大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的成因與控制研究

溫陽午

【摘 要】目前在土木工程建設(shè)中，大體積混凝土作為主要的建筑材料得到普遍應(yīng)用，其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，并且能夠有效提高整體建筑強(qiáng)度。在實(shí)際施工過程中，因為混凝土施工過程中內(nèi)外部因素的影響，使其容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)溫度裂縫，對工程施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，因此有效保障大體積混凝土的施工質(zhì)量，才能使整體建筑強(qiáng)度提高。本文對土溫度裂縫形成原因進(jìn)行研究，對相關(guān)控制措施進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土結(jié)構(gòu);溫度裂縫;控制

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對房屋建筑質(zhì)量要求也越來越高，隨之對于混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度也提出了更高的要求，大體積混凝土因其優(yōu)勢在建筑施工中得到廣泛應(yīng)用，但同時因其體積比普通混凝土大，在施工中因水泥特征，因溫度效應(yīng)出現(xiàn)的干縮、冷縮的機(jī)率也大幅度度提高，從而導(dǎo)致溫度裂縫的問題普遍存在，使混凝土施工質(zhì)量和建筑整體質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。為了提高溫度裂縫的防治效果，對其形成原因加強(qiáng)研究和分析至關(guān)重要。

一、大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫形成的原因分析

（一）裂縫形成主要原因

在混凝土施工過程中，對質(zhì)量產(chǎn)生直接影響的主要因素為水泥的水化特性，水泥水化特性會造成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)力出現(xiàn)變化[1]。在混凝土施工過程中，混凝土前期會因大量水份的蒸發(fā)而出現(xiàn)一定的收縮現(xiàn)象，隨著水泥水化熱促使結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的不斷升高，同時因混凝土體積原因，內(nèi)部溫度無法及時傳遞，造成結(jié)構(gòu)內(nèi)外部形成巨大的溫度差，在溫度的長時間作下，會產(chǎn)生持續(xù)的張拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土本身的抗壓強(qiáng)度不足以負(fù)荷張拉應(yīng)力時，會造成混凝表面出現(xiàn)不同程度的裂縫，而且較常見的是貫穿性裂縫，使混凝土結(jié)構(gòu)的完整性受到嚴(yán)重影響。所以在大體積混凝土施工過程中，因溫度效應(yīng)不同，會造成不同程度的裂縫，這種溫度效應(yīng)也是溫度裂縫形成的主要原因之一。

（二）外界環(huán)境溫度

在混凝土實(shí)際施工過程中，外界溫度也是造成溫度裂縫形成的原因之一[2]。與普通混凝土相比，大體積混凝土在厚度和寬度上都有所增加，使其穩(wěn)定性和強(qiáng)度提高，但同時也形成了結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的水化熱不易傳遞和散發(fā)的問題，當(dāng)水化熱在結(jié)構(gòu)內(nèi)部長時間累積，不僅使內(nèi)部熱量不斷增加，溫度持續(xù)升高，同時受外界溫度變化所產(chǎn)生的影響也越大。一旦外界氣溫出現(xiàn)驟降或驟升的情況，會影響混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，形成溫度梯度差，結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)幾率大幅度提高，同時這也是導(dǎo)致溫度裂縫出現(xiàn)的較為常見的原因之一。另外施工人員在進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)過程中，如外界環(huán)境溫度發(fā)生較大變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)部也會受到影響，產(chǎn)生不同程度的溫度梯度差，從而形成溫度效應(yīng)，也使混凝土溫度裂縫出現(xiàn)幾率提高。混凝土溫度裂縫形成的原因還包括外界環(huán)境的濕度變化，如混凝土內(nèi)部濕度較小，而外界濕度較大，會造成混凝土表面出現(xiàn)快速收縮的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫。在施工過程中，外界環(huán)境因素造成溫度裂縫的原因，也是施工過程中最難調(diào)整和控制的影響因素。

（三）約束條件

大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的原因還包括使用過程中的約束條件。混凝土結(jié)構(gòu)受到內(nèi)外部約的影響，溫度分布不均勻是內(nèi)部約束因素，因整體升溫和冷卻存在不同步的情況，同時內(nèi)外部溫度變化的非線性特點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)內(nèi)外部之間存在著一定的約束關(guān)系。另外在拆除模板時間方面，如未對外界溫度環(huán)境因素以及混凝土自身情況等進(jìn)行充分的考慮，也會造成結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn);混凝土無法承受模板所施加的壓力，也會造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫;另外水泥品種的選擇也是需要充分考慮的約束條件，應(yīng)根據(jù)混凝土溫度效應(yīng)以及極限應(yīng)力等，對水泥品種進(jìn)行合理選擇，并對混凝土澆筑施工工藝進(jìn)行確定，以及嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行混凝土振搗等，避免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，從而對混凝土質(zhì)量造成不利影響[3]。

