大體積混凝土溫度變形縫原因分析及措施

桑作寶

（甘肅澳華建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司, 甘肅 武威 733000）

近幾年來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和建筑行業(yè)不斷地發(fā)展，建筑面積以及建筑規(guī)模也在不斷增大。在施工材料上使用較多的是混凝土結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴粌H物美價(jià)廉，方便施工，而且承載力較大，受到很多施工單位的青睞，大體積混凝土也逐漸成為建筑設(shè)施的重要組成部分。大體積混凝土，顧名思義就是指體積尺寸相對(duì)較大的整體混凝土結(jié)構(gòu)。因?yàn)槭褂玫氖乾F(xiàn)澆混凝土工藝，所以要能夠最大限度地減少混凝土開裂所帶來的影響。大體積混凝土的施工工藝相對(duì)比較復(fù)雜，需要使用較復(fù)雜的施工技術(shù)，除了滿足強(qiáng)度和耐久性等要求以外，還要控制溫度對(duì)混凝土裂縫的影響。

1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

1.1 造成大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因

由于大體積混凝土的斷面結(jié)構(gòu)比一般混凝土的要厚， 就導(dǎo)致水泥在水化的過程中會(huì)產(chǎn)生一部分的熱量，一旦出現(xiàn)水化聚熱的現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量不容易散失，從而使大體積混凝土內(nèi)部的溫度上升，一般會(huì)達(dá)到20°+。造成水泥水化熱溫度急劇上升的原因有很多，其中水泥的用量以及水泥的品種有著直接的聯(lián)系，再加上混凝土的齡期呈指數(shù)增長(zhǎng)，在達(dá)到十天至十二天以后就會(huì)接近于最終絕熱溫升。因?yàn)闆]有對(duì)結(jié)構(gòu)物的散熱做相關(guān)的處理，使其在自然條件下進(jìn)行散熱，混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度會(huì)在五天到十天才發(fā)生變化。隨著混凝土使用時(shí)間加長(zhǎng)，會(huì)使彈性模量有所增加，這樣不利于混凝土的內(nèi)部收縮降溫，在這種情況下會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而溫度裂縫的產(chǎn)生就是由于混凝土的強(qiáng)度不足以抵抗這種拉應(yīng)力造成的。

1.2 外界氣溫變化的影響

外界氣溫的變化會(huì)對(duì)混凝土的施工造成很大的影響，混凝土內(nèi)部的溫度是由多種溫度共同組合而成的?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)溫度會(huì)受到外界氣溫的變化，一般是隨著外界氣溫的升高而升高，外界氣溫一旦出現(xiàn)較大的變化，這會(huì)在一定程度上改變混凝土內(nèi)部的溫度梯度，溫度應(yīng)力則是由溫差引起的，溫度應(yīng)力隨著溫差的增大而增大。如果溫度太高的話，不利于大體積混凝土的散熱，混凝土內(nèi)部的溫度在特殊情況下會(huì)達(dá)到很高，而且持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)。針對(duì)以上情況，需要采取有效的措施來控制溫度，可以減少由于溫差較大而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

2 大體積混凝土溫度裂縫的控制措施

2.1 材料控制措施

水泥的選用和配比。為了能夠使混凝土內(nèi)部的溫度控制在一個(gè)合理的范圍，需要重視水泥的選用，常用的是滴水化熱的水泥。除此之外，在配比水泥的時(shí)候還要摻加一些混凝土輔助材料，這樣做是為了延緩混凝土的終凝時(shí)間。在材料的選擇上，大體積混凝土施工首先選擇的是礦渣水泥，礦渣水泥的收縮量較大，在施工的時(shí)候需要特別注意，還要考慮到可能產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。除此之外，需要盡量減少水泥的用量，必要的時(shí)候可以添加一些粉煤灰進(jìn)行摻雜，這樣可以使混凝土能夠達(dá)到一定的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。水泥的用量在一定程度上會(huì)直接影響到水化熱和混凝土的收縮，而且與經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有著密切的關(guān)系。因此，合理的控制水泥的用量不僅可以有效地控制裂縫，還能夠降低工程投資的成本。

粗細(xì)骨料的選用。骨料的選擇上要求熱膨脹系數(shù)小，含泥量低，還需要強(qiáng)調(diào)骨料的連續(xù)級(jí)配。骨料的強(qiáng)度比水泥膠體要大，想要提高混凝土中所占的體積比例，可以采用連續(xù)級(jí)配的骨料，這樣不僅可以降低水泥的用量，對(duì)于降低水化熱也有著一定的效果。

