浅谈大体积混凝土温度裂缝控制措施

闫振林

（河南财政税务高等专科学校工程经济系 河南 郑州 451464）

浅谈大体积混凝土温度裂缝控制措施

闫振林

（河南财政税务高等专科学校工程经济系 河南 郑州 451464）

大体积混凝土在施工过程中如果控制不当会产生温度裂缝问题，温度裂缝产生的原因很多，分析研究温度裂缝产生的机理，制定有效措施可以提高混凝土构件的强度、整体性和耐久性。

大体积混凝土 温度裂缝 控制措施

大体积混凝土在工程中的应用越来越广泛，然而大体积混凝土的温度裂缝控制一直是工程界十分关注的问题。一般认为水泥的水化放出的热量大且聚集在构件内部不易散出，形成里表温差，是造成混凝土表面产生裂缝的主要原因。

1. 大体积混凝土的概念

对于大体积混凝土国内外并无统一的概念。

《工程结构裂缝控制》认为：“在工业与民用建筑结构中，一般现浇连续墙式结构、地下建筑物及设备基础等容易由于温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为大体积混凝土结构。” 国内还有些学者认为大体积混凝土是“最小断面任何一个方向尺寸大于0.8m以上的混凝土结构，其尺寸大到必须采取相应的技术措施降低其温差，控制温度应力与裂缝开展的混凝土”。上海建设工程局《深基础若干暂行规定》则认为：当厚度大于1米，基础边长大于20米，体积大于400立方米的现浇混凝土，称为大体积混凝土。《大体积混凝土工程施工规范》（GB50496-2012）认为 “物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。” 这一描述相对准确且具有可操作性。

笔者认为如下描述大体积混凝土可能比较严谨：大体积混凝土是指这类构件：现场浇筑混凝土构建的几何尺寸较大，且由于混凝土的水泥水化热不易散发，在约束环境下，极易产生温度收缩裂缝，以最大的限度减少开裂而必须采取技术措施解决温度裂缝。

2. 温度裂缝

一般认为：水泥在水化过程中产生的水化热会导致混凝土内部温度急剧上升，而混凝土是热的不良导体，由此在混凝土内外形成较大的温差，因而会造成大体积混凝土内部与外部热胀冷缩程度不均，同时混凝土在内外约束作用下产生巨大的温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度极限，引起的裂缝称为温度裂缝。

大体积混凝土温度裂缝，按其发生的深度、原因及性质，一般可分为贯穿裂缝、深层裂缝、表面裂缝、网状裂缝。

（1）贯穿裂缝是裂缝连续产生，裂缝较长、较宽、裂缝不断扩展、相连，最后裂缝贯穿整个截面，形成“贯穿裂缝”。它会带来一系列问题，如：贯穿性裂缝会改变结构的受力模式，降低大体积混凝土结构的整体性，直接危害到结构的承载力，导致结构产生失效破坏。

（2）深层裂缝也是较长、较宽，但裂缝不连续，裂缝部分地切断了结构的断面，它也有一定的危害性。

（3）表面裂缝、网状裂缝特点是：裂缝宽度小、深度不深，裂缝主要出现在混凝土的表面、且比较分散、危害性一般较小。但其可能发展为深层裂缝甚至贯穿裂缝。特别是遇到地震等偶然荷载作用，这些微裂缝很容实也会发展成深层裂缝、甚至贯穿裂缝，从而导致整个结构产生毁灭性的破坏。

3. 温度裂缝产生的原因

研究表明：大体积混凝土温度裂缝的产生主要是由水泥水化热、外界气温的变化、约束条件的变化和混凝土的收缩变形等原因引起的。

2.2 病原菌排位 2012-2016年病原菌的排位中，居前三位的革兰阴性菌依次是大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌；居前三位的革兰阳性菌依次是金黄色萄萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、肠球菌，这六种菌占检出菌的38.01%；真菌以白色念珠菌最常见，占检出真菌的55.10%；具体见表2。

3.1 水泥的水化热

水泥水化热是大体积混凝土产生温度裂缝的主要因素。大体积混凝土结构一般断面较厚，水泥的水化热聚在结构内部不易散失，引起急剧升温。研究表明，水泥的水化热与单位体积水泥用量以及水泥品种有关。混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的初期，其后随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时，开始出现温度裂缝。

3.2 外界气温的变化

混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和，外界气温愈高，混凝土的结构温度也愈高，如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界气温骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度。温度应力是由温差引起的变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。

3.4 约束条件

结构在变形变化时，必然受到外界条件的约束条件。在全约束条件下，混凝土结构的变形，超过混凝土的极限抗拉强度时，就会产生裂缝。

3.5 混凝土的收缩变形

混凝土的凝结硬化过程一般会产生收缩变形，少数为膨胀变形。由于混凝土收缩变形引起的温度应力是不可忽视的。影响混凝土收缩的因素主要包括水泥品种和混和材、外加剂及施工工艺，特别是养护条件。

4. 控制温度裂缝的措施

大体积混凝土温度裂缝的控制是一个复杂的问题，影响因素多。在控制大体积混凝土温度裂缝时应从产生温度裂缝的各个因素出发，从设计、施工、养护及温控等各个环节加以控制，以避免温度裂缝的产生，并最终确保工程质量。

4.1 设计阶段

4.1.1 选择合适的水泥品种

尽量选用水化热较低的水泥。为降低水化温升、减小体积变形，大体积混凝土一般不应使用水化热高的水泥，如硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，应使用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥；同样，也不应使用早强型水泥。因此，在满足混凝土设计要求的前提下，应尽可能采用低水化热水泥。

4.1.2 减少水泥用量

水泥水化产生的水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源。因此，在配合比设计时，在满足强度、耐久性等条件下尽可能减少水泥用量。

4.1.3 优化混凝土的骨料粒径和级配

尽可能采用大的骨料最大粒径。最大粒径越大，骨料的空隙率和表面积越小，细骨料宜采用中砂。

4.1.4 优化混凝土配合比

设计时针对具体工程的特点、难点和现场实际情况，进行大量的、细致的水化热、泌水性、可泵性等试验，经过多次优化，减小单方混凝土中的水泥用量，控制水灰比及砂率。必要时加入适量的外加剂。

4.2 施工阶段

4.2.1 降低骨料温度及混凝土入模温度

炎热天气浇筑混凝土时，宜采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原材料温度的措施，混凝土入模温度宜控制在30℃以下；冬期浇筑混凝土，宜采用热水拌和、加热骨料等提高混凝土原材料温度的措施，混凝土入模温度不宜低于5℃。

4.2.2 合理设置伸缩缝和采用后浇带

设置伸缩缝是目前大多数国家采用的控制大体积混凝土裂缝的方法，但是设置伸缩缝会给增加施工难度。后浇带是在某个贯穿整个横断面的位置，将结构构件混凝土全部临时断开，使已浇筑的混凝土可以自由收缩，减少收缩应力，待主体结构保留一段时间后时，再用高一个等级的微膨胀混凝土浇筑，并及时润湿养护14d以上。

5 .结语

温度裂缝是大体积混凝土浇筑过程普遍存在且不可避免的现象，裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，加速混凝土的碳化，降低材料的耐久性，继而影响建筑物的承载能力。因此，在大体积混凝土施工中，应采取各种有效的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，提高混凝土的浇筑质量，满足建筑结构安全性和耐久性的要求。

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997

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[3]李一芸.大体积混凝土裂缝成因及控制技术措施[J].安徽冶金科技职业技术学院学报，2010（3）

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1007-6344（2015）12-0109-01