對高溫下大體積混凝土超長結構防裂的思考

李鳴鶴

（中海油安全技術服務有限公司， 天津 300456）

混凝土的裂縫一般是在澆筑的短期內形成的，而一般這個時期的設計荷載還并沒有作用在相應的建筑結構上，所以混凝土出現裂縫是由外荷載導致的，這種情況是很少見的。相反地，其內部呢？眾所周知，水泥的水化是要放熱的，而對于大體積的混凝土來說，它自身又有一定程度的保溫作用，所以就溫度的變化來說，其內部的升溫幅度要比外部的強很多，相應地，在溫度達到一定峰值而開始降溫時，其內部溫度要升得比外部慢很多。

1 大體積混凝土常見的裂縫

在日常的建筑工程中比較常見的大體積混凝土裂縫有貫穿性裂縫和表面裂縫兩種。前者的特點是向上延伸，一般在底部的裂縫最大而在頂部的裂縫卻相對較小，這種裂縫的殺傷力較大，它一般會破壞裂縫的整體性和穩定性等。而后者產生的原因主要是由大體積混凝土內外溫差導致的，此類混凝土的裂縫一般形成在初期，它對整體沒有什么大的傷害，主要的破壞全部聚集在表面，呈不規則的形狀，但表面的裂縫也會逐漸的對內部產生一定的作用使得裂縫更大。因此，大體積混凝土的開裂不僅要控制貫穿性的開裂，還要注意表面裂縫。

2 大體積混凝土出現裂縫的原因

2.1 水泥水化是放熱反應

混凝土的厚度比較大，而水泥在水化時又會放出很多的熱量，這使得水泥在水化時產生的熱量被全部封存在內部散不出來，此時可能會造成溫度的急劇升高。另外，對于大體積的混凝土來講，其導熱性能、彈性模量和強度等因素都會在不同程度上影響著大體積混凝土的溫度應力和變形約束。逐漸地，混凝土的齡期會不斷增長，相應的，其彈性模量和強度也會不斷的提高，隨著以上因素的變化大體積混凝土的變形約束也會有一定的改變，具體的，會使得大體積混凝土在降溫收縮時的約束較之前增強很多。

2.2 混凝土收縮的影響

大體積混凝土在外界因素的影響下，其變化會非常復雜，通常情況下，自發變形在遇到外界的約束時，會形成拉應力使混凝土產生裂縫。而導致大體積混凝土開裂的收縮主要有三種，分別是塑性、干燥和溫度的收縮，這三種收縮都會在不同程度上影響著大體積混凝土的收縮情況，最終導致混凝土開裂。

2.3 外界氣溫和濕度的影響

在建筑工程中，對大體積混凝土結構的影響因素有很多種，但最影響最大、最主要的因素就是外界氣溫的變化。大體積混凝土內部的溫度組成比較特殊，也比較復雜，它主要是由澆筑的溫度、散熱的溫度、大體積混凝土水化時放出的熱量等多種溫度疊加形成的。而在這些溫度中，起主要作用的就是澆筑溫度，它與外界溫度成正比關系，即隨外界溫度的升高而升高，一旦外界溫度下降的過快，就會造成很強的溫度應力使得混凝土出現裂縫。除溫度以外，對大體積混凝土影響最大的就是外界的濕度了，如果外界的濕度一旦開始下降，就會在一定程度上加快混凝土的干縮速度，從而進一步造成大體積混凝土的開裂。

2.4 其它因素的影響

對大體積混凝土產生裂縫的影響因素有很多，除了上文中提到的水泥的水化、大體積混凝土的收縮以及外界的溫度和濕度以外，還有不均勻沉淀的建筑物基礎，這也是導致大體積混凝土發生開裂的主要原因之一。另外，混凝土的配比如果不是標準的比例或者配比不良也會導致大體積混凝土產生裂縫。

3 大體積混凝土超長結構防裂的對策

3.1 加強大體積混凝土的養護

溫度的影響對于大體積混凝土來說是非常大的，所以要想改善大體積混凝土超長結構的裂縫現象，就得在溫度方面進行一定的干預，主要的途徑是進行保溫或保濕的養護方法，通過干預來防止大體積混凝土結構的內外溫度梯度的變化，改善由溫度應力造成的混凝土開裂。而保溫保濕的具體做法是：首先可以在建筑的過程中，對使用到的混凝土表面可以加蓋兩層塑料薄膜，對蓋塑料薄膜的時間也應該加以控制，一般是在混凝土剛開始凝固的時候，這樣做可以防止水分的蒸發，為了保溫保濕的效果可以更好一點，另外還需要在再加蓋三層濕麻袋，要想盡可能完美的做到保溫保濕工作，就應該考慮到天氣的各種可能性，所以，為了防止突然的降雨天氣造成的外界環境溫度下降，可以在濕麻袋的外面再加固一層塑料膜，這層塑料膜的作用是隔離雨水，還可以保持濕麻袋表面的溫度，從而在一定程度上縮小了大體積混凝土內外的溫差。

3.2 施工方法要合理化

對于超長結構的大體積混凝土來說，其發生開裂的原因除了一些不可抗拒的外界因素外，還有在施工過程中認為操作的原因，因此合理的選擇施工方法，讓每一位施工個人的操作更加專業化可以有效的防止大體積混凝土的開裂現象。在施工的過程中，對混凝土主要的操作有：澆筑、振搗和溫度控制等。對于澆筑來說，規范化的種澆筑手段可以讓大體積混凝土在水化時產生的熱量盡快散去，從而在一定程度上可以有效的降低混凝土內外的溫差。對于振搗來說，可以在每一個澆筑帶的前后設置兩個振動器，第一個主要是用來解決上部振實，而第二個解決下部。對于溫度的控制來說，要根據不同季節的溫度特征來選擇相應的溫控方法。

3.3 仔細篩選混凝土的材料

大體積混凝土產生裂縫的原因除了一些外界因素的影響和不可避免的工作操作誤差外，還有一點就是其材料的選擇。因此，要想預防大體積混凝土開裂就得在混凝土材料的選擇上進行嚴格的把關。比如：對于超長混凝土結構來說，在材料的選擇上更要謹慎，因為水泥在水化時會放出大量的熱量，所以在選擇材料時要盡量用低熱或者中熱的水泥，這樣才不至于使混凝土內部的溫度達到峰值；混凝土發生裂縫的原因多是它凝固的速度過快、可塑性不好，因此可以摻入一些外加劑來有效的降低混凝土發生裂縫的可能。除了材料的選擇，其操作方法對裂縫產生也有一定的影響，比如混凝土的攪拌做到規范，這樣才能在攪拌中降低澆筑的溫度，從而在一定程度上降低混凝土發生裂縫的可能。

4 結語

我國的建筑工程還是存在著各種各樣的問題，這些問題都比較常見卻沒有得到很好的解決，高溫下超長結構大體積混凝土的開裂問題就是其中之一。當前，高溫下大體積混凝土的防裂問題也是建筑行業一直面臨的一個問題，如何有效的控制混凝土的開裂，本文對這一問題進行了簡單的闡述。綜上所述，要想有效的預防高溫下大體積混凝土超長結構的裂縫，就必須得改善建筑過程中的施工方式，提高施工的質量，另外，對于工人的操作方式也需要進行合理化和規范化的要求。上述方法都可以在很大程度上改善高溫下大體積混凝土發生裂縫的現象。