對(duì)高溫下大體積混凝土超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)防裂的思考

李鳴鶴

（中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司， 天津 300456）

混凝土的裂縫一般是在澆筑的短期內(nèi)形成的，而一般這個(gè)時(shí)期的設(shè)計(jì)荷載還并沒(méi)有作用在相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)上，所以混凝土出現(xiàn)裂縫是由外荷載導(dǎo)致的，這種情況是很少見(jiàn)的。相反地，其內(nèi)部呢？眾所周知，水泥的水化是要放熱的，而對(duì)于大體積的混凝土來(lái)說(shuō)，它自身又有一定程度的保溫作用，所以就溫度的變化來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的升溫幅度要比外部的強(qiáng)很多，相應(yīng)地，在溫度達(dá)到一定峰值而開(kāi)始降溫時(shí)，其內(nèi)部溫度要升得比外部慢很多。

1 大體積混凝土常見(jiàn)的裂縫

在日常的建筑工程中比較常見(jiàn)的大體積混凝土裂縫有貫穿性裂縫和表面裂縫兩種。前者的特點(diǎn)是向上延伸，一般在底部的裂縫最大而在頂部的裂縫卻相對(duì)較小，這種裂縫的殺傷力較大，它一般會(huì)破壞裂縫的整體性和穩(wěn)定性等。而后者產(chǎn)生的原因主要是由大體積混凝土內(nèi)外溫差導(dǎo)致的，此類(lèi)混凝土的裂縫一般形成在初期，它對(duì)整體沒(méi)有什么大的傷害，主要的破壞全部聚集在表面，呈不規(guī)則的形狀，但表面的裂縫也會(huì)逐漸的對(duì)內(nèi)部產(chǎn)生一定的作用使得裂縫更大。因此，大體積混凝土的開(kāi)裂不僅要控制貫穿性的開(kāi)裂，還要注意表面裂縫。

2 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

2.1 水泥水化是放熱反應(yīng)

混凝土的厚度比較大，而水泥在水化時(shí)又會(huì)放出很多的熱量，這使得水泥在水化時(shí)產(chǎn)生的熱量被全部封存在內(nèi)部散不出來(lái)，此時(shí)可能會(huì)造成溫度的急劇升高。另外，對(duì)于大體積的混凝土來(lái)講，其導(dǎo)熱性能、彈性模量和強(qiáng)度等因素都會(huì)在不同程度上影響著大體積混凝土的溫度應(yīng)力和變形約束。逐漸地，混凝土的齡期會(huì)不斷增長(zhǎng)，相應(yīng)的，其彈性模量和強(qiáng)度也會(huì)不斷的提高，隨著以上因素的變化大體積混凝土的變形約束也會(huì)有一定的改變，具體的，會(huì)使得大體積混凝土在降溫收縮時(shí)的約束較之前增強(qiáng)很多。

2.2 混凝土收縮的影響

大體積混凝土在外界因素的影響下，其變化會(huì)非常復(fù)雜，通常情況下，自發(fā)變形在遇到外界的約束時(shí)，會(huì)形成拉應(yīng)力使混凝土產(chǎn)生裂縫。而導(dǎo)致大體積混凝土開(kāi)裂的收縮主要有三種，分別是塑性、干燥和溫度的收縮，這三種收縮都會(huì)在不同程度上影響著大體積混凝土的收縮情況，最終導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

2.3 外界氣溫和濕度的影響

在建筑工程中，對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的影響因素有很多種，但最影響最大、最主要的因素就是外界氣溫的變化。大體積混凝土內(nèi)部的溫度組成比較特殊，也比較復(fù)雜，它主要是由澆筑的溫度、散熱的溫度、大體積混凝土水化時(shí)放出的熱量等多種溫度疊加形成的。而在這些溫度中，起主要作用的就是澆筑溫度，它與外界溫度成正比關(guān)系，即隨外界溫度的升高而升高，一旦外界溫度下降的過(guò)快，就會(huì)造成很強(qiáng)的溫度應(yīng)力使得混凝土出現(xiàn)裂縫。除溫度以外，對(duì)大體積混凝土影響最大的就是外界的濕度了，如果外界的濕度一旦開(kāi)始下降，就會(huì)在一定程度上加快混凝土的干縮速度，從而進(jìn)一步造成大體積混凝土的開(kāi)裂。

2.4 其它因素的影響

對(duì)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的影響因素有很多，除了上文中提到的水泥的水化、大體積混凝土的收縮以及外界的溫度和濕度以外，還有不均勻沉淀的建筑物基礎(chǔ)，這也是導(dǎo)致大體積混凝土發(fā)生開(kāi)裂的主要原因之一。另外，混凝土的配比如果不是標(biāo)準(zhǔn)的比例或者配比不良也會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

