大体积混凝土温度裂缝的防治措施

大体积混凝土温度裂缝的防治措施

杨俊杰

中国建筑第八工程局

摘要：在大体积混凝土的施工时，经常遇到的问题是混凝土产生的温度裂缝，这在大体积混凝土施工中是个较难解决的问题；混凝土如果产生温度裂缝，这个会直接影响混凝土的结构性能，裂缝较多较严重时还会影

响到结构的安全使用。本论文从温度应力和混凝土温度裂缝的控制和预防上来分析混凝土温度裂缝产生的根本原因。

关键词：大体积混凝土；温度应力；温度裂缝；裂缝的控制和预防

引言

大体积混凝土在二十一世纪的建筑工程中有着非常重要的地位，其中主要是在工业建筑工程中使用和出现得非常之多。大体积混凝土的施工所要求的工艺非常之高，在施工的过程中，施工工艺的关键点在于要怎样区控制大体积混凝土所产生的温度裂缝，当然这也是大体积混凝土施工过程中的技术难点。尽管在施工中采取各种各样的预防措施，确仍有裂缝产生。混凝土所产生的裂缝会影响混凝土结构的整体性和耐久性，进而导致结构的使用功能、安全性能有所降低。所以在大体积混凝土的施工过程中，去控制温度应力显得尤为重要。

一、温度裂缝产生的原因分析

混凝土产生裂缝的原因多种多样，一是结构的次应力所引起的裂缝，这个是因为结构工作的状态和计算假设模型之间的差异引起的；二是因为外部荷载所引起的，这种是非常普遍的一种，三是因为变形应力所引起的裂缝，这个是由于收缩、温度和膨胀以及不均匀的沉降等等原因所引起得结构变形，结构的变形遇到有约束得时候会产生应力，这个应力一旦超过混凝土抗拉强度得时候就会产生裂缝。

工程施工中的大体积混凝土结构，因为其截面尺寸大，水泥多，水化过程中所放出的热能会产生高温变化以及收缩作用，因此而形成得收缩应力是使大体积混凝土有裂缝的主要原因。表面的裂缝是因为结构表面和内部的散热不均匀，温度内外高低不一致，有了温度差，使混凝土结构的内部产生了压应力而其表面也产生了拉应力；通裂缝是因为大体积混凝土的强度到了一定程度，其开始慢慢降温，从而引起了变形和失水所引起的混凝土体积变形，受到其他结构边界条件和地基的约束所产生拉应力，高于混凝土抗拉强度也许就会有贯通截面的裂缝。这些都属于有害裂缝。所以了解掌控温度应力的变化规律和对温度进行控制能有效降低裂缝的产生

二、温度应力的分析

（一）温度应力的形成过程

温度应力形成各个阶段的特征：

早期：混凝土浇筑完成后至混凝土自身放热完成大致27天，这个时期有两

个明显的特征，一个是混凝土的弹性模量的急剧变化，二是水泥硬化过程中释放出大量水化热，。由于弹性模量产生的变化，这个阶段混凝土内会形成残余应力。

中期：水泥释放热量基本结束时到混凝土温度冷却到稳定这个阶段混凝土的弹性模量变化不大。

晚期：混凝土完全冷却后的时期。此时的温度应力主要来自外界温度变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。

（二）温度应力引起的原因

那种边界上没有约束或则是完全静止的结构，其内部温度如果是非线性分布的，

因为结构本身会互相约束会出现的温度应力。因为大体积混凝土结构平面尺寸大，冷却时其内部温度高表面温度低，表面会出现拉应力，中期出现压应力，这种应力成为自身应力。温度应力一般与混凝土干缩引起的应力相互作用。温度应力的复杂性一般要经过数值计算或模型试验，此外还需要考虑徐变的影响。

三、温度裂缝控制措施

想要有效的控制温度裂缝，需要从混凝土的延缓降温速率、减小混凝土收缩、改善约束条件水化升温、提高混凝土的极限拉伸强度等个个方面来考虑，跟据现场的实际情况采取相应的措施。

（一）降低水泥水化热和变形

1.选材料时选用低水化热的水泥来配制混凝土。

2.水泥的用量减少，利用其自身后期的强度。

3.选用颗粒径比较大，级配性良好的骨料；要控制砂石的含泥量。

4.在混凝土的内部预埋循环冷却水管注入冷水，从而降低混凝土的水化热温

度。

5.允许设置后浇带时，合理的设置后浇带。混凝土平面尺寸太大的时候，应该适当懂得设置后浇带，从而减小外应力及温度应力的影响；这也便于散发混领土热量能降低混凝土内部的温度。

（二）降低混凝土温度差

混凝土施工前关注天气，避免施工过程中有大的温度差，及时养护。

（三）加强施工中的温度控制

1.混凝土施工完成后，即使做好混凝土成品养护，使其充分发挥徐变的特性，减小温度应力，夏季湿水养护不要暴晒，冬季采取保温措施，以免发生较大的的温度梯度变化。

2.采取长时间“应力松弛效应”。

3.对过程中温度采取信息化控制，一直掌握混凝土内温度的变化，混凝土内外的温差不能超过25℃，随时改变保温和养护的措施，使混凝土的温度和湿度波动不大，这样能有效的去控制裂缝的出现。

（四）提高混凝土的极限拉伸强度

1.用良好级配的粗骨料，含泥量不能太高一定要控制，增加混凝土振捣时间，增加其密实度与抗拉强度，收缩变形得以减少，施工质量得以保证。

2.采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，

提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

（五）外加剂的使用

在混凝土制拌合浇筑过程中使用外加剂是非常常见的方法，大多外加剂都有的功能：缓凝、改善和易性、改善塑性，外加剂在技术人员的指导下使用，比一味地靠改善外部因素，会更加便捷、经济。

1.混凝土收缩受水灰比的影响，用减水防裂剂可让水的用量减少25个点。

2.水泥用量也是混凝土收缩率影响因素之一是水泥用量，加减水防裂剂可以在保证强度的条件下让水泥的用量减少15个点，体积减少的量可以用骨料来增加。

3.减水防裂剂：能提高混凝土得抗拉强度，增加抗裂性能。

4.加外加剂：使混凝土的密实性变好，提高抗碳化性减少碳化收缩。

5.减水防裂剂：使混凝土初凝时间合适，避免水泥凝固时间长引起的的塑性收缩。

6.外加剂：其可以使混凝土的和易性变好，易于混凝土收面从而保有水分，表面收缩减少。

五、结  论

上诉几点是本人对大体积混凝土的施工温度裂缝的产生及控制的些许拙见，大体积混凝土施工中温度裂缝产生这个问题是能有效控制的，施工时要把关每一个环节，按要求和规范操作，施工时遇到此类问题每次总结经验以及参考相关案例总结，更新工艺提高施工技术，同时结合已有的各种预防措施，此类问题可以得到很好的改善。

参考文献

［1]建筑施工手册（第三版）编写组．建筑施工手册4[M].北京：中国建筑工业

出版社，1997.

［2]现行建筑施工规范大全（修订缩印本）［M].北京：中国建筑工业出版

社，2005.

［3]鼓圣浩．建筑工程质量通病防治手册（第三版）［M].北京：中国建筑工业出

版社，2002

致  谢

    在本论文的撰写的过程中，首先要感谢我的导师刘烁宇老师的督促和指导，感谢老师为此付出的时间与精力。此外本论文在撰写的过程中参考了各种相关文献资料，过程中被学术界前辈的知识文化深深折服，敬谢各位！