大体积砼温度裂缝控制措施浅析

[摘要]在实际工程施工中，根据现有的理论和实践经验总结出来的具体措施，可以控制和减少大体积砼温度裂缝的发生。由于各种客观条件的限制，采取哪些控制措施，要根据具体的实际情况决定取舍。

[关键词]大体积砼裂缝原因控制措施

在现代工业与民用建筑中，超长、超厚的大体积砼基础已屡见不鲜，但其裂缝的产生时有发生。如何控制大体积砼裂缝的产生，是一项国际性的技术问题。根据现有的理论和实践经验，在实际工程中，也可以控制和减少大体积砼裂缝的发生。

一大体积砼结构温度、收缩裂缝产生的原因

大体积砼裂缝主要分为两大类：一类是荷载引起的裂缝（约占20％），一类是变形（温度、收缩、不均匀沉陷）引起的裂缝（约占80％）。由于荷载引起的裂缝通过常规的应力计算可以得到很好控制，这里着重探讨由于温度、收缩引起的变形裂缝。

1在大体积砼浇筑后，由于其表面系数小，体积大，水泥的水化热量较高，水化热聚积在内部不易散发，砼内部温度将逐渐增高，而表面散热很快，形成较大的内外温差，内部产生压应力，外部产生拉应力。这种裂缝一般多发生在砼浇灌后的升温阶段，如果此时砼的表面不能保持潮湿的养护条件，则砼表面由于水分蒸发较快而使初期的砼产生干缩，将加剧裂缝的产生。砼浇灌后，由于温升影响产生的表面裂缝也叫第一种裂缝。

2温升影响产生的第二种裂缝是收缩裂缝。它产生在砼的降温阶段，即当砼降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上砼硬化过程中，由于砼内部拌合水的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝等作用，促使砼硬化时收缩。这两种收缩，在收缩时受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力（拉应力），如果产生的收缩应力超过当时的砼极限抗拉强度，就会在砼中产生收缩裂缝，这种裂缝有时会贯穿全断面而成为结构性裂缝。

3大体积砼，升温阶段内外温差过大，会造成表面裂缝；降温速率过大，会造成贯穿性冷缩缝。表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在砼收缩时，由于表面裂缝处断面被削弱且存在应力集中，促使砼收缩裂缝的开展，所以大体积砼施工中既要防止表面裂缝的产生，又要防止收缩裂缝的出现。

因此，控制砼结构浇筑实体因水泥水化热引起的温升、砼浇筑块体里外温差及降温速度，防止砼实体出现有害的温度裂缝（包括砼收缩）是施工技术的关键问题。

4在长期的实践中，人们发现一些规律：

① 砼强度等级越高，越易出现裂缝。

② 泵送砼比半干性砼易出现裂缝，因其用水量大，粗骨料粒径较小，水泥用量大。

③ 温差和收缩越大越容易开裂，裂缝越宽、越密；

④ 收缩和温度变化的速度越快，越容易开裂；

⑤ 基底对结构的约束作用越大，越容易开裂：

⑥ 温度梯度越大、承受均匀温差收缩的厚度越小，越容易开裂；

⑦ 在一般情况下，结构的几何尺寸越大，越容易开裂，但这也不是绝对的。

二在工程施工中控制温度、收缩裂缝的措施

实践证明，一方面，如果将砼内部与其表面的温差、温降速度控制在一定范围内，砼就不至于产生表面裂缝（我国规范确定的这个温差限值为25℃、温降速度为1.5℃/d）；另一方面，减小每次施工面积（设置后浇带），减小基底对结构的约束作用（设置可滑移垫层），加大加密配筋，均可增强砼结构对砼收缩的抵抗作用。

