大体积混凝土施工温差裂缝的防控技术研究

摘要：随着我国经济建设的发展，在现代建筑行业里，大体积混凝土施工成为了现代建筑行业中的重要标志之一。高效能、高强度作为大体积混凝土的优点被建筑工地广泛的使用。大体积混凝土施工看似简单的操作，实则其中存在很多高科技的重要因素。本文阐述了其中的一个重要因素，就是温差裂缝。

关键词：大体积混凝土，建筑施工，裂缝，防控措施

混凝土在现代工程建设施工中占有非常重要的地位，而混凝土（特别是大体积混凝土）的裂缝问题是一个长期困扰建筑界的难题。混凝土裂缝的产生在很大程度上取决于温度应力：首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性；其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。

大体积混凝土以其厚实的整体性，坚固性及便于施工等优点，被广泛的应用到了建筑施工中。但是大体积混凝土施工中温差裂缝成为了一个共性的问题。混凝土工程出现了裂缝对于施工要求有着很严峻的考验。本文就大体积混凝土施工温差裂缝的防控技术进行了研究。

一、大体积混凝土产生温度裂缝的机理分析

大体积混凝土在硬化的过程中，会产生根高温度，这是由于水泥在遇到水之后释放热量的缘故（当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500KJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃甚至更高）。其产生裂缝的机理是在混凝土浇筑的过程中，由于外部接触空气，散发热量快，而内部散发热量慢，这就形成了温度梯。这些温差的变化造成了内部与外部热胀冷缩的程度不同。使其产生了一定的拉应力。当拉应力大于混凝土的抗拉力强度时，便产生了裂缝。

二、建筑施工中大体积混凝土温差裂缝的原因分析

大体积混凝土施工阶段出现裂缝和混凝土的温度变化有着密不可分的关系。从这方面来说，大体积混凝土出现裂缝的主要原因主要有两方面，一方面是混凝土内部释放的温度与外界的温差所致；另一方面是外部的各质点所受应力的变化。而且第二方面也与温度的变化有着重要的联系。下面就这两方面进行详细的阐述。

1、大体积混凝土内部温度变化

大体积混凝土内部温度变化主要是受水泥水化过程中所释放温度的影响。据测试，每克水泥大约可以释放出500J的热量。如果按一定体积的水泥量来计算，那么每立方水泥可以释放出约等于一千克煤炭的热量，足可以使1平方米房子的温度达到70摄氏度。这种现象对于大体积混凝土来讲，效果更是明显。原因是一旦大体积混凝土在浇筑之后，其内部和表面的散热情况根本不相同，外部接触到了空气，可以明显的散发热量，而内部，由于混凝土的致密性，其内部的温度根本散发不了多少，致使中心的温度最高，从而在大体积混凝土中形成了温度阶梯。使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当后者大于混凝土的抗拉强度时混凝土表面便产生了裂缝。

2、大体积混凝土外部条件的改变

在大体积混凝土浇筑之后，在硬化的过程中，混凝土的体积会相对减小，这就是所谓的混凝土收缩。从大体积混凝土温度变化导致混凝土质点受力变化可知。在混凝土硬化的过程中，内部通过表面及外部都会散发一定的热量，由于热量的散发了，带走了混凝土中的水分，没有了水分的混凝土，更难以降低混凝土体中释放的热量。并且此时混凝土质点的受力也相应的发生的变化，所以导致混凝土表面产生了裂隙。

3、大体积混凝土外部温度的变化

在进行大体积混凝土施工的过程中，其浇注温度是随着外界温度变化而变化的，从而导致大体积混凝土的内外温度差异较大，并产生温度应力，外界气温的变化对混凝土裂缝的产生有着很大的影响。如果在混凝土浇筑的过程中，外界的气温很低的话，那么就会增大混凝土内外的温度阶梯。如果外界温度很高的话，那么就会增大混凝土浇筑的温度。若外界温度变化过快的话，就会造成混凝土很大的温度应力，导致的结果就是混凝土表面产生了裂缝。

三、大体积混凝土施工温差控制的技术分析

1、把好原料关

水泥在出厂的时候，本身便有很高的温度，而且此时的硬度也不够。如果这时候盲目的选择使用刚出厂的水泥，那么便会产生很高的温度难以释放，导致混凝土产生裂缝。因此，在选择使用水泥的时候，一定要将刚出厂的水泥存放15天左右，待其温度降下来，以及其内部的配料稳定之后使用，这时候不仅混凝土的施工温度低，而且可以提高混凝土的强度。

除此之外，还有在选择混凝土配料的时候，石料粒径的控制、级配等也是关键的因素。例如由于原料配置不当，使得搅拌混凝土的过程中加大了用水量，使得混凝土收缩加大，影响了混凝土的强度。便产生了裂縫。

2、控制混凝土温度

在混凝土浇筑完之后，要做好混凝土的后期保养工作，就是控制混凝土中的温度。应遵循以下几点：

（1）在混凝土的表面覆盖一层薄薄的塑料膜，目的是减少混凝土内水分的蒸发，因为水的比热容比较大，对于温度的吸收有着很好的效果，因此通过蒙塑料膜来保护水分，从而降低混凝土硬化时产生的温度。除此之外，还可以在混凝土的表面洒水，通过洒水的方式保持其表面的水分来达到降温的效果。

（2）采用内部降温法来降低混凝土内外的温差。在上文中说到，混凝土的内外温差是跟大的，为了降低温差可以在浇筑的过程中埋设管路，可以通过注水或者通风来降低内部温度，从而实现降低混凝土的温度阶梯。

（3）保温法来减缓混凝土温度降低的速度。通过在混泥土体表面覆盖保温材料，如锯末，草袋等。使其在缓慢散热的过程中，让混凝土获得必要的强度。以控制混凝土的内外温差小于20摄氏度为宜。

（4）在混凝土体表布设抗裂钢筋网片。目的是防止混凝土在硬化过程中由于温度的影响产生混凝土收缩干裂造成的裂缝。

（5）制定最佳的混凝土原料配比、选择水化热较低的水泥品种降低混凝土最大温度。大体积混凝土水泥的水化热很大，内部热量不易散发，表面散热较快，内表温差产生的应力使混凝土产生了裂缝，根据近几年的施工经验，使用矿渣硅酸盐水泥比使用普通的硅酸盐水泥产生的水化热明显要小。在配比的过程中添加一定的高效减水剂，从而降低水灰的比值。不仅可以减少大体积混凝土水化热。还可有效的减少收缩，提高混凝土长期的稳定性。

因此，温度是导致混凝土（特别是大体积混凝土）开裂的主要因素。通过采取一定的措施控制混凝土中心最高温度，并在混凝土浇筑后采取良好的养护措施，可以有效消除温度对混凝土的不利影响。为此，我们在进行混凝土施工中，要正确认识引起混凝土温度裂缝影响因素，从而根据当时的实际环境条件来合理选择技术措施和施工方案并在施工过程中严格执行，由发现裂缝被动去处理变成主动预防，混凝土的裂缝问题是可以避免的。

总之，虽然在实际施工中大体积混凝土易产生裂缝，但是经过大量的实例实验证明，大体积混凝土由于温差产生的裂缝也是可以消除或者改善的。只要我们设计、施工、材料选择等各个环节能够充分考虑各种因素的影响，可是可以避免混凝土裂缝的产生。

参考文献：

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作者简介：

沈玉君，女，（1969.10—），安徽合肥人，合肥江淮混凝土制品有限责任公司工程师。主要研究方向：钢筋混凝土结构设计理论及试验研究。