浅析大体积混凝土施工的温度裂缝控制及措施

摘要：温度裂缝是大体积混凝土施工中最主要的有害裂缝,而收缩应力及温度应力是大体积混凝土产生裂缝的主要原因.本文重点对大体积混凝土的温度裂缝控制及施工措施进行了探讨.

关键词：大体积混凝土 裂缝 温度

Abstract: the temperature cracks of concrete construction is the most harmful cracks, and shrinkage stress and temperature stress of concrete are the causes of cracks. This article focus on the mass concrete temperature crack control and construction measures are discussed.

Keywords: mass concrete temperature crack

中图分类号： TV544文献标识码：A 文章编号：

随着大体积混凝土结构在现代工程建设项目中越来越广泛的应用，对大体积混凝土的研究就显得尤为重要。大体积混凝土中由于温度效应引起裂缝并造成危害的现象广泛存在，而建筑物的破坏和渗漏又往往始于混凝土的有害裂缝，所以在大体积混凝土施工的过程中控制有害裂缝就成了重中之重，多年来，通过大量试验研究，己经证实：大体积混凝土的裂缝主要是温度裂缝，因此研究控制温度裂缝的方法和预防措施就成了保证建筑物经久耐用的关键所在。

1．温度裂缝及其成因

1.1温度裂缝及其种类

混凝土随着温度的变化而发生膨胀、收缩，从而引起的裂缝称为温度裂缝。贯穿裂缝将结构断面切断，可能破坏结构整体性、耐久性和防水性，影响正常使用，危害严重。

由于大体积混凝土水化热产生的温度应力引起的裂缝主要有以下四种：

(1)混凝土浇筑初期升温阶段，水泥水化产生大量水化热，混凝土表面散热迅速，而内部较慢，内外的温差产生内约束，结果就是内部产生压应力，面层为拉应力，当此拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就是产生裂缝。

(2)混凝土硬化后期降温阶段，此阶段与上述阶段相反，是外约束，从而使内部混凝土中形成较大的拉应力而导致开裂。

(3)升温阶段中，此时混凝土没硬化产生强度，故地基、基础周边条件对其不形成约束应力。当是降温阶段，混凝土己有强度并且与边界条件形成一体，混凝土冷缩产生拉应力时而开裂。

(4)混凝土的干缩受到边界的约束产生拉应力而导致开裂。

后三种裂缝严重时会形成贯通裂缝，破坏结构整体性、耐久性、防水性，影响正常使用。

1.2温度裂缝的形成

对于大体积混凝土, 因为大量使用水泥, 且其截面尺寸较大, 因此, 水泥释放的水化热会引起混凝土温度的较大变化, 大体积混凝土的温度应力产生裂缝的原因可以分为以下两种:

(1)在混凝土浇注初期, 由于大量水化热的产生, 混凝土的温度上升很快, 然而, 因为混凝土表面的散热条件远比其内部散热条件要好, 形成了温度梯度, 这种温度梯度将会产生混凝土表面裂缝。

（2） 在浇注后若干天, 水泥的水化热已基本上释放完毕, 混凝土逐渐降温, 由于地基和边界条件的限制,这样的降温引起的混凝土收缩并不能够自由变形, 这也是造成混凝土裂缝形成的原因之一。

2.温度裂缝的控制和措施

混凝土工程的裂缝受设计、原材料、配比、施工工艺方法、施工质量、养护、环境等多种因素的影响，我们在进行裂缝控制时就应该从多方面综合考虑，加大技术投入，进行严格的质量控制和管理，狠抓各个环节，确保施工质量。

2.1结构设计方面措施

首先要进行混凝土的抗裂设计，主要是指合理地设计平面和立面，避免截面的突变，从而减小约束应力，合理布置分布钢筋，避免选用高强度混凝土，充分利用混凝土60天或90天强度。

2.2混凝土材料方面的选择

控制大体积混凝土的开裂，从在材料方面考虑，主要从减小混凝土的收缩，降低水化热，增强混凝土抗拉强度等方面入手。

2.3大体积混凝土的温度应力计算

在建筑工程中，尤其是应用在高层建筑工程中的大体积混凝土，具有下述特点：混凝土强度级别高，水泥用量较大，因而产生的收缩变形也大。均为配筋结构且配筋率高，而配筋对控制裂缝是有利的。其几何尺寸不是十分巨大，水化反应温升快，降温散热亦快。因此降温与收缩的共同作用是引起混凝土开裂的主要因素。

