大体积混凝土温度裂缝控制技术应用进展

大体积混凝土温度裂缝控制技术应用进展

焦世安

山西四建集团有限公司，山西省太原市，030000

摘要：在现阶段的建筑工程中，对大体积混凝土的应用越来越广泛。在建筑施工质量管理中，大体积混凝土的裂缝问题是较为常见的一种病害。基于此，本文首先对大体积混凝土概述，其次探讨了房屋建筑大体积混凝土裂缝产生的原因，最后就如何控制大体积混凝土开裂进行研究，以供参考。

关键词：大体积混凝土；温度裂缝；控制技术；进展

引言

近年来，在城市土地资源紧缺、国民经济迅速发展的背景下，基础设施建设也随之迅速发展。大型建筑物的结构尺寸已远超传统的建筑，因其自身体积大，水热化现象使混凝土内外温度差异进一步加大，因此更容易出现温度裂缝问题。在施工和操作过程中，必须通过一定的方法措施，控制混凝土结构有害裂缝的产生。影响大体积混凝土发生裂缝问题的因素包括材料、环境以及工艺措施等，大体积混凝土温度裂缝控制是一项系统性工程，必须从产生温度裂缝的原因出发，通过减少材料的水化热、加强振捣及养护、采取冷却措施降低内外温差、加强温度监测等手段，控制由于温度应力而产生的混凝土有害裂缝。

1大体积混凝土概述

所谓大体积混凝土主要是指结构实体的尺寸在1m以上，或者是因为水泥水化热的原则而引起混凝土内外温差过大致使产生裂缝的混凝土。通过对概念的剖析和解读可以发现，按照尺寸对大体积混凝土进行定义相对比较贴切。但是，正是因为混凝土结构尺寸大，水泥产生的水化热量才会明显高于普通混凝土。因此，出于对概念理解准确性的考虑，在界定大体积混凝土时，除了考虑混凝土结构尺寸以外，还应当考虑水泥的种类、强度、水泥用量、外界环境等因素。正是由于水泥水化热的存在，以至于混凝土在冷却过程中，混凝土内部与外部将出现较大的温度差，在这种情况下，混凝土结构极易出现温度裂缝和收缩裂缝。按照裂缝深度划分，主要包括贯通裂缝、深度裂缝、表层裂缝。由于贯通裂缝贯穿于混凝土结构的整个断面，如果不及时对裂缝进行处理，混凝土的结构强度将受到严重影响，甚至直接作为废弃混凝土处理，这就给施工单位造成了巨大的经济损失，而通过对产生裂缝的原因的分析，施工单位可以对混凝土冷却过程中的各项参量值进行优化和调整，这样能够大幅降低裂缝出现的概率。

2房屋建筑大体积混凝土裂缝产生的原因

①约束作用因素。在房屋建筑中，大体积混凝土在浇筑中，不同的部位会产生不同的约束作用，从而影响大体积混凝土的质量，造成裂缝的产生。②水化热因素。在建筑大体积混凝土裂缝产生过程中，水泥的用量非常关键，水泥会产生水化热现象，如果水泥梁过多，水化热会使得大体积混凝土的内外温差较大，混凝土内部温度不容易散失，会产生温度应力，造成裂缝的产生。③收缩变形裂缝。大体积混凝土施工中水灰比和混凝土凝结时间都会影响到大体积混凝土施工的质量，在混凝土拌合物中，水分比较少，在混凝土浇筑成型后，密度较大的固体会向下沉淀，水会向上浮动，从而使得水泌到混凝土表面，还有一部分会留在内部形成水囊，体积收缩的时候就会产生收缩应力，从而会造成大体积混凝土出现裂缝。

