超長混凝土結構在溫度應力作用下的裂縫控制

王儒軍

中信建筑設計研究總院有限公司（430010）

近年來，由于大型公共建筑的建設不斷發展，人們對大型空間的需求不斷增加，不設縫的混凝土結構長度也隨之越來越大。但是超長混凝土結構由于自身的特性，在受溫度變化影響時會產生膨脹或收縮，導致裂縫產生的概率增大。裂縫的發生會嚴重影響超長混凝土結構的耐久性，對于混凝土承載能力、使用壽命等也有很大影響。因此，對超長混凝土結構的溫度應力分析及對超長結構的裂縫控制很有必要。

1 超長混凝土結構裂縫原因

建筑物在自然環境之下必然會受到周邊環境的影響，這些影響直接貫穿在整個建筑施工、使用過程中。在各種環境影響因素中，超長混凝土結構產生裂縫的主要因素是環境溫差[1]。在氣候方面，我國地區跨度比較大，夏季許多城市存在較大的晝夜溫差，白天建筑物處于太陽照射下，溫度較高，夜間溫度快速下降，此時超長混凝土結構會出現比較大的熱脹冷縮變化。在這些環境影響下，如果不采取有效的措施，超長混凝土結構很容易出現結構應力改變，從而導致裂縫的形成。

在混凝土施工時的內外溫差，規范規定混凝土中心溫度和混凝土表面溫度差不應大于25℃，混凝土表面溫度與大氣溫度差不應大于20℃，但是在許多施工中，超長混凝土結構中心溫度會超過90℃，此時表面溫度就應當在65℃以上，但是這一溫度很難實現。在施工中因為外部溫度的下降速度非常快，超長混凝土結構的內部和外部很容易形成收縮率的差異，從而導致裂縫的形成。

2 超長混凝土結構裂縫控制措施

2.1 提升混凝土性能

要做好超長混凝土結構裂縫的預防控制，在制作混凝土時，可以加入適當的膨脹劑，實現對裂縫的預防控制。借助摻入膨脹劑的方式替代部分水泥，可以促使混凝土在硬化過程中適當膨脹，但是在加入膨脹劑同時應當相應地減少水泥使用量，控制混凝土因為水化產生的溫度改變問題[2]。另一方面需要采取優質的水泥，預防溫度差異導致的裂縫問題。針對比較厚的超長混凝土結構，在施工中可應用低標號的水泥。低標號水泥水化熱的性能會減少25%，可以更好地降低溫度形成的裂縫問題。

2.2 增設溫度鋼筋

對于超長結構中的樓板及屋面板，所配的鋼筋除了滿足計算要求的數量外，增設一定量的溫度鋼筋，可以抵抗溫度變化引起的溫度應力，同時可適當增加樓板的厚度。溫度鋼筋宜采用直徑較小的鋼筋貫通布置，其布置間距不宜大于100 mm。

2.3 強化混凝土養護管理

針對超長混凝土結構施工問題，在施工期間應當作好裸露面積的保護處理，盡可能降低超長混凝土結構內部與表面溫度差異過大而導致裂縫的問題[3]。針對施工次數比較少的超長混凝土結構項目，可以采用防水隔熱的材料對整個結構提供養護，預防溫度過高導致的裂縫問題。針對分層進行澆筑的施工項目，可以采用重復性、黏附性比較好的PVC發泡材料進行養護處理，預防溫度的過大變化。同時也可以借助噴灑聚苯乙烯泡沫粒的方式對超長混凝土結構進行養護，這種養護措施可以更好地預防溫度大幅度、快速變化的問題，實現裂縫的預防和控制。

3 結語

在建筑施工項目中，按照超長混凝土結構的施工特征，一方面需要作好針對性的施工技術管理及合理優化，另一方面需要根據超長混凝土結構的實際裂縫原因采取預防措施，如高度重視氣候環境造成的超長混凝土結構裂縫，作好針對性的防護措施，嚴格落實控制混凝土的成本，盡可能預防與減輕超長混凝土結構裂縫的風險，從而提升整體施工質量。