3 大體積混凝土超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)防裂的對(duì)策

3.1 加強(qiáng)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

溫度的影響對(duì)于大體積混凝土來(lái)說(shuō)是非常大的，所以要想改善大體積混凝土超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的裂縫現(xiàn)象，就得在溫度方面進(jìn)行一定的干預(yù)，主要的途徑是進(jìn)行保溫或保濕的養(yǎng)護(hù)方法，通過(guò)干預(yù)來(lái)防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫度梯度的變化，改善由溫度應(yīng)力造成的混凝土開(kāi)裂。而保溫保濕的具體做法是：首先可以在建筑的過(guò)程中，對(duì)使用到的混凝土表面可以加蓋兩層塑料薄膜，對(duì)蓋塑料薄膜的時(shí)間也應(yīng)該加以控制，一般是在混凝土剛開(kāi)始凝固的時(shí)候，這樣做可以防止水分的蒸發(fā)，為了保溫保濕的效果可以更好一點(diǎn)，另外還需要在再加蓋三層濕麻袋，要想盡可能完美的做到保溫保濕工作，就應(yīng)該考慮到天氣的各種可能性，所以，為了防止突然的降雨天氣造成的外界環(huán)境溫度下降，可以在濕麻袋的外面再加固一層塑料膜，這層塑料膜的作用是隔離雨水，還可以保持濕麻袋表面的溫度，從而在一定程度上縮小了大體積混凝土內(nèi)外的溫差。

3.2 施工方法要合理化

對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的大體積混凝土來(lái)說(shuō)，其發(fā)生開(kāi)裂的原因除了一些不可抗拒的外界因素外，還有在施工過(guò)程中認(rèn)為操作的原因，因此合理的選擇施工方法，讓每一位施工個(gè)人的操作更加專(zhuān)業(yè)化可以有效的防止大體積混凝土的開(kāi)裂現(xiàn)象。在施工的過(guò)程中，對(duì)混凝土主要的操作有：澆筑、振搗和溫度控制等。對(duì)于澆筑來(lái)說(shuō)，規(guī)范化的種澆筑手段可以讓大體積混凝土在水化時(shí)產(chǎn)生的熱量盡快散去，從而在一定程度上可以有效的降低混凝土內(nèi)外的溫差。對(duì)于振搗來(lái)說(shuō)，可以在每一個(gè)澆筑帶的前后設(shè)置兩個(gè)振動(dòng)器，第一個(gè)主要是用來(lái)解決上部振實(shí)，而第二個(gè)解決下部。對(duì)于溫度的控制來(lái)說(shuō)，要根據(jù)不同季節(jié)的溫度特征來(lái)選擇相應(yīng)的溫控方法。

3.3 仔細(xì)篩選混凝土的材料

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因除了一些外界因素的影響和不可避免的工作操作誤差外，還有一點(diǎn)就是其材料的選擇。因此，要想預(yù)防大體積混凝土開(kāi)裂就得在混凝土材料的選擇上進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。比如：對(duì)于超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，在材料的選擇上更要謹(jǐn)慎，因?yàn)樗嘣谒瘯r(shí)會(huì)放出大量的熱量，所以在選擇材料時(shí)要盡量用低熱或者中熱的水泥，這樣才不至于使混凝土內(nèi)部的溫度達(dá)到峰值；混凝土發(fā)生裂縫的原因多是它凝固的速度過(guò)快、可塑性不好，因此可以摻入一些外加劑來(lái)有效的降低混凝土發(fā)生裂縫的可能。除了材料的選擇，其操作方法對(duì)裂縫產(chǎn)生也有一定的影響，比如混凝土的攪拌做到規(guī)范，這樣才能在攪拌中降低澆筑的溫度，從而在一定程度上降低混凝土發(fā)生裂縫的可能。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的建筑工程還是存在著各種各樣的問(wèn)題，這些問(wèn)題都比較常見(jiàn)卻沒(méi)有得到很好的解決，高溫下超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)大體積混凝土的開(kāi)裂問(wèn)題就是其中之一。當(dāng)前，高溫下大體積混凝土的防裂問(wèn)題也是建筑行業(yè)一直面臨的一個(gè)問(wèn)題，如何有效的控制混凝土的開(kāi)裂，本文對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。綜上所述，要想有效的預(yù)防高溫下大體積混凝土超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的裂縫，就必須得改善建筑過(guò)程中的施工方式，提高施工的質(zhì)量，另外，對(duì)于工人的操作方式也需要進(jìn)行合理化和規(guī)范化的要求。上述方法都可以在很大程度上改善高溫下大體積混凝土發(fā)生裂縫的現(xiàn)象。