3如何控制大体积混凝土开裂

3.1制定合理的施工方案

必须严格按照实验室发布的材料清单制作实心混凝土建筑材料，称量偏差应控制在允许的偏差范围内，搅拌程序和时间应通过实验确定，不得随意进行操作。浇注过程中常用的浇注方法包括平行分层推进、分层倾斜推进和分层剥落运动。根据结构特点和浇筑量，全面考虑实体混凝土的施工，选择合适的浇筑方法，最大限度地扩大散热面积，降低温度应力。施工过程的布置应根据现场施工条件合理组织，特别注意避免高差过大和侧面长期暴露，调整施工进度，避免极端环境下施工的温差。施工过程应分层进行。如果快速插入并缓慢移除，第二次振捣后，混凝土将变得更密实，这将有助于提高混凝土的抗拉强度。

3.2常规控制

（1）在结构内部增加双层双向加大配筋，以提升结构的抗裂性。（2）选择科学的材料，设计出合理的配比，通过材料与配比的设计，控制混合物内水化热反应，减少水化热的释放量，从而降低结构内部温度，达到缩减内外温差的目的。同时，材料使用前，应详细对材料予以检查，确保材料质量符合要求。（3）按照相关规定要求，开展高效的后期养护工作。

3.3二次冷却起始龄期的影响因素

在对混凝土进行二次冷却时，起始龄期不同，混凝土的温度与应力值也有所不同。以基础工况条件下的二次冷却为例，如果龄期提前15d，那么，最大的横向应力则增加0.17Mpa，如果龄期延后15d，混凝土的最大应力则降低0.14Mpa，由此可以看出，如果适当延长冷却开始时间，则能够达到缓慢冷却的目的，在这种情况下，混凝土内外温差范围也将慢慢缩小。通过对七种工况条件下建筑基础温度曲线的分析，冷却时间越提前，混凝土温度的平稳状态维持的时间越短。在一次冷却过后的145d进行二次冷却，混凝土的最低温度值为12.18℃，在一次冷却过后的160d进行二次冷却，混凝土最低温度为12.31℃，而在一次冷却后的175d进行二次冷却，混凝土的最低温度为12.36℃，三种不同的工况条件，混凝土的最低温度也出现了微小的差异。而通过对温度应力曲线的分析发现，如果在一次冷却以后的第145d开始进行二次冷却，混凝土的实际应力值明显超过允许应力，而在1月至4月期间，混凝土温度仅仅存在一个缓慢的下降趋势，因此，在刚刚进入二次冷却以后，三种不同的工况条件下，其温度应力差异并不明显。

3.4混凝土浇筑施工的控制技术

在大体积混凝土浇筑过程中，浇筑技术对于混凝土是否产生裂缝有着非常重要的影响，因此应重视浇筑技术的掌握。通常在混凝土浇筑过程中可以选择按照分区定点浇筑的方式，每次一个坡度进行推进。通过浇筑技术，可以提升混凝土的质量与性能。如果混凝土的坍落度较大会导致出现水分，容易造成混凝土裂缝的出现，因此在房屋建筑混凝土浇筑施工工程中，应在初凝前进行二次抹面，对其进行压实，从而提升混凝土的质量。

3.5加强混凝土养护

大体积混凝土在浇筑后表面容易出现塑性裂缝，在表面混凝土初凝后进行二次抹面收光处理可以有效改善表面平整度。混凝土的养护有两个目的，一是保证混凝土的湿度适宜，胶凝材料充分水化反应，以利于强度的增长；二是通过覆盖或降温使混凝土的温度在规范控制范围以内，保证混凝土质量。混凝土终凝后12h内，常规的做法是第一层采用塑料薄膜覆盖，保持混凝土湿度；第二层根据季节温度的不同，选择不同厚度的保温材料进行覆盖，控制混凝土表面与核心温度的温差以及降温速率。养护时间≥14d。

结语

综上所述，裂缝是大体积混凝土常见问题之一，影响混凝土结构施工质量，增加了建筑的安全风险，不利于建筑的后续使用。所以，在工程施工时应采取科学合理的方式预防裂缝，其裂缝出现的原因有很多，结构内外温差较大是最主要的原因。因而在施工过程中，应对温差予以控制，对结构进行优化，选择合理的施工材料，设计出最佳的配比，开展高效的混凝土养护工作，并通过对结构内外温差的计算，进而布置合理的冷却水管，调节冷却水流量，以确保结构内外温差控制在规定范围内。

参考文献

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