大体积混凝土施工温度裂缝控制研究及进展

王磊

摘要：就当前国家建筑企业的发展现状来看，大面积混凝土施工已经成为重要的施工内容，在建筑企业的发展中发挥着重要作用。但是在实际的应用过程中，随着建筑使用时间的逐渐推进，大面积混凝土施工质量问题也逐渐突出，受到温度的影响而导致混凝土裂缝问题的发生，对整个建筑的施工质量带来不良影响。

关键词：关键词：大体积混凝土;温度;裂缝;控制技术;研究及进展

1大体积混凝土的发展和出现裂缝的原因分析

1.1国内外大体积混凝土的发展

大体积混凝土在国外的发展较早。首先大体积混凝土最早应用在水利工程中的水坝修筑。随着技术的成熟这项技术也推广到了其他领域。比如像建筑领域核能工程领域。在此项技术的不断应用过程中出现了一系列的问题。其中最严重的就是温度裂缝问题。于是人们开始注意检查大体积混凝土的温度裂缝问题，这影响到工程的安全性和美观性。这个问题在当时引起了众多专家学者的关注。并发现产生裂缝的原因可能是水泥水化热产生的热力效应导致内部出现裂缝还有施工温差也会造成一定的影响。在经过多年的研究国外已经形成一套专业的大体积混凝土温度裂缝的控制系统有效的避免了温度裂缝的产生，提升工程的质量。我国国内的大体积混凝土技术的应用相对较晚。导致我国在温度裂缝问题方面的研究也大约比国外晚了50年左右。这严重影响我国在大体积混凝土技术的应用进程，阻碍我国建筑事业水平的提升。后期我国也对大体积混凝土的温度裂缝问题做了相应的研究，在大型工程的研究中比如像大型水利工程船舶工程等方面的研究较多研究成果也较为显著。但是在一些小型建筑工程比如像民用商用的建筑方面，我国进行的相关研究较少导致在这一方面的发展缓慢。

1.2水泥水化热导致出现裂缝

在大体积混凝土的浇筑过程中水泥水化热是出现温度裂缝的重要原因。在水泥遇水时会产生较高的水化热导致混凝土的温度急剧升高。由于水泥的导热性差加上混凝土体积过大厚度大，导热性能更加受到影响。在混凝土的浇筑过程中水泥水化产生的热量导致混凝土的外部温度急剧上升由于大体积混凝土导热性能差，半径超过2.5m的大体积混凝土的内部基本处于隔热状态这就导致大体积混凝土在浇筑的过程中各部分的温度极其不均匀的情况发生。并且在复杂的自然条件下混凝土在浇筑过程中向外辐射热量的快慢也不相同，更加加大了温度分布的复杂性。总体来说是由于大体积混凝土各部分的温度不同导致出现温度裂缝的问题发生。

1.3温度变化和养护不到位

除了在施工过程中水泥水化产生的水化热导致温度差异，自然界的温度也会在一定程度上导致温度裂缝的产生。倘若在冬天，外界温度较低的情况下施工，在混凝土浇筑时产生的热量较大。这就导致大体积混凝土的温度急剧上升和急剧下降。从而促进温度裂缝的产生。从防护方面来讲，在面对恶劣天气如大风、严寒等天气，混凝土的水分散失较快，从一定程度上导致大体积混凝土温度裂缝的产生。