1在工程施工中，温度、收缩裂缝控制的主要任务

降低砼内部最高温升，减少总降温差；提高砼表面温度，降低砼内外温差，减

小温度梯度；延缓砼的降温速率，充分发挥砼的徐变特性；减少用水量，控制原材料质量。

2具体措施

2.1选用中低热的水泥品种，从根本上减小水化热。选择中低热品种水泥（普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥），优先选用矿渣硅酸盐水泥。水泥越细，标号越高，其活性与强度随之增高，带来的副作用是砼自身收缩越大。能用低标号的水泥，尽量不用高标号水泥。

2.2减少单位体积砼的水泥用量，也是减小水化热和砼收缩的根本途径。一般地，水泥量每增加10kg，水化热将升高1℃。可以通过以下措施减小单方砼水泥用量：

① 可以不采用泵送砼时，尽量不采用泵送。

②掺入一定比例的掺合料。砼中掺入磨细粉煤灰、矿渣粉、沸石粉、硅粉等掺合料，可以改善砼的工作性，提高可泵性，降低水化热，增加密实度，提高砼强度和耐久性，减少砼收缩。

③ 掺入高效减水剂，减少用水量，从而减少单方砼水泥用量。砼掺入减水剂，可以减少用水量，在保证水灰比不变的情况下，可以减少水泥用量，降低砼收缩。同时可减少砼中的自由水蒸发引起的收缩。

④ 控制粗细骨料质量。粗骨料粒径增大，可以减少用水量和水泥用量，从而可以减少砼的自身收缩。细骨料级配合理，采用中砂比用细砂可降低用水量，从而降低砼的收缩值。粗细骨料含泥量必须控制在标准以内，含泥量增大，不仅增加砼收缩，还会降低砼抗拉强度，对砼抗裂十分有害。

2.3降低砼的浇筑温度，减少总降温差。

①降低进入搅拌机的温度。夏季在水箱内加冰块降低水温；粗骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；细骨料遮阳防晒。

②夏季，砼运输车加隔热套或对罐体喷淋冷水降温，砼泵送管道遮阳防晒。

③砼浇灌作业面遮阳，减少砼冷量损失。

2.4掺加缓凝剂，降低水化热峰值。掺加缓凝剂，能延缓水泥水化热的释放，延迟水化热的峰期，削减水化热的峰值。

2.5掺UEA 膨胀剂。掺入UEA膨胀剂，在最初14d潮湿养护中，使砼体积微膨胀，补偿砼早期失水收缩产生的收缩裂缝。

2.6砼内部埋冷却水管进行强制降温。砼内部埋冷却水管进行强制降温，这也是有效的措施。一般地，这种方案较少采用，只有在砼厚度较大（≥2.5m），内部水化热温升偏高、内表温差和降温速率不易控制的情况下，才有必要采用。

2.7采用二次振捣、二次抹压技术。砼入模振捣，在振捣时间界限以前，进行二次振捣，以排除砼因泌水在粗骨料、水平钢筋下部产生的水分和空隙，提高砼与钢筋的握裹力。过晚抹压砼已进入初凝状态，失去塑性，消除不了砼表面已出现的裂缝。

2.8 加强养护。针对所施工的工程，按照施工季节、环境条件、施工方法，先进行热工计算。施工中及时掌握砼水化热升降规律，不同位置和深度的温度变化情况，随时调整养护措施。

①保湿养护：砼表面经过二次抹压后，立即覆盖塑料布，防止表面水分蒸发，保持砼处于潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的砼，在最初14d内，必须潮湿养护，方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。

②保温养护：砼表面蓄热保温，降低内外温差，减小温度梯度，延缓砼的降温速率。

根据砼绝热温升计算，确定中心最高温度，按温控技术措施，确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。延缓散热时间，控制降温速率，有利于砼强度增长和应力松弛，避免产生贯穿裂缝。养护一般不少于15d。

③在常温季节，砼终凝后也可采用蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。根据砼内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。浇水的水温与砼表面温度之差不超过15℃。

三结束语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和 计算 方法有不同的理论，由于各种客观条件的限制，采取哪些控制措施，要根据具体的实际情况决定取舍，但要经计算验证，确保满足规范要求。