因此大体积混凝土施工中控制裂缝的方法不像块体混凝土那样，要采用特别的低水化热水泥和复杂的冷却系统，而主要依靠合理配筋，采用合理的混凝土配比、合理的施工与养护措施，以提高结构的抗裂性。为此, 我国的水利电力科学研究院也对混凝土坝的温度应力进行了大量的理论研究和模型试验，取得了不少研究成果。继续加强这方面的研究进度,通过计算温度应力,对控制温度裂缝有深远的科学意义.

2.4大体积混凝土的温度监控

2.4.1温度监控内容

关于大体积混凝土的温度监控，不仅仅是监测大体积混凝土内部的温度变化，其内容还有混凝土中材料的选择、配合比(特别注意的是水泥用量)，其所用材料的预冷却或加热，控制浇筑厚度与方法，养护方法等。这其中又以混凝土的养护方法起主要作用。因此，对于大体积混凝土的养护，原则上不仅要满足强度要求，还应通过温度控制，防止温度应力引起的裂纹，在温度控制时注意以下问题：

(1)要清楚因温度应力而引起的结构物开裂这一问题提出的温度控制理论。

(2)温度控制时，应根据材料、外界条件、施工因素综合考虑养护温度。

(3)根据温度控制的要求，和计算得到的各龄期内的温度应力，采取必要的适合的温度控制措施。

2.4.2温度控制原则

温度控制重点就是对浇筑温度和最高温度进行人为的控制，养护阶段应注意以下两点：

(1)混凝土的内部最大温度与外表面温度之间的差值应小于25℃。

(2)拆模时间应综合考虑各个因素，保证拆模时温差不能太大，有利于混凝土强度的正常增长。

2.4.3温度控制方法

温度控制方法在前面已有表述，循环水降温法和保温法。

2.5减小环境气候的影响

在施工过程中，充分考虑外界环境因素对施工的影响，比如尽量不选择高温炎热的夏季和低温的动机施工,不选择大风的天气施工,对可能影响大体积混凝土浇筑的因素要由一定的预见性,并有一定的技术措施和应急准备工作保证施工质量.

3 大体积混凝土施工方案和施工措施

大体积混凝土裂缝的产生是由多种因素造成的，主要原因是由温度应力引起的，要想避免裂缝的产生也应该从多方面进行考虑，合理的方案设计和措施是保证施工质量的关键。

3.2设计方面

(1)合理的平、立面设计，避免截面设计中的突变，最大程度的减少约束应力；

(2)合理的钢筋设计，尽量采用小直径、密间距的分布筋；约束应力较大的变截面处设计分布筋；

(3)在满足条件的的情况下尽量选用中低强度混凝土，合理的采用后期强度；

(4)在基础设计时合理的选用滑动层来减小地基的约束。

3.3材料方面

(1)合理的选用材料，科学地选用材料级配；

(2)精心选材，狠抓管理，含泥量必须满足要求。

3.4施工方面

(1)科学的选用养护方法(如草袋和塑料薄膜进行保温和保湿)，保证养护质量；

(2)合理的控制混凝土的水化热，保证混凝土中心与外表面的最大温差不大于25℃；

(3)采取措施控制降温速度，保证其值小于1．5℃/d；

(4)选择合理的施工方法，采用跳仓法施工，选用合适的后浇带组织施工。

4 结论和建议

综上所述，要降低大体积混凝土施工中温度裂缝的产生，首先在施工过程中要采取一切可能措施降低混凝土的温度应力，其次对于混凝土内外温差控制的最简单有效的方法是控制其表面温度，这样可以降低温差以控制温度裂缝的出现，第三施工方还可以利用计算机数据采集系统对大体积混凝土施工过程进行实时的温度监控是一个非常有效的温度监测手段. 采用这样的方法可以随时发现测点的温度变化从而达到加强温度监测的目的。

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