大體積混凝土溫度裂縫的成因與控制

謝敬

摘要：本文通剖析大體積混凝土裂縫問題的產(chǎn)生原因，進(jìn)而闡述了預(yù)防裂縫問題出現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)及其措施，從而給大體積混凝土施工方面的同行業(yè)者提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;溫度裂縫;成因;控制

由于大體積混凝土施工具有水化熱聚集性較高的特性。因此，它的內(nèi)、外部的溫度差異越大，則越容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。如若不能實(shí)施較好的管理與控制，將會(huì)致使施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而出現(xiàn)各類安全事故。由于現(xiàn)如今的管控制度及其體系尚不足以全方位的解決施工進(jìn)程中所遇到的所有問題，因此避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題，一直是施工作業(yè)方面的重點(diǎn)與難點(diǎn)，值得我們進(jìn)行深入化的剖析，進(jìn)而探究相應(yīng)的控制措施。

1 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的原因

1.1 設(shè)計(jì)原因

大體積混凝土之所以會(huì)產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，很大程度上是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)當(dāng)中的斷面發(fā)生突變，進(jìn)而產(chǎn)生較為集中的應(yīng)力。面對(duì)此應(yīng)力，當(dāng)與之相關(guān)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，比如鋼筋配置方面所需的鋼筋數(shù)量過少、過粗等，未能充分到位的考慮到大體積混凝土方面的收縮、形變，以及適用等級(jí)等。會(huì)在一定程度上致使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題。

1.2 水泥的水化熱

由于大體積混凝土構(gòu)造具有構(gòu)斷面比較厚，以及表面系數(shù)相對(duì)較小的特性。因此，當(dāng)水泥與水發(fā)生水熱化現(xiàn)象并釋放出一部分的熱量時(shí)，此熱量將不易擴(kuò)散消失，而是會(huì)將熱量聚集于結(jié)構(gòu)內(nèi)部。故而，這會(huì)更加容易致使混凝土構(gòu)造其內(nèi)外部之間存有溫度差異，從而致使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力，面層出現(xiàn)拉應(yīng)力。如若此拉應(yīng)力超越混凝土所具有的抗拉強(qiáng)度之時(shí)，將會(huì)致使混凝土表面產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。

1.3 外部氣溫的變化

在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行施工作業(yè)的階段之中，澆筑方面的溫度應(yīng)當(dāng)緊隨外界氣溫的變化而實(shí)時(shí)變化。尤其是在氣溫驟降的環(huán)境中，會(huì)加劇混凝土內(nèi)外層所具有的溫差，這將在一定程度上提升大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生機(jī)率。

溫度應(yīng)力，主要是由溫度差異所引起的溫度變化所形成的一種應(yīng)力。此種應(yīng)力會(huì)隨著溫差的變化而變化，溫差越大則溫度應(yīng)力也就越大。因此，有必要對(duì)其采取充分且有效的溫度控制以及管理措辦法，從而有效降低混凝土內(nèi)、外部由于溫差因素所致使的溫度應(yīng)力。

1.4 混凝土收縮方面

混凝土當(dāng)中的20%水分是用于水泥硬化的，其他80%的水分則是需要進(jìn)行蒸發(fā)的。在對(duì)混凝土中多余水分進(jìn)行蒸發(fā)的進(jìn)程中，會(huì)出現(xiàn)混凝土體積收縮，進(jìn)而產(chǎn)生收縮性混凝土裂縫。對(duì)混凝土收縮所產(chǎn)生影響的因素主有：水泥本身的品種、調(diào)配比例、外添劑、添合料品種以及相關(guān)的施工工藝等。

2 有效管控大體積混凝土裂縫的相關(guān)措施

2.1 設(shè)計(jì)控制

（1）結(jié)構(gòu)平面形狀應(yīng)當(dāng)盡可能的去考慮剛度的均衡與對(duì)稱，對(duì)各種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)要應(yīng)當(dāng)實(shí)施特殊化的處理。

（2）混凝土結(jié)構(gòu)之中的高低錯(cuò)落之處與其結(jié)構(gòu)對(duì)接處，往往是最易產(chǎn)生裂縫的位置。對(duì)此我們可以應(yīng)通過運(yùn)用增添構(gòu)造鋼筋的方式，來對(duì)此些部位實(shí)施強(qiáng)化。

（3）補(bǔ)償配筋方面的考量，通常是運(yùn)用細(xì)直徑與密配筋的搭配原則;對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)而言，應(yīng)當(dāng)充分的考慮到后澆帶以及膨脹帶等方面的裂縫預(yù)防措施。大面積的混凝土之中，外墻板作為抗?jié)B以及抗裂方面最為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，可以適當(dāng)?shù)臑檫@些部位縮減水平構(gòu)造筋的直徑、加大鋼筋配筋率，從而有效提升混凝土的抗拉能力。