二、大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的有效控制措施

（一）溫度控制

由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外部形成的巨大溫差，導(dǎo)致張拉應(yīng)力增強(qiáng)，從而使結(jié)構(gòu)溫度裂縫形成，因此在施工過程中，需要對混凝土的水泥水化溫度加強(qiáng)重視，使其上升幅度得到有效控制。在工程施工過程中，首先需要對水泥材料進(jìn)行合理選擇，主要選用中熱或低熱水泥為宜;在進(jìn)行混凝土混合料配置時，加入適量的粉煤灰、礦渣等，能夠使水泥使用量降低，對水泥的水化熱進(jìn)行有效控制;同時通過一定量的外加劑和混合料的加入，使混凝土初齡時間得到有效延長，從而防止因結(jié)構(gòu)內(nèi)外部溫差變化較大而導(dǎo)致溫度裂縫出現(xiàn)的情況;通過一定量木鈣粉的加入，可以使混凝土中水泥水化熱效果最大限度地減少，使混凝土散熱率提高，從而有效降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度;通過對混凝土澆筑溫度的控制，使溫度裂縫的出現(xiàn)幾率減少，澆筑溫度的適當(dāng)降低有利于提高混凝土施工質(zhì)量。因此施工人員在實(shí)際混凝土施工過程中，需要對混凝土入模溫度和出機(jī)溫度加強(qiáng)控制，使其溫度降低，并利用冰水進(jìn)行降溫，對混凝土運(yùn)輸過程、攪拌以及澆筑等環(huán)節(jié)的溫度加強(qiáng)控制。

（二）降溫速度控制

在大體積混凝土施工過程中，可以采用在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行冷卻水管的預(yù)埋，使混凝土溫度降低，使混凝土降溫速率得到有效控制。在混凝土澆筑作業(yè)完成后，通過覆蓋保濕、保溫材料，以及灑水養(yǎng)護(hù)等措施，使混凝土質(zhì)量得到有效保證，避免因外部環(huán)境溫濕度的變化，造成混凝土表面出現(xiàn)收縮、干縮現(xiàn)象，而造成溫度裂縫的出現(xiàn)[4]。

（三）外界約束條件改善

在混凝土施工過程中，還需要針對外界約束條件，采取有效措施進(jìn)行改善和控制。混凝土質(zhì)量受約束條件影響較大，因此施工人員應(yīng)加強(qiáng)對外部約束條件的研究，避免在夏天進(jìn)行澆筑作業(yè)，同時針對不同的氣溫，采用不同的澆筑厚度以及分層澆筑體積，充分考慮澆筑層面的散熱問題;在冬天寒冷的天氣條件下，應(yīng)采用延長拆卸的方式，使溫度降低速度減慢，并對外部結(jié)構(gòu)采取必要的保溫措施。另外通過活動層的設(shè)置，使溫度應(yīng)力有效降低;還可以在混凝土結(jié)構(gòu)中加入構(gòu)造筋，起到有效抵抗應(yīng)力，避免溫度裂縫出現(xiàn)的作用。

三、結(jié)束語

在建筑施工過程中，為了有效避免溫度裂縫的出現(xiàn)，首先需要對大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，有針對性地制定相應(yīng)控制措施。在施工過程中，需要從混凝土施工中各環(huán)節(jié)溫度控制入手，對混凝土內(nèi)部溫度以及降溫速率進(jìn)行有效控制，使混凝土內(nèi)外部溫度環(huán)境得到有效改善，通過整體性的控制，使大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到有效保證。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李民杰. 大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的成因與控制[J]. 建材與裝飾， 2018（7）.

[2]許瑩. 多因素作用下的大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及控制機(jī)理研究[D].? 2017.

[3]丁朝輝. 建筑大體積混凝土溫度裂縫控制研究[J]. 門窗， 2018（1）：52-52.

[4]王曉明. 大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)研究[J]. 建材與裝飾， 2018（15）.