温度对大体积混凝土的作用机理分析

【摘要】随着国民经济的快速发展，大体积混凝土技术也在工程施工中发挥着越来越重要的作用，由于混凝土自身是不良的导热材料（热量聚集在混凝土内部不易散发），大体积混凝土施工过程中对于混凝土温度的控制就显得尤为重要。温度工作没有控制好，大体积混凝土容易受到外部约束和自身约束的影响，产生相应的自生应力，从而导致大体积混凝土出现裂缝为工程项目造成不必要的损失。

【关键词】工程；大体积混凝土；裂缝；温度

一、大体积混凝土裂缝产生的原因

1、荷载引起的工程混凝土裂缝。2、施工过程操作不当引起的工程混凝土裂缝。3、大体积混凝土水化热引起的内外温差造成的混凝土裂缝。

二、大体积混凝土裂缝的控制

研究表明大体积混凝土产生裂缝的一个主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。内部温升，防止结构出现温度裂缝，利用粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的方法之一。在混凝土施工中加入适量的外加剂，不仅可以改善混凝土的和易性，减少水泥用量，减少混凝土的温升，还可以降低水化热释放的速度，延缓水化热释放的时间。

1.1大体积混凝土配合比设计要点

1.1.1水泥的选择

大体积混凝土施工中应尽量选择水化热低的中热水泥或者矿渣水泥。大体积混凝土中的水化热的产生主要由于胶凝材料，应主要选择C3S、C3A含量的水泥品种。

1.1.2 石料的选择

大体积混凝土具有的良好的级配才能让大体积混凝土具有高的强度、较低的水泥用量、最佳的和易性。在骨料选择时，应尽可能选择粒径较大的骨料粒径范围控制在5到20mm左右，从而达到配比最优的目的。

1.1.3外加剂的选择

粉煤灰在大体积混凝土施工的过程中，能够改善混凝土的活性效应、形态效应和微集料效应。表一为大体积混凝土配合比及性能统计表。

1.2、施工过程中的控制措施

1.2.1严格按照配合比施工

要求计量称重和控制搅拌时间，混凝土搅拌均匀，保证混凝土质量；同时控制混凝土车运输和停留时间，避免运输、停留时间过长，减少水分损失；对工程上部结构如面板等混凝土施工时，混凝土泵出料口宜采用布料机施工作业，使作业面布料均匀，避免混凝土不均的离析现象等。

1.2.2保温养护

通过减少混凝土表面的热扩散，从而降低大体积混凝土浇筑体的里外温差值，降低混凝土浇筑体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑体的降温速率，延长散热时间。充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性，利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土承受外约束应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。

二、大体积混凝土温度控制

2.1大体积混凝土温度分析

混凝土内部温度主要受到水泥水化热和混凝土入模温度的影响和自身所储备的热量的影响，在绝热的状态下，混凝土内部的温度为上述影响因素的总和。但是在实际大体积混凝土施工的过程中，混凝土的外部散失热量往往较大，内部的热量散失较小，施工的过程中并不能做到完全绝热。

外部因素、内部因素以及气候条件和养护条件都直接影响着混凝土内部温度条件的改变，并形成了一条温度变化曲线。

从图一中可以看出，大体混凝土内部的温度的分布式呈梯状分布的，温度场基本均匀。就工程工程大体积混凝土而言，单纯的大体积混凝土内部的温度不能造成混凝土裂缝的产生，只有在气温和混凝土表层温度存在较大的差距时，才容易产生温度应力，当温度应力超过混凝土本身的抗拉能力时，就容易造成混凝土表层的开裂随着温差的存在，裂缝还会继续向裂缝深层发展，严重影响大体积混凝土的工程质量。

2.2控温措施

混凝土中心温度和混凝土表面温度之差不应大于25°，再一个就是混凝土表面温度与大气温度之差不应大于25°。经过现场实际测温数据计算混凝土温差结果见表二。

2.2.1保温材料的铺设

可选用毛毡对大体积混凝土进行保温，将毛毡盖在混凝土的外露面，毛毡上铺塑料薄膜，薄膜上铺一层毛毡，薄膜间与毛毡间应互相搭接，确保混凝土无外露部位，以保湿，混凝土浇筑后必须认真测量实际内外温差，以指导养护工作，若中心温度处于平稳期，且内外温差又能保持在规定的25℃范围内，可适当拿掉土工布以透气，但此操作必须在测温监控下进行。如混凝土内外温差超过25℃，则增加覆盖毛毡等养护材料。

2.2.1温度测试

为控制混凝土内外温差，避免温差裂缝，在混凝土浇筑完后，应及时测温并随时将结果反馈。为保证和减少测温的误差，测温选择责任心较强的人员组成测温小组，进行24小时温度监控。在正式测温以前，测温人员必须经过专业培训，熟练掌握测温技术。

为了测温工作做到有条不紊，根据施工特点以及现场实际情况，选择有代表性的部位设置测温点。每个测温点均埋设三组测温线，分别测混凝土上、中、下部温度，导线用颜色区分混凝土上、中、下测温部位，每组测温点距顶面的距离分别为2200mm、1200mm、100mm，浇筑12小时后上人测温。此外大气中布设1个测温点，以比较混凝土表面温度与大气温度之差。前3天隔4小时测温一次，4-14天每8个小时测温一次，15天开始每24小测温一次，混凝土中心温度与大气差小于15℃时停止测温。

结束语：

大体积混凝土施工过程中，温度控制和裂缝控制对于保证大体积混凝土的施工质量作用尤为重要，从施工过程，通过相关手段对施工过程控制和温度控制，完全可以控制和减少大体积混凝土裂缝的产生，从而保证工程的施工质量和安全。

参考文献：

[1] 曹可之. 大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J]. 建筑结构，2002，（8）：30- 32.

[2] 朱伯芳. 大体积混凝土温度应力与温度控制[M]. 北京：中国电力出版社，1998.

[3]叶琳昌，沈义.大体积混凝土施工[M].中国建筑工业出版社，1987.