2.2 原材料的選取

（1）優(yōu)先選用水化熱較低的水泥來生成大體積混凝土，同時(shí)所運(yùn)用的對(duì)于運(yùn)用的水泥材料，還應(yīng)當(dāng)依據(jù)目前國家的行管標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)其實(shí)施水化熱方面的測(cè)定。

（2）粗骨料方面應(yīng)當(dāng)運(yùn)用5～40mm持續(xù)級(jí)配的石子，而細(xì)骨料則應(yīng)運(yùn)用中粗砂，同時(shí)含泥量需要控制在1.5%之內(nèi)。

（3）摻合料的運(yùn)用。我國較為常用的活性摻合料主要有粉煤灰以及礦粉等。他們可以有效的代替部分水泥，從而降低水泥用量，以及水泥的水化熱。

（4）外加劑主要有減水劑、膨脹劑以及緩凝劑。減水劑，不但有助于改善混凝土的工作性能，而且還具有降低水泥用量的效用。緩凝劑一般多用于泵送混凝土，不僅有延緩凝結(jié)的效用，還有助于提升混凝土澆筑面粘結(jié)性以及便于運(yùn)輸跟施工的效用。

2.3 施工過程中混凝土溫度方面的控制

對(duì)于混凝土的最高溫升來講，主要是澆筑溫度以及水化熱溫升的兩者總和所構(gòu)成的。故而，當(dāng)在溫度較高的狀況下進(jìn)行施工時(shí)，務(wù)必要注重降低混凝土實(shí)施澆筑之時(shí)的溫度。

（1）我們可以通過遮蓋施工現(xiàn)場(chǎng)的砂石材料，來降低陽光對(duì)其所造成的輻射。

（2）我們還可以在實(shí)施澆筑之前，對(duì)砂石實(shí)施冷水降溫。比如，我們可以于混凝土內(nèi)里來預(yù)先設(shè)計(jì)相關(guān)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，之后在需要時(shí)通入冷水來加速混凝土內(nèi)在熱量的散發(fā)速度。

（3）還可以于大體積混凝土表面實(shí)施蓄水又或是運(yùn)用相應(yīng)的覆蓋保溫、以及保濕、養(yǎng)護(hù)措施，來平衡混凝土內(nèi)外部的溫差與濕度，不僅有助于預(yù)防混凝土的表面出現(xiàn)裂縫，還可以有效預(yù)防混凝土由于驟然降溫所導(dǎo)致的貫穿性裂縫出現(xiàn)。

（4）若想更加及時(shí)精準(zhǔn)的掌控混凝土內(nèi)部溫度以及表面溫度之間的變動(dòng)值，可以于混凝土之中埋設(shè)一定數(shù)量的測(cè)溫點(diǎn)，一旦發(fā)覺其內(nèi)外部的溫度差異超出允許值25℃之時(shí)，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)的采取相應(yīng)措施。

（5）冬季施工時(shí)，大體積混凝土的澆筑溫度通常在5～10℃最為恰當(dāng)。另外，在對(duì)大體積混凝土實(shí)施澆筑之前，還需要對(duì)基礎(chǔ)混凝土以及新混凝土所接觸的冷壁實(shí)施蒸汽預(yù)熱。對(duì)于原材料方面來講，則應(yīng)視氣溫的高低來對(duì)其實(shí)施加熱。在對(duì)石料實(shí)施加熱的進(jìn)程中，還應(yīng)當(dāng)盡可能的應(yīng)防止過熱以及過分干燥現(xiàn)象的出現(xiàn)，比如最高溫度且不可超過75℃。此外，還應(yīng)當(dāng)要注意運(yùn)輸進(jìn)程中的保溫工作以及澆筑進(jìn)程中的熱量損失等方面

3 結(jié)語

綜合上述剖析，我們可以得知。盡管大體積混凝土存有較易出現(xiàn)裂縫問題的特性，但是通過大量的科學(xué)探究以及相關(guān)的工程實(shí)踐皆表明，只要給予其科學(xué)恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)、正確的選取施工材料、正確執(zhí)行施工工藝以及對(duì)此進(jìn)程中所可能會(huì)產(chǎn)生的各項(xiàng)、各類影響因素以及問題等，并對(duì)此給予充分、全面、科學(xué)的考量，就可以有效的降低大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題的機(jī)率，降低其所可能產(chǎn)生的危害、事故機(jī)率，從而進(jìn)一步的提升施工建設(shè)的品質(zhì)與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高立，左工.大體積混凝土溫度應(yīng)力及溫度裂縫理論研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2019（21）.

[2] 張小江.大體積混凝土施工溫度裂縫防控[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（16）.

[3] 邰俊凱.大體積混凝土施工溫度裂縫控制研究及進(jìn)展[J].四川水泥，2019（06）.

（作者單位：江蘇中億德建設(shè)集團(tuán)有限公司）