建筑工程大体积混凝土温度裂缝控制研究

摘 要：大体积混凝土在浇筑过程中容易因水化作用产生大量的热量，如果不能及时释放内部热量或者温度分布不均匀，就很可能因内外温差过大引发温度裂缝问题。提升内外温差的控制力度可降低施工中大体积混凝土裂缝的发生概率，采取有效措施降温并控制混凝土的收缩，坚持预防为主的原则，对原材料、施工工艺、养护措施进行严格控制。

关键词：建筑工程;大体积混凝土;温度裂缝;控制措施

1大体积混凝土温度裂缝的类型及成因

1.1大体积混凝土温度裂缝的类型

（1）干缩裂缝。网状裂缝和平行线状浅细裂缝是大体积混凝土干缩裂缝的特征，一般裂缝宽度在0.05～0.20mm，这种类型的裂缝在大体积混凝土平面中比较常见。大体积混凝土施工过程中水泥的用量和水灰比是导致干缩裂缝的原因，混凝土浇筑后水分蒸发就会形成干缩裂缝。干缩裂缝首先会导致大体积混凝土的抗渗性下降，然后影响大体积混凝土的使用耐久性，最后造成大体积混凝土的承载力下降。（2）温度裂缝。混凝土内外温度差距导致大体积混凝土产生的裂缝主要为温度裂缝，温度裂缝发生在表面或者结构中都是有可能的，并且裂缝的宽度也不尽相同。一般来说，冬季温差导致的裂缝宽度比较大，夏季温差导致的裂缝宽度比较小。温度裂缝的宽度有大有小，其裂缝的走向也没有规律，横竖交错的裂缝都是常见的。（3）沉陷裂缝。大体积混凝土沉陷裂缝是结构基地导致的，地基回填土和土质疏松会导致混凝土沉陷，最后混凝土模板支撑间距比较大导致沉降裂缝的发生。冬季混凝土化冻之后是沉陷裂缝发生的常见时期，沉陷裂缝一般表现为贯穿型，裂缝走向和沉陷的方向有直接关系，如果沉陷比较严重会导致裂缝错位。（4）塑性收缩裂缝。大体积混凝土塑性收缩裂缝会对混凝土的性能和使用寿命造成影响，一般来说，塑性收缩裂缝主要发生在天气炎热或者风力较强的天气状况。塑性收缩裂缝表现为不连贯、长短不一致、中间宽两端细，主要发生在混凝土表面。

1.2 大体积混凝土产生温度裂缝的原因

（1）约束作用。大体积混凝土浇筑完成之后结构不同会导致混凝土内部发生约束作用，最后产生温度裂缝，因此混凝土浇筑过程中保持结构均匀非常重要。（2）水化热。大体积混凝土浇筑完成之后外部热量散失比较快，内部由于混凝土导热性差的原因使热量散失比较慢，而大体积混凝土需要使用大量的水泥，混凝土内部水含量比较大，在混凝土内部热量散失困难的情况下水温会升高，最后因混凝土内外温差过大而产生温度裂缝。（3）收缩变形。大体积混凝土发生收缩变形之前凝固体内部大密度固体颗粒会发生下沉现象，而水与颗粒相反向上沁到混凝土外表面，在混凝土粗骨料和钢筋下方形成水囊，最后混凝土体积收缩产生应力变形出现温度裂缝。

2建筑工程大体积混凝土温度裂缝防治措施

2.1合理选择水泥的品种

为了降低水化热是控制温度裂缝的有效措施，在实际工程中可以选择水化热较低的水泥。硅酸盐水泥（P.Ⅰ和P.Ⅱ）和普通硅酸盐水泥（P.O）的水化热较高，水泥中的硅酸三钙（C3S）和铝酸三钙（C3A）含量偏多可降低水泥的水化热，所以，在满足设计要求的基础上可以尽量选择水化热较低的水泥。

2.2选用合适的外加剂

适量的膨胀剂可以降低大体积混凝土在凝结硬化过程中的体积膨胀度，同时提升混凝土的密实度，在结构内部产生的挤压力能够抵消部分由温差产生的拉应力，对大体积混凝土的温度裂缝能够起到预防作用。缓凝型减水剂能够减缓大体积混凝土在浇筑过程中的水泥水热化速度，有效延缓水化热释放的峰值期，避免大体积混凝土集中溢出。复合型高效减水剂能够大幅度提高混凝土强度，减少拌和水泥的使用量，实现降低水化热的目的。