2大体积混凝土施工温度裂缝的控制技术研究和进展

2.1温度裂缝控制中对于跳仓技术的应用

按照“抗与放”的原则进行，“跳仓法”的由来，是我国裂缝控制的研究人员、学者王铁梦教授提出的，其认为，在施工中将大规模的混凝土施工面分为几个不同的区域，结合“分层浇筑、隔块施工、整体成型”的原则分布施工。当在较短的时间内对温度应力进行释放之后，可以把若干个小块体连接在一起，形成一个整体，实现主要依靠混凝土的抗拉强度抵抗混凝土的温度应力的目的。蒙圈，“跳仓法”已经被大量的在地下室底板的混凝土结构中进行了应用。学者、研究人员李栋等人将“跳仓法”应用在超长和超宽与超深的混凝土的地下结构中。跳仓的施工技术在大体积混凝土施工中的运用，主要体现在浇筑方面，呈现出比较好的抗渗效果以及抗裂效果。在具体的施工过程中还需要注意，相邻两块间的间隔时间要大于一周，其在混凝土浇筑时间方面的控制和大体积混凝土接缝应力的处理还是存在一些不足。

2.2温度裂缝控制中对于材料控制法的应用

结合导致大体积混凝土产生开裂问题的因素，对裂缝产生的原因进行全分析，随后，还要提出一定可行性的环节裂缝的技术，这是非常重要的。对于温度裂缝进行控制主要从基础方法与选择材料两个方面考虑。加之，大体积混凝土的裂缝出现都是和温度应力存在很大的关系，但是温度应力是从水泥水化热中来的，因此可以运用下列措施进行处理。一是，科学地选择低或中水化热型的水泥材料，降低混凝土温度中的峰值;二是，将混合材料适当地添加在混凝土中，主要运用的是粉煤灰材料，可以减小水泥材料在施工中的用量，并降低混凝土的绝热温升;三是，适当地添加缓凝剂和减水剂在混凝土材料中，有助于降低混凝土搅拌时的用水量与水泥用量;四是，运用大粒径与较好形状的颗粒、或者是搞性能的热学，配上较好的骨料。例如，研究人员、学者王嘉杨等人结合多种文献的研究，提出材料的控制方法主要是，对混凝土水化热降低材料进行科学化地选择，保障其选择的合理性，有助于降低混凝土成型中的温度，还可以在混凝土的拌合物中适当地添加纤维，用这样的方法提高混凝土本身的抗裂性能，实现避免发生凝土裂缝的目的。此外，研究人员、学者刘伟也曾做了相关试验，其研究的是掺加粉煤灰与乳化沥青、聚丙烯纤维材料的混凝土的力学性能，同时，对掺改性的材料混凝土温度应力进行了验证。

2.3温度裂缝控制中对于水管冷却法的应用

因为水泥在施工中的用量非常大，所以，水泥的水化过程会产生集中的多热量，导致混凝土内部的温度逐渐上升，混凝土的内部温度能够得到60～90°C。然而混凝土属于热的不良导体，其温降的速度非常慢，想要对工程质量进行保障，促进工程的施工进度不断提升，冷却水管法的施工方法在大体积混凝土的温控中经常被运用。也就是：将网状水管预埋在混凝土当中，通过管中的循环冷水，主要是指可用的地下水和江与河以及湖泊，还有自来水等水源，这部分水源的流动对混凝土中的温度进行降低。上个世纪中期，国外发达国家，主要是指美国，这一国家对胡佛坝进行了设计，这是世界范围中一个比较高的混凝土坝体。运用的是水管冷却的降温技术，并在现场实施了很多试验，能够看出，水管冷却在混凝土坝体的温将效果发面非常明显。所以，这是大体积混凝土控制温控问题的重要措施。对于我国来说，当然也不逊色，研究人员、院士朱伯芳很早之前就对大坝混凝土当中冷却水管的计算问题进行了研究，利用积分的变换法，深入简析了大体积混凝土本身的热源平面现象，与此同时，对非金属的聚乙烯水管的降温方法进行研究，做了深入讨论，并对计算方法进行全面研究，此外，还研究了水管冷却等效熱源的传导方程。

结语

大面积混凝土施工过程和技术应用的过程中，极易受到温度的影响，使得其容易出现裂缝现象，对整个建筑工程的施工质量造成严重影响。在这样的发展背景下，要想有效避免裂缝问题的出现，就要在施工过程中对温度进行严格的控制，从而促进其施工质量的有效提升。

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