大体积混凝土温度裂缝的成因及防治

王子正

（许昌广莅公路工程建设有限责任公司 河南 许昌 461000）

1 裂缝成因及分析

大体积混凝土一般是指实体截面最小尺寸大于或等于1m 的混凝土构件。 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。 混凝土裂缝分为以下几种类型：弯距剪力等外力荷载引起的裂缝；干燥收缩引起的裂缝；混凝土自身收缩引起的裂缝；温度裂缝。 大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇注后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。 由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小。 因此，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快，依据热胀冷缩的原理，结构自身约束由伴随温度变化引起的建筑物体积变化产生应力，一但拉伸应力＞抗拉强度则混凝土产生裂缝。

2 对大体积混凝土墩台身或基础，为防止其度裂缝我们长采取以下几点措施

2.1 材料控制

2.1.1 水泥：使用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量；水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。 这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。 单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。 由于混凝土结构表面可以自然散热，普通混凝土内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～7 天。

2.1.2 掺合料和外加剂： 在混凝土中掺入水泥用量0.25%的减水剂，可同时减少10%的水泥用量，从而降低水化热的产生；在混凝土中掺入粉煤灰，不仅可代替水泥用量，而且可大大改善混凝土的可泵性和工作性， 从而降低水化热的产生；在混凝土中掺入膨胀剂， 混凝土在硬化过程中产生体积膨胀，可以部分或全部补偿硬化过程中冷缩和干缩，减免混凝土的开裂。

2.1.3 粗细骨料：在钢筋间距和泵车输送管的允许下，尽量选用粒径大的骨料，一般中、粗 砂比使用细砂每平方米混凝土减少用水量20～25kg 左右，水泥相应也减少28～35kg，从而而降低混凝土的干缩，条件允许的情况下，可以采用设计毛石大体积混凝土基础。

2.1.4 石子级配：石子级配对节约水泥及保证具有良好的和易性关系很大，大体积混凝土采用连续级配。

2.1.5 水：水源对大体积混凝土的影响主要是在搅拌温度控制上，大体积混凝土搅拌时必要时采用冰水混合搅拌，以降低混凝土入模温度。

2.2 混凝土分层分块浇筑、减小分层厚度、加快混凝土散热速度。 分层浇筑施工的间隔时间不宜过长，一般为4～10d。 间隔时间过长，层厚较小易出现气温变化引起的裂缝，并增加层与层之间的约束应力。

2.3 高温季节施工时，应降低拌和混凝土时所应用的骨料及水的温度；可在水里加入冰块以降低水温。

2.4 在混凝土结构体内布置适量的温控管道， 通过不断地循环冷水，从而吸收混凝土中的热量。 冷却水管使用前应进行试水，冷却水应在混凝土浇筑到冷却水管标高后立即进行，但冷却水与混凝土的温差不宜太大，应合理选用。 冷却管通水应持续到混凝土浇筑完成后7d 以上。 一般冷却水管应在每层混凝土中布设，深度均位于层厚的1/2 处，水平间距为0.9～1.0m。

在设计水管时，水管应顺结构的长方向布置，尽量减少弯头和接头数目，杜绝漏水的机会。

安装水管时，管与管之间的接头用橡胶管作套管，套管的两端则用铁丝缠紧，并设置定位架固定，避免水管在浇筑混凝土时受到冲击而位移。 注意检查水管和接头质量，安装完成后,及时压水检查，发现漏水，及时处理，消除隐患。

冷却水的限值为冷却水与混凝土之间的温度差限制在25℃以内。 流量及水温应每2 小时测一次，量测进、出水口温度，出水口温度应比进水口温度高5°～6℃。 通水量不宜低于18L/min。

一般冷却过程分二期进行：一期冷却，混凝土浇筑后立即通水进行降温，使混凝土内最高温度不超50°～55℃，内外温差不大于25℃；二期冷却逐渐交替进行使混凝土冷却到最终稳定温度。通水时间间隔根据混凝土温度回升情况而定，并控制混凝土降温速率＜1.5℃/d，同时注意经常调换进、出水口。

冷却完毕后，对冷却管进行同混凝土强度的水泥压浆处理，水泥中应加入微膨胀剂。

2.5 严格按规范要求进行同各层间和各块间水平和垂直施工缝的处理，个水平施工缝间铺设金属扩张网沿侧面混凝土表面防裂金属网，防止表面裂缝的产生。

2.6 混凝土的养护。在遇气温骤降的天气或寒冷季节浇筑混凝土后，应注意覆盖保温，加强养生，侧面可采用碘钨灯照射保温。 保温覆盖材料以草袋效果为最佳，依次为油布、木模板、帆布。 在夏季，混凝土表面应做到防潮养护，一方面保证了混凝土强度的正常增长， 另一方面降低了混凝土干缩应力，防止了混凝土表面裂缝的产生。

2.7 在施工时应采取措施防止阳光暴晒混凝土用水和粗细集料。 对阳光暴晒的集料应用冷却水冷却，但应注意材料含水量的变化。 高温天气长距离运送混凝土，也应采取相应措施防暴晒。

2.8 严格控制粗细骨料：石子含沙量＜1%；砂含量＜2%。 选择最佳骨料级配，增加混凝土密实度，减少收缩、徐变。

3 结束语

以上， 我们讨论了大体积混凝土温度裂缝成因及防治措施，如果我们采取以上几点措施，在施工过程中注意了对细节问题的处理，同时，利用科学的方法指导施工，就能有效解决这些问题，提高路面的质量，确保道路的良好使用状态。