2.3在混凝土拌合物中加入掺和料

优质粉煤灰的需水量不高，减水能力较强，可以较好地控制混凝土的用水量，同时降低在混凝土凝结硬化过程中的体积收缩度和收缩速率。在混凝土的配置过程中适当掺入矿渣粉可以节省水泥使用量，矿渣粉比粉煤灰的活性更高，掺加矿渣粉可实现混凝土多项技术性能的调节作用，同时也能对水化热量和混凝土强度进行有效控制。

2.4预先冷却原材料

可以采用加冰拌和、冷却拌和用水、预冷骨料等方式降低混凝土拌制和运输的储罐温度。石料和水是影响混凝土储罐温度的主要因素，在施工过程中可以通过洒水的方式降低水泥粗细集料的温度。如果施工所在地的气温较高，可以搭建遮阳棚避免因直晒使砂石料的温度过高，从而降低混凝土拌和的温度。为了进一步降低水泥水化反应的热量，还可以根据实际需求使用隔热、遮阳设备，使用冷却设备将拌和用水冷却后再用于拌和。水泥检测合格后，可以先在阴凉处放置一段时间，温度降低后再用于施工作业。

2.5在混凝土结构中设置水循环冷却系统

大体积混凝土结构的内外温度差异，会随着体积增大而增大，且表面温度变化较明显，在浇筑过程中内部温度会快速升高，加剧内部和外部温度的差异性。想要防止产生温度裂缝就要及时释散内部热量降低混凝土结构的内外温差。在施工中，可以将冷却降温用的水管埋设在混凝土中，在浇筑过程中或者完成浇筑后注入冷水降低结构内部的温度，实现释放内部热量，缩小内外温差的目的。在混凝土初凝后或者开始浇筑时都可以使用水循环冷却的方法控制内部温度，将大体积混凝土结构内部的温度降低，从而减小结构内外的温差，将温差控制在合理的范围内。

2.6大体积混凝土的浇筑措施

可以采用分层浇筑、推移式连续浇筑、分块浇筑等多种方式实施大体积混凝土的浇筑作业，通过适当的方法及时散发混凝土结构内部的热量。对于广场、屋面、路面等面积较大的混凝土工程，为了避免产生温度裂缝可以设置伸缩缝或者后浇带，注意控制伸缩缝或后浇带的间距。采用分层浇筑或者分块浇筑的方式进行分步浇筑，不但能够降低施工作业的难度，还能避免一次性浇筑体积过大的混凝土结构使内部热量大量聚集。如果选择分层、分块等浇筑方式，需注意做好混凝土的振捣工作，确定拌合物的和易性，提高混凝土结构的密实性，尽量缩短每两个浇筑层之间的工作准备时间，避免因时间过长影响两层混凝土的融合，一定要在前一层混凝土初凝结束前进行后一层的浇筑工作。泌水是大体积混凝土浇筑的常见问题，在浇筑过程中，发现泌水应及时清理干净，避免泌水影响大体积混凝土结构的整体质量。

2.7混凝土的養护措施

养护也是大体积混凝土温度裂缝控制的关键。温度和湿度是养护需重点关注的两个技术参数，通过养护可以实现对混凝土结构内外温差的有效控制，降低混凝土温度裂缝的发生概率。完成浇筑作业后，需要严格实施规定的操作排出混凝土表面多余的水分，然后对混凝土表面进行保湿处理，最后用薄膜覆盖混凝土避免流失过多的水分。除了保湿，还要做好保温养护。合理的保温措施能够降低大体积混凝土结构的内外温差，避免温差过大增加内部的约束应力，同时还能够减缓混凝土块体的降温速度，利用混凝土的抗拉性提升混凝土的抗裂能力，实现温度裂缝预防的目的。

3结语

目前建筑工程的建设规模不断增大，大体积混凝土结构凭借整体性好、稳定性高等优势，被广泛应用于各项工程的建设。对大体积混凝土常见的温度裂缝问题进行分析，可以从各个方面进行技术和工艺的优化和改进，提升混凝土结构的施工质量，降低结构体的内外温差，优化大体积混凝土结构的性能，提高结构的完整性和可靠性，进而推动该项技术的发展和应用。

参考文献

[1]易军.大体积混凝土施工中的温度裂缝控制探讨[J].四川水泥，2020（12）.

[2]万里长，范玮武，叶庭，王刚.大体积混凝土温度裂缝控制技术的运用[J].河南科技，2020，39（34）.

作者简介：

丁树奇，男，河北省承德市人，研究方向：建筑工程