预拌混凝土温度裂缝及应对措施

刘训蓬

摘要： 预拌混凝土温度裂缝是其应用中不可避免的问题，对混凝土的裂缝问题研究具有十分必要的意义。论文在提出了预拌混凝土温度裂缝的相关概念基础上，分析了预拌混凝土温度裂缝产生原因，最后从设计，原材料的选择及施工与监控等几个方面探讨了应对措施。

关 键 词： 预拌混凝土温度裂缝措施

中图分类号：TV543文献标识码：A 文章编号：

Abstract： Ready mixed concrete temperature crack is an inevitable problem in the application, the cracks in the concrete problem research has a very essential meaning. On ready-mixed concrete temperature cracks is proposed based on analysis of related concepts, the ready-mixed concrete temperature crack has the reason, finally from design, raw material selection and construction and monitoring and other aspects of the response measures.

Key words：Ready mixed concrete; Temperature crack; Measures.

预拌混凝土是以集中搅拌的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土，它包括混凝土的搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程。事实证明，预拌混凝土由于强度稳定，施工速度快，节约场地，提高劳动效率，改善施工环境，有利于推广新技术等普通混凝土无法比拟的优越性在城市建设中应用极为广泛。在当前的城市建设中，防止混凝土裂缝，是现代大体积混凝土结构设计、施工中十分重要的研究课题。在大体积混凝土施工过程中，为避免产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个界限内，必须进行温度控制。

1预拌混凝土温度裂缝的相关概述

1.1预拌混凝土的概念

国家标准 GB／T14902-2003 将预拌混凝土定义为：水泥、集料、水及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按一定比例，在生产企业经计量、拌制后出售的并采用运输车，在规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物。预拌混凝土是当作一种商品进行出售、交易、使用的，亦称商品混凝土。预拌混凝土是一种半成品，必须在一定时间内，在一定温度湿度下才能硬化成型，才能达到工程实际使用效果。

1.2预拌混凝土温度裂缝概念及常见类型

预拌混凝土结构在养护期间，因降温而产生的温度收缩变形及因水泥水化作用而产生的水化收缩变形，这些变形在受到约束的条件下，将在结构内部及其表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土相应龄期的抗拉强度时，就会造成结构开裂。因此，在预拌混凝土施工过程中，为避免产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个界限内，必须进行温度控制。

常见的类型主要分为以下三种：贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。1）贯穿裂缝。常见于内部与表面裂缝重叠的位置，方向与结构短边平行，深度沿全截面断裂。2）深层裂缝。多在基础(或下部结构)交接面以上，长条结构的中部，深度较深，裂缝深度由几厘米到几十厘米甚至几米，但并未切断整个混凝土结构，内部仍是连续的。3）表面裂缝。在混凝土尚未完全硬化，温差变化较大时，会在混凝土表面出现龟纹状裂缝、竖向裂缝、水平裂缝、干缩裂缝等，这些均属于表面裂缝。

2预拌混凝土温度裂缝产生原因

1）因水泥水化放热而产生的温度收缩。水泥水化时会产生大量的热量。大体积混凝土还会因为内部散热慢而温度较高，表面部分散热快而温度较低，使混凝土内部与表面之间收缩值相差过大，产生过大的表面拉应力，使混凝土表面产生裂缝。如果混凝土浇筑时，外界环境气温高，混凝土的浇筑温度也高，当遇到气温骤降时，混凝土温度梯度太大，则裂缝更容易产生。

2）外界气温变化的影响。高温下浇筑，那么它的浇筑温度会很高，相反在低温下就很低，如果温度急速下降，那么由于内外温差的增大而导致内外梯度差，这对于混凝土是非常不利的。年温差将引起结构内温度次内力，如拱式结构、框架结构及部分斜拉桥结构。局部温差影响，一般指日照温差或混凝土水化热等影响。日照温差对结构的影响，是引起结构温度应力的主要因素。

3）约束条件引起的裂缝。可概括为两类:即外约束和内约束(亦称自约束)。外约束指结构物的边界条件，一般指支座或其它外界因素对结构物变形的约束。内约束指较大断面的结构，由于内部非均匀的温度及收缩分布，各质点变形不均匀而产生的相互约束。具有大断面之结构，其变形还可能受到其他物体的宏观约束。大体积混凝土由于温度变化会产生变形，而这种变形又受到约束，便产生了应力，这就是温度变化引起的应力状态。

4）混凝土的收缩变形。混凝土中80%的水分要蒸发，约20%的水分是水泥硬化所必需的。混凝土水化作用产生的体积变形，称为“自生体积变形”。其最主要的原因，可能是内部孔隙水蒸发变化时引起的毛细管引力。收缩在很大程度上是有可逆现象的。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替将引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

3预拌混凝土的防裂对策

3.1原材料的选择

1）采用低水化热的水泥。预拌混凝土一般不宜使用水化热高的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，更不宜使用早强型水泥。2）尽量用最大粒径较大的粗集料。尽可能用粒径较大的、颗粒形状和级配好的粗集料。因为粒径越大，骨料的孔隙率及表面积就越小，混凝土的水泥浆及水泥用量就越小。同时，用砂量不宜多，最好用级配好的且无粘土的砂。3）配合比对大体积混凝土性能的影响。在确定混凝土的配合比时，尚应根据混凝土的绝热温升值、温度及裂缝要求，提出必要的砂、石料和拌和用水的降温、入模温度控制的技术措施。配合比该根据计算和试配确定，对泵送混凝土应该进行试泵送；4）分层浇注。结构水平尺寸越大约束越大，大体积混凝土结构往往根据搅拌能力和浇筑能力划分为若干块浇筑混凝土，分块要注意断面的突然变化，两个不同断面的温度变化和干缩不同，断面变化处会产生约束。分块分层浇筑有利于削减混凝土最高温度和内外温差，也可以减少约束。对于预拌混凝土而言，在掺粉煤灰的时候，在设计强度许可的情况下，优质粉煤灰的掺量应该尽量大一点。因为它可以减小水泥用量，减小水泥水化热，降低水泥水化温度峰值，推迟峰值的出现，还能有效的减小混凝土的收缩，抑制碱骨料反应。

3.2优化预拌混凝土设计

1）大体积预拌混凝土的强度等级宜在 C20～C35 范围内选用，尽量利用后期强度。避免设计上“强度越高越好”的错误概念。考虑到建设周期等特点，在保证基础有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土 60d 或 90d 的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。

2）大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。