大體積混凝土溫度控制和裂縫防治技術

曾慶璘

（三峽大學水利與環境學院，湖北 宜昌 443002）

單次澆筑量大于1 000 m3的混凝土構造物，在工程中我們將其稱之為大體積混凝土。在實際工程中，一般的混凝土結構由于其水泥水化熱和材料自身具有的干縮特性，會產生裂縫，而大體積混凝土更是由于其內部水泥水化熱量大、內應力更加集中而較普通混凝土而言更易形成裂縫，尤其在氣溫較低的季節，因此，有必要在施工時對大體積混凝土的裂縫進行有效的分析和整治，以確保工程結構具有良好的耐久性和安全性。

1 大體積混凝土溫度裂縫的形成與拓展

大體積混凝土中水泥及其膠凝材料是產生溫度裂縫的主要原因。水泥在水化的一段時間內將持續釋放出大量的水化熱，結構內部產生熱量不能夠迅速地傳遞至混凝土表面消散，而是在混凝土結構中形成一定的溫度梯度，由內到外溫度持續降低。在進行大體積混凝土結構施工時，由于外部溫度較低，而混凝土單向散熱距離較遠，導致混凝土內部產生的水化熱消散速率有限，不能夠及時地將內部熱量消散，就造成了大體積混凝土的內、外溫差較大，并進一步形成內脹外縮的現象，產生較大的外部拉應力，當拉應力超過混凝土的抗拉強度時，溫度裂縫便生成。

大體積混凝土在施工階段由最高溫度降低至最低或穩定溫度時，其最大溫度拉應力甚至會超過由其自重或荷載所引起的拉應力，而混凝土材料本身是一種抗壓強度較大、抗彎拉性能不足的材料，更多的結構抗彎拉性能主要有結構內部的鋼筋所承擔，而一旦發生較寬的溫度裂縫導致鋼筋暴露于空氣中，銹蝕的鋼材抗拉強度將進一步下降，從而使裂縫更進一步拓展引發惡性循環，因此，在混凝土進行施工，尤其是大體積混凝土施工時，一定要注意溫度裂縫的出現，確保工程質量達標。

2 溫度裂縫的預防手段

溫度裂縫出現的季節大多是在冬季或氣溫較低的季節，在分析過其產生的原因之后我們不難看到，控制好外因（室外溫度）和內因（澆筑散熱與養護）是對大體積混凝土溫度裂縫進行預防的有效手段。具體而言，對大體積混凝土進行溫度裂縫防控的手段應當包括以下幾點內容。

2.1 嚴控混凝土選材過程

混凝土材料對結構質量的影響至關重要，而在大體積混凝土中，尤其以水泥材料最為關鍵，在選用商混時，拌和用水泥應當在滿足強度等級要求的前提下盡可能地使水化熱較低，如果經濟條件允許，則應通過試驗，確定是否添加減水劑等外加劑，或粉煤灰、纖維等物質來改善大體積混凝土的收縮特性。

2.2 氣溫較低時適當降低澆筑速度

大體積混凝土在施工階段如果遇到氣溫變化，則應當在氣溫較低的天氣適當降低澆筑速度，但應當確保其滿足混凝土實際初凝時間。在進行分層或分級澆筑時，上層混凝土澆筑時間應當在下層混凝土初凝后及時澆筑，降低施工縫位置引起應力的集中所導致的溫度裂縫。一般情況下，在冬季每層混凝土結構施工時所需商混罐車數量比常溫季節少，但應當按照實際工程條件進行精準配合，避免停工待料或現場壓料，從而從混凝土內部熱量釋放角度盡可能地降低溫度應力的產生。

2.3 強化澆筑過程中對混凝土的振搗

進行大體積混凝土施工時，現場應當配備數量較多的振動棒，混凝土在泵送入模后及時振搗，避免出現離析和局部空隙，離析會造成大粒徑的集料下沉，更多的水泥集中于結構上部，使上、下部熱量不均勻，造成更大的溫度差，需要注意振動棒應快插慢拔，不要讓棒頭卡在鋼筋骨架的縫隙當中或觸到下部企口位置，對于上下分層的混凝土，振搗時要注意盡可能讓振動棒插入到下層5～10 cm，最后一層混凝土振搗完畢后刮平。

2.4 加強現場溫度監控與養護

如遇大體積混凝土施工時溫度較低，而分析溫度裂縫產生的原因也能得出，最重要的是要把握和控制好施工現場的溫度及對混凝土材料溫度進行有效監測。具體而言，在混凝土入模后的早期升溫階段，應保證每2 h檢測1次結構溫度；到后期降溫階段，應當保證不低于每4 h檢測1次結構溫度。升溫速度較快或降溫速度較快都會引發溫度裂縫，而緩解溫度變化速率較快的主要做法在于注意施工時的養護條件的改善。一般情況下，在我國北方地區，11月入冬后平均溫度在0°，完成大體積混凝土的澆筑壓實后，現場的技術人員應當及時對混凝土表面進行覆膜處理，對企口位置、柱、角、插筋等位置也應當統一處理?；炷撩鎸颖砻嬗幸欢◤姸炔⒛苷救藭r，施工技術人員可以上去將薄膜揭開并觀察其是否有縮裂產生。如果有，則應抹平并適當灑水保持其濕潤，然后再在其表面用薄膜重新覆蓋好，同時，可以加蓋1層或多層再生棉棉被或草席。對筏板側面或突出位置可以用麻袋、塑料膜進行保溫處理，對后澆帶、電梯井等位置用薄膜覆蓋處理后應當用額外的彩色布將上口覆蓋。

當進入冬至日至大寒日間的溫度最低階段或經歷大風降溫導致的低溫階段時，除了對上述養護過程進行規定操作外，還應加設加熱設備來提高混凝土養護溫度，條件允許的情況下可以采用蒸汽養護，確?；炷羶韧鉁夭钤?5℃左右（一般情況下混凝土內部最高溫度在50～60℃），平均日降溫在25～30℃ ，通過上述養護手段確保大體積混凝土能夠更加均勻穩定地散熱降溫，避免有害溫度裂縫的產生。

3 結束語

隨著我國日新月異的發展，各類工程建設施工的整體水平得到了極大提升，大體積混凝土的裂縫問題也得到了越來越廣泛的重視。了解溫度裂縫的主要成因，掌握大體積混凝土在完成澆筑后內部溫度應力的變化規律，通過改善冬季混凝土施工過程中的技術手段，制訂一系列因地制宜、行之有效的質量控制方案，嚴格確保大體積混凝土施工過程中的各個環節滿足規范要求，才能確保工程質量，建設出更加優質的建筑產品。

參考文獻：

［1］王福龍.大體積混凝土溫度控制和裂縫防治技術［J］.門窗，2017（06）：247.

［2］宋悅建.大體積混凝土溫度控制和裂縫防治技術［J］.工程技術研究，2017（02）：38-39.

［3］譚新鋒.大體積混凝土裂縫防治及溫度控制策略［J］.黑龍江交通科技，2012，35（08）：106.