浅谈大体积混凝土温度控制和裂缝防治技术

霍小龙

天水永生建筑工程有限责任公司甘肃天水741000

摘要：随着我国经济的高速发展，大体积混凝土已经广泛应用在工程中，但是由于各种原因而导致了有害裂缝的产生，这些裂缝对结构的功能和外观都会产生一定影响，本文介绍大体积混凝土的定义和大体积混凝土裂缝形成的原因，并提出相应的控制与防治措施，保证大体积混凝土工程的施工质量。

关键词：大体积混凝土；温度控制；裂缝防治

1导言

混凝土施工出现开裂是混凝土结构裂缝劣化的体现，并伴随其他病害。主要致因之一是对混凝土温度应力变化控制不到位，混凝土在施工过程中受到外界因素及自身温度的变化，非常容易出现形式多样的裂缝，破坏了其整体性，对建筑物的安全造成巨大的影响。因此在大体积混凝土施工中，控制混凝土的温度应力以及内外温差具有十分重要的意义。

2大体积混凝土定义

在《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55－2011）中，大体积混凝土的定义为：“混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土”。在大型桥梁、高层建筑、水利大坝等工程中，大体积混凝土结构应用十分广泛，在施工和养护过程中，大体积混凝土会因各种原因产生裂缝，影响结构的力学性能，造成混凝土的质量问题，严重的还会导致安全事故。因此，防止施工中出现有害裂缝是大体积混凝土施工的关键问题。大体积混凝土裂缝按深度不同，可分为表面裂缝（危害性较小，但影响结构外观）、深层裂缝（部分地切断了结构断面，影响结构耐久性）和贯穿裂缝（切断了结构断面，破坏结构的整体性和稳定性，危害性较大）三种。

3大体积混凝土温度裂缝产生的原因

3.1原材料的原因

大体积混凝土施工过程中，容易出现水灰比不稳定、材料不均匀。在运输和浇筑的过程中非常容易出现离析的现象，导致大体积混凝土各部位抗拉强度不均匀。当混凝土内部的应力超过了本身的抗拉能力的时候，就会导致出现裂缝。

3.2混凝土硬化产生的裂缝

混凝土浇筑后强度会逐渐的增长，其内部会逐渐产生大量的水化热。伴随着内部温度不断升高，体积逐渐膨胀，内部产生拉应力。而初期的混凝土强度不高，混凝土体积收缩过程受到地基或者固化混凝土的约束，就会容易导致出现裂缝，甚至会发展形成贯通裂缝。

3.3混凝土表面温度变化形成温度裂缝

施工处于夏季或者气温温差不大的环境当中，混凝土硬化结束后温度基本趋于温稳定。但是表面温度容易受到外界环境的影响，如养护不到位、夏季高温后雨淋、温差变化大都会使得混凝土表面产生非常大的拉应力，进而产生裂缝。因此外界环境温度的变化尤其要引起注意，外界温度高，混凝土温度下降速度比较慢，浇筑所产生的温度也会随着增高；相反地外界温度下降快，混凝土温度下降会加速，增大混凝土内外的温度差，这样的环境非常容易致使大体积混凝土出现裂缝。

4大体积混凝土裂缝控制的主要措施

4.1有效控制大体积混凝土的施工温度

大体积混凝土施工温度控制是一项非常重要的工作。通过温度控制可以对混凝土分层、施工工艺及冷却工作进行调整，确保混凝土减少裂缝的出现。大体积混凝土施工温度控制要贯穿于混凝土加热、拌和、运输、浇筑及后期保养的全过程。上述工序中要特别注意混凝土分层浇筑、温度通知、通水冷却、保养养护。主要内容：①施工过程中保证混凝土能够持续供给，根据现场实际施工情况布设拌合楼，确保混凝土的及时供给；②混凝土原材料的温度也是非常关键的因素，与水化热一样极易导致出现混凝土裂缝。这对于混凝土的拌和效果影响非常明显。拌和前及时测量原材料的温度，将混凝土浇筑的温度控制到位；③为了有效控制大体积混凝土施工稳定，必须要采取工艺措施，如在一些工程中可以根据设计图纸布设冷却管，主要是为了达到降温的目的。冷却管的安装要安全可靠，使用之前要进行测试，防止出现漏水和阻塞现象的出现，影响其功能的发挥。

