浅论大体积混凝土温度裂缝的控制

【摘 要】现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。

【关键词】大体积混凝土；温度；裂缝；控制

0.引言

大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于混凝土中水泥水化要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25℃时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25℃时，其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土。

大体积混凝土具有结构厚大、浇筑量大，工程条件复杂，且多为现浇超静定结构混凝土，施工技术和质量要求高等特点。因此，除了必须具有足够的强度、刚度、稳定性外，还应满足结构整体性和耐久性要求。[1]建筑工程中温度，作为一种变形作用，在混凝土结构中引起的裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。这两种裂缝在不同程度上都属于有害裂缝。一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。以下本文从大体积混凝土的原材料控制、施工工艺方法控制、裂缝的处理措施三方面进行论述：

1. 大体积混凝土的原材料控制

混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。

1.1 应选用低水化热的水泥品种材料。如中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

1.2 再有，掺加掺合料。国内外大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。 特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。

1.3为控制混凝土的入模温度，使其浇筑温度不超过28℃（指混凝土入模振捣后，在50毫米――100毫米深处的温度），要求混凝土搅拌站采用低温井水拌制混凝土，骨科放置在遮阳篷中。避免阳光直晒。现场泵送时，管道用湿毛毯覆盖，常洒水降温。

2. 大体积混凝土施工工艺方法上的控制

2.1就混凝土入仓浇筑的工艺来说，有全面分层法，分层分段法，斜面分层法。全面分层法，强度小，平面尺寸小，入仓强度能满足要求的情况下，采用。 矩形平面尺寸，厚度大，常采用分层分段法，或斜面分层法。

2.2 振动工艺。严格控制振捣时间。混凝土施工中充分振捣可使骨科和水泥浆在模板中得到致密排列，有助于混凝土的密实性和抗裂性的提高。但过分振捣将使粗骨科沉落并使表层混凝土有较大收缩性，水分蒸发后易集聚形成凝缩缝。一般要求振捣手控制在20秒一30秒，或观察混凝土表面不冒气泡且已有部分泛浆即可。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

2.3养护工艺。加强混凝土的养护，这是保证混凝土强度的一道重要工序。认真做好大体积混凝土的养护，采用覆盖一层塑料薄膜和一层麻袋片的方法，由专人负责覆盖及洒水养护，确保7天的养护期。可达到保温和保湿的目的，保证混凝土表面温度不至过快散失而产生表面裂缝，同时可使由混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于其抗拉强度，避免产生贯穿裂缝。根据现场温度实测，将混凝土的内外温差控制在25℃以内，较好地防止了尚处在强度发展阶段的混凝土表面产生干缩裂缝。[2]

2.4混凝土表面是外观质量的关键工艺。采用两道木抹和一道铁抹的工艺。第一次采用长柄木抹，主要是将表面挤压平整，使表面的水泥乳浆均匀分布，浆液厚度为3毫米一5毫米。待表面收水时，进行第二道木抹抹面，其作用是赶出表面泌水。二次抹压表面处理，有利于减少混凝土早期塑性裂缝，闭合泌水收缩裂缝。最后一道铁抹需待泌水赶出后，方可进行。将表面砂粒压入浆面，至有青色呈出即可。过度的抹平压光也会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层。水泥浆中的Ca（OH）2与空气中的CO2反应生成碳酸钙，放出结合水而混凝土表面碳化收缩，导致表面龟裂。

2.5分层测温。《混凝土结构工程施工及验收规范》中规定“对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取措施。并按需要测定浇筑后的混凝土表面温度和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内，当设计无具体要求时，温差不宜超过25℃”。为保证工程质量，采取测温手段是必要的，测温孔均匀分布于基础平面，一组设三层，埋设深度自下而上为100毫米、900毫米、1700毫米。在混凝土的升温阶段每2小时测温一次，降温阶段每6小时测温一次。并同时测定环境温度，直至温度稳定为止。[3]

3.裂缝的处理措施 裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况，我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。[4] 混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：

3.1表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3.2嵌缝法。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。

3.3结构加固法。 当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

由于高层建筑、高耸结构物和大型设备基础的出现，大体积混凝土也被广泛采用，大体积混凝土结构的温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。因此广大工程技术人员和管理人员都应高度重视大体积混凝土温度裂缝的控制力争把裂缝降到最低水平。

参考文献：

[1] 江正荣.朱国梁《.简明施工计算手册》. [M].中国建筑工业出版社，1991.

[2] 郭杏林.《混凝土工程施工细节祥解》.[M].机械工业出版社，2007.

[3] 彭立海.《大体积混凝土温控与防裂》. [M].黄河水利出版社，2005.

[4] 沈春林.《地下室防水工程实用技术》. [M].机械工业出版社，2005.