场管理对于大体积混凝土温度裂缝的影响是直接的。从当前现状来看，部分大体积混凝土施工单位未能结合施工环境实际，制定详细可行的施工现场管理规则，施工工艺控制体系的完整性与针对性不足，无法针对混凝土温度裂缝的实际需求运用相应施工工艺策略，混凝土施工的标准化方法未能得到全面彰显。同时，部分现场施工人员责任意识与质量意识淡化，对大体积混凝土施工的关键技术方法与要点掌握不到位，施工瑕疵问题突出，且不注重混凝土施工后期养护管理，加剧了大体积混凝土温度裂缝的病害状态。

4 大体积混凝土温度裂缝的防治措施探讨

4.1 建立完善大体积混凝土施工工艺控制体系

现代大体积混凝土施工工艺控制理念的持续深化，以及混凝土温度裂缝控制理论研究的日趋成熟，为工程项目施工中混凝土温度裂缝问题的控制体系建立提供了更为丰富的技术手段，使得技术人员在技术参照、标准运用、规范执行等方面具备了更为灵活的选择空间。因此，应大体积混凝土施工项目为主要面向对象，突出不同施工技术模块之间的衔接性效果，有效克服混凝土施工的常见难点问题，杜绝因混凝土施工工艺选择不当而诱发的温度裂缝等质量弊病问题。在混凝土施工工艺控制体系的有效约束与导向下，制定详细可行的混凝土施工标准化方法，使混凝土施工的具体工艺与流程有据可依。对大体积混凝土施工控制体系进行动态化调整，严格控制温度裂缝可能出现的多样化原因，使其充分发挥基础性作用。

4.2 严格控制混凝土混合料的质量参数

合理选择水泥的品种，控制水泥剂量，尽量选择水化热较低的水泥。科学限制水泥的终凝时间，并根据外界温度的不同做出差异化处理。以外界温度相对较高的夏季为例，混凝土结构层表面水分流失较快，凝结硬化速度同样较快，因此应适当延长水泥的终凝时间，而对于气温相对较低的春秋季或冬季，则可适当缩短终凝时间。合理掌握水泥剂量，防止水泥剂量过高或过低而导致的收缩系统不匹配等问题，必要情况下对水泥剂量进行专业匹配试验。在石料粗细的控制方面，若混凝土结构层所采用的石料过于粗糙，则粒料之间的黏结力相对不足，无法形成相对一致的受力状态，而若粒料过细，则结构层，则收缩性增大。在石料粗细控制中，应强化混凝土结构层施工技术标准规范的有效约束，结合的所处自然环境予以综合核定[4]。

4.3 有效设计大体积混凝土施工组织方案，引入信息化施工技术

施工组织方案在大体积混凝土施工中处于基础性地位，对于保障整个混凝土施工过程的平顺性、衔接性，防治温度裂缝等方面具有关键作用。在技术管理方面，应根据工程环境需求，结合混凝土施工的相关技术规范与行业标准，制定具有导向性的施工组织方案，明确不同类型混凝土施工资源要素的布局与分配，确保混凝土施工各项施工环节与步骤之间匹配有效、衔接一致。现代信息化技术的快速发展，为大体积混凝土温度裂缝防治提供了更为丰富的技术手段，应积极运用现代信息化技术，以大体积混凝土施工受力体系为主要面向对象，搭建基于计算机技术与软件技术的混凝土施工技术管理平台，将相对分散无序的大体积混凝土影响要素进行集中统一管理，实现可视化的受力状态评价，构建形成大体积混凝土温度裂缝防治屏障。

4.4 灵活运用多样化的技术方法措施

一方面，要选用合适的外加剂，有效延缓水化热释放的峰值期，提升混凝土的密实度，抵消部分由温差产生的拉应力，实现降低水化热的目的。同时，在混凝土拌合物中加入掺和料，降低混凝土体积收缩度和收缩速率，将温度裂缝的潜在风险消灭在源头。另一方面，预先冷却原材料，做好大体积混凝土施工准备，并随着施工的推进采用洒水等方式降低水泥粗细集料温度，根据大体积混凝土施工现场状况，配置隔热、遮阳等设备等，或采用冷却设备将拌和用水冷却后再用于拌和，以降低水泥水化反应的热量[5]。此外，可在大体积混凝土结构内部设置水循环冷却系统，达到释放混凝土内部热量，缩小内外温差的预期效果，起到防治温度裂缝的现实作用。选择分层、分块等浇筑方式，做好大体积混凝土浇筑施工环节控制，及时清理泌水，确保混凝土结构的密实性。

4.5 做好混凝土施工养护控制

大体积混凝土施工养护控制有助于及时排除容易诱发温度裂缝的各类影响因素，对前期混凝土结构层施工效果予以巩固提升。制定详细可行的混凝土结构层施工养护策略，针对客观实际需求，及时开展科学规范的混凝土结构层施工养护。在施工过程中及施工完成后，混凝土会出现相应的水化反应，水分散失与消耗加剧，因此应及时对其混凝土表层进行补水或洒水操作，尤其在蒸发速度相对较快的夏季，更要做好保湿处理，提升混凝土的抗裂能力。强化混凝土结构层施工养护技术人员的专业技能，加强管理施工材料，对荷载进行控制，加强温度的控制，加强养护监督管理，突出责任意识与质量意识，防范麻痹大意甚至违规养护行为，从根本上保障的施工效果。此外，还应优化拆模时间，改善混凝土约束条件，增强其综合抗裂性[6]。

5 结束语

综上所述，在当前大体积混凝土施工中，导致温度裂缝的原因是多种多样的，这对于混凝土构筑物的影响与危害是深刻的、直接的，必须给予高度重视，避免在工程施工中发生大体积混凝土温度裂缝。因此，施工单位应立足项目施工实际，建立健全完善的大体积混凝土施工技术体系，灵活运用现代化的施工控制方法，全面细化做好混凝土冷却控制，排除各类温度裂缝出现原因，进行科学设计和施工，多总结分析提早预防施工中温度裂缝给整体工程施工造成的不良影响，为全面提升大体积混凝土施工质量奠定基础，为保障现代基础设施建设事业可持续发展贡献力量。