4.2优化混凝土配合比

水化热的作用使混凝土内外形成较大的温差，应使用水化热较低的水泥（如矿渣水泥），以降低水泥水化所产生的热量，从而控制混凝土的温度升高，避免裂缝的产生。除此以外，混凝土配合比在设计时还要注意以下几点：（1）在保证混凝土强度的前提下，尽可能降低水泥的用量，水灰比不宜大于0．55。（2）严控骨料的含泥量和级配。含泥量过大会加大混凝土的收缩和降低混凝土抗拉强度，导致混凝土开裂，混凝土砂率宜为38%～45%。（3）根据工程特点和环境选用合适的外加剂，改善混凝土的性能。常用的外加剂有：①膨胀剂，其产生的微膨胀能在一定程度上补偿混凝土的收缩，避免收缩裂缝的产生。②减水剂，它能减少拌合水用量，降低水灰比，增加混凝土的密实度和强度，降低裂缝产生的可能性。③缓凝剂，它能延缓水化反应，降低结构内外温差，避免裂缝的产生。（4）控制好混凝土坍落度，不宜过大，一般在120±20mm即可。

4.3浇筑与振捣措施

混凝土在浇注时，可采用分层和分段的施工方法，利用浇筑面散热和降温，降低结构产生裂缝的可能性。底层混凝土应在初凝前被上一层混凝土覆盖并浇注振捣完毕，并且要考虑结构尺寸、钢筋分布、预埋孔洞和混凝土运输的影响，常用的浇筑方法有：（1）全面分层：此法适用于平面尺寸不大的结构。施工时从短边开始，沿长边方向进行浇筑。必要时也可由中间向两端或由两端向中间同时进行浇筑，在第一层全部浇筑完毕后，再浇筑第二层，如此逐层连续浇筑，直至完工，分层厚度宜为1．5～2．0m。（2）分段分层：此法适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。它是将结构从平面上分成几个施工段，厚度上分成几个施工层，先浇筑第一段各层，然后浇筑第二段各层，如此逐段逐层连续浇筑，直至完工。（3）斜面分层：适此法用于混凝土的流动性较大且长度超过厚度三倍的结构，要求斜面的坡度不大于1/3，混凝土的浇筑和振捣从下端开始，逐渐上移，确保混凝土的施工质量。

4.4养护措施

积极做好混凝土的养护工作，防止混凝土的水分流失，保证水泥水化反应的正常进行，避免混凝土表面温度突变造成的收缩裂缝。养护的关键是控制混凝土内外温差，保持适当的养护温度和湿度。（1）降低混凝土内部温度。在混凝土内部相应位置预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部温度。冷却水的温度越低，冷却水与混凝土温度的温差越大，冷却效果越明显。还可在混凝土内投毛石，大块石可以吸收热量，降低混凝土内部温度，有效控制混凝土开裂。（2）保持混凝土表面温度。在混凝土表面铺设保温材料（如草袋、土工布、塑料薄膜等），把混凝土散热过程中的内外温差控制在20℃以内，并尽可能延长养护时间，拆模后及时回填或再次覆盖保护。提前埋设测温探头，监控混凝土内部温度，控制好混凝土内外温差。

5结束语

大体积混凝土温度裂缝产生的原因很复杂，在施工过程中也难以避免。设计之初考虑到温度裂缝这一因素，提前做好设计安排；在材料选择的过程中要尽量选择热量低、放热慢的原材料；施工过程要严格按照施工方案，选择合适的浇筑方式；后期需要注意加强养护，只有做到了这些，才能最大限度减少温度裂缝的出现，保障工程质量。

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