大體積混凝土溫度裂縫控制措施研究

張志遠

摘 要：本文就大體積混凝土溫度裂縫問題進行研究，首先對大體積混凝土進行簡介，然后指出大體積混凝土溫度裂縫產生的原因并進行分析，最終就怎樣進行大體積混凝土溫度裂縫的控制給出相應的措施。

關鍵詞：大體積混凝土；溫度裂縫；控制措施

1 大體積混凝土及大體積混凝土溫度裂縫簡介

大體積混凝土長寬高往往要達到1000mm；或構件最小斷面的任何一個方向尺寸超過0.8m。大體積混凝土的溫度裂縫主要發(fā)生在混凝土硬化期間。水泥進行硬化的過程中，產生水化熱，在水化熱的作用下會導致混凝土的溫度提高，但是混凝土內部的溫度并沒有升高，這種混凝土內外的溫度就會不一樣，產生較大溫差，在這種情況下，就會有兩種作用力，一個是溫度應力，另一個是收縮應力。在溫差以及兩個應力對混凝土的長期作用下，就經常會出現(xiàn)裂縫。大體積混凝土的溫度裂縫問題也就成為了未來建筑工程行業(yè)面臨并且亟待解決的重要問題。

2 大體積混凝土溫度裂縫產生的原因

2.1 大體積混凝土溫度裂縫的主要影響因素

在大體積混凝土中，產生溫度裂縫的主要原因是水泥水化熱的作用。由于水泥的品種和水泥用量的不同，會導致水化熱的作用不同，可能會引起絕熱溫升，并且這一過程會隨著齡期進行變化，最終在10d左右呈現(xiàn)指數(shù)增長，出現(xiàn)絕熱升溫的現(xiàn)象。這種影響下混凝土內部就會降溫收縮，并且作用明顯，這樣最終會產生拉應力。當拉應力過大，就會出現(xiàn)溫度裂縫。

2.2 外界氣溫變化的影響

外界環(huán)境溫度變化會對大體積混凝土的溫度產生影響，外界溫度越高，混凝土溫度就越高，相反外界溫度越低，混凝土的溫度就會越低。

2.3 約束條件與溫度裂縫的關系

大體積混凝土在抗拉伸能力中，存在一個極限拉伸值，當在約束條件的影響下，該值可以進行計算，由混凝土的溫差和溫度膨脹系數(shù)相乘獲得，該值如果超過了極限拉伸值，就會出現(xiàn)裂縫。當約束條件越大，對于混凝土的阻力就越大，越容易產生溫差裂縫。

2.4 混凝土的收縮變形

泵送混凝土的過程中卻要求較高的流動性，除此之外為提高抗裂、抗壓能力還應該盡可能的保證合適的水灰比。如果水灰比過大，就會使得混凝土的抗裂、抗拉能力，使得溫度裂縫的發(fā)生率增大，所以必須進行控制制造的過程用水量。

3 大體積混凝土溫度裂縫的基本控制措施

3.1 通過原材料品質加強溫度裂縫的控制

首先從原材料入手進行研究，應選用水熱化較低的水泥種類，并且在生產的過程中，盡可能的控制水泥用量，保證用量盡可能少。同時為提高其品質，盡可能避免水熱化的影響，在水泥中摻雜有力與延緩終凝時間的相應材料。礦渣水泥具有良好的性質，并且在目前被廣泛應用于大體積混凝土的生產。控制水泥用量最重要的原因是能夠減少水熱化效應，水化熱主要產生在凝固的過程中，而增加凝固時間可以加大散熱，減少溫度應力的影響。

3.2 在設計中加強溫度裂縫的控制

（1）適當?shù)牡鼗幚怼：侠淼牡鼗幚砟軌驕p少約束條件，從而減少地基阻力，這樣也就減少了溫度應力，有利于降低溫度裂縫的發(fā)生可能性。當?shù)鼗鶠閹r基或者老混凝土基時，同樣為保證效果需要相應操作，可以通過滑動層的設置來實現(xiàn)。

（2）合理布置分布鋼筋。在進行大體積混凝土的生產中，其中會含有大量的鋼筋，而鋼筋的數(shù)量卻也會對大體積混凝土產生影響。鋼筋數(shù)目越多，表面收縮裂縫控制的效果就會越好，所以在進行生產的過程中應該合理布置鋼筋。在其中加入鋼筋之后，大體積混凝土的整體性以及抗拉性就會提高，并且當裂縫產生的時候，在鋼筋的作用下，溫差裂縫的寬度等也會減小。但是在其中布置鋼筋的時候必須做到合理，并不是越多越好，進過長期實踐發(fā)現(xiàn)，細而密的方式相比較而言效果更好。一種方式是細而密，另一種方式是粗而疏，實踐表明，細而密的鋼筋布置效果更好?；炷梁弯摻罨炷两Y構的表面常常會發(fā)生細而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。

3.3 在施工中加強溫度裂縫的控制

在施工過程中也積極采用各種方式來實現(xiàn)對溫差裂縫的控制，其中一個重要的方式就是采用分塊澆筑的方式來進行施工。一種是分層澆筑法，另一種是分段跳倉澆筑法。常見的有全面分層法，還有分段分層法等澆筑方案。

在進行澆筑的過程中，方案的選擇主要受到時間的影響。所以說利用這一方案進行澆筑的時候一定要注意其中的時間間隔，一定選擇合適的時間，既能夠保證下層的溫度不會太高，又能夠保證上層很好的和下層結合。選擇一個合適的施工措施以及澆筑措施對于溫差裂縫的防控具有重要意義。

3.4 在養(yǎng)護中加強溫度裂縫的控制

在實際施工中發(fā)現(xiàn)大大多數(shù)的混凝土的裂縫只是集聚在混凝土的表面，而是不規(guī)律地分布在不同的深度。造成這種現(xiàn)象的原因是施工的不同深度的溫度不同形成了溫度梯度造成了。實踐發(fā)現(xiàn)，在某些的施工區(qū)域如果溫度驟降，產生裂縫的幾率更大。所以，在施工中要保證施工的質量就注重防護，從混凝土的保溫做起，防止表面的裂縫的產生。為了保持適宜的混凝土使用的溫濕條件，保證施工中混凝土不會隨溫度變化出現(xiàn)變形、裂紋等問題，混凝土的早期養(yǎng)護是必要的，與環(huán)境以及混凝土的溫濕條件密切相關。

從以上分析，不難發(fā)現(xiàn)在混凝土的澆筑施工中，早期的養(yǎng)護是混凝土整個養(yǎng)護過程的關鍵，是施工中應該密切注意的問題之一。在混凝土的使用過程中，也應該注意混凝土的養(yǎng)護，及時補水，地面要注意保濕，嚴格按照施工順序完成施工過程。防止其硬化失水，減少施工中裂紋產生的可能性。

導致混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的主要原因包括外界氣溫變化、溫度的梯度變化和混凝土自身的伸縮變形等。所以，要減少大體積混凝土溫度裂縫，就應該結合實際的施工環(huán)境和方案，對施工中用到的混凝土進行溫濕等條件的調控。首先在設計的時候就應該充分考慮各方面因素，在施工和后期的使用中應該注意養(yǎng)護，避免大體積混凝土溫度裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，保證工程的順利完成和工程的施工質量，為實際施工問題避免提供科學依據(jù)。

參考文獻：

[1] 侯榮偉.大體積混凝土基礎板內部溫度監(jiān)測及裂縫控制[D].中南大學，2014.