摻加拌合料和外加劑。為了有效地減少混凝土的用水量和降低混凝土的水化熱，可以在大體積混凝土中添加一些拌合料和外加劑，目前使用較普遍的一種拌和料是粉煤灰。粉煤灰的作用有很多，常用它來替代部分水泥來和混凝土進(jìn)行摻雜，不僅可以降低水化熱產(chǎn)生的可能性，還可以增加混凝土的強(qiáng)度和密度，使得收縮變形減小。摻加的外加劑種類也有很多，常用的是膨脹劑，膨脹劑能夠讓混凝土產(chǎn)生適度的微膨脹，能夠有效地補(bǔ)償混凝土收縮，除此之外，膨脹劑還能夠起到降低混凝土水化熱的作用，有效地改善混凝土的抗?jié)B性和泌水性。除了膨脹劑以外，還有一些其他的外加劑，比如減水，增塑，緩凝等外加劑。這些外加劑可以有效的改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性以及保水性。利用率最高的便是外加劑的減水作用以及分散作用，因?yàn)椴粌H可以降低用水量，還可以提高強(qiáng)度，這樣可以在一定程度上減少溫度裂縫。

2.2 技術(shù)措施

(1)降低混凝土入模的溫度。在將大體積混凝土原料放入攪拌機(jī)之前，需要降低溫度。在夏季進(jìn)行施工時(shí)，通過往水箱里加冰塊來起到降低溫度的作用，粗細(xì)骨料在外面堆放的時(shí)候，要進(jìn)行遮陽防曬。要提前將需要用的水泥準(zhǔn)備好，一定要注意不能夠使用剛出廠的水泥，因?yàn)闇囟忍撸焕谑┕さ倪M(jìn)行。

分層分塊與薄層澆注。由于大體積混凝土的體積較大，在施工過程中，為了方便作業(yè)會(huì)將壩體分成很多塊，并利用水平縫將每一塊分成許多澆注層。分層分塊澆注不僅給施工帶來了很大的便利，還避免了很多限制性因素，防止裂縫的產(chǎn)生，對(duì)于降低溫度應(yīng)力也有一定的效果，從而降低了裂縫產(chǎn)生的可能性。在施工的時(shí)候一般是先從底層開始澆注，當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的高度時(shí)，再對(duì)其他各層進(jìn)行澆注，能夠起到降低溫度應(yīng)力的效果，從而減少裂縫產(chǎn)生的可能性。在施工過程中要先從底層進(jìn)行澆注，當(dāng)澆注到一定高度時(shí)，再澆注其他各層?；炷练謱訚沧⒌姆椒ㄓ泻芏?，比如斜面分層澆注法，跳倉澆注法等，在采用澆注方法時(shí)，需要注意混凝土的澆注節(jié)奏和凝結(jié)時(shí)間，這樣可以確保澆注過程中不會(huì)產(chǎn)生冷縫。

混凝土表面的處理與養(yǎng)護(hù)。在大體積混凝土分段澆注完成以后，在混凝土沒有完全凝固之前，可以做一次振搗處理，主要目的是為了排除上表面的泌水。然后借助一定的工具在上表面進(jìn)行反復(fù)拍壓，做緊密壓實(shí)處理，這樣可以有效地消除表面存在的裂縫。如果是在冬季進(jìn)行施工，可以先壓實(shí)表面，然后再覆蓋上一層保溫材料。如果非冬季施工，可以先在表面覆蓋上一層塑料薄膜或者是保溫材料，也可以等混凝土終凝之后進(jìn)行定期的灌水養(yǎng)護(hù)處理。后期需要安排一些專業(yè)人員對(duì)混凝土的內(nèi)部和外部進(jìn)行溫度的測(cè)定，需要將溫差控制在規(guī)范的要求之內(nèi)。

2.3 設(shè)計(jì)措施

合理配筋，避免應(yīng)力集中。如果混凝土出現(xiàn)的裂縫，那么為了降低裂縫的嚴(yán)重程度，需要進(jìn)行合理的配筋。對(duì)于一些容易產(chǎn)生較多裂縫的部位，可以通過增配斜向鋼筋來避免裂縫的出現(xiàn)。

適當(dāng)?shù)牡鼗幚?。?duì)地基做適當(dāng)?shù)奶幚恚饕康氖菫榱私档偷鼗鶎?duì)混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的阻力，在減少溫度應(yīng)力的同時(shí)也可以減少溫度裂縫的產(chǎn)生。

3 結(jié)語

混凝土本身具有自身的特性，由于外界因素而產(chǎn)生的一些溫度裂縫難以避免，但是可以通過一定的措施降低溫度裂縫產(chǎn)生的可能性，多數(shù)是從材料措施、技術(shù)措施以及設(shè)計(jì)措施方面入手，因?yàn)檫@樣不僅可以防止溫度裂縫的產(chǎn)生，還可以有效地提高大體積混凝土的質(zhì)量。與此同時(shí)，相關(guān)的施工單位還要制定出有效的管理監(jiān)督方案，對(duì)大及其混凝土溫度裂縫的控制做到及時(shí)的檢查和監(jiān)測(cè)，需要各方面質(zhì)量都能達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)，只有這樣才能有效地控制溫度裂縫的產(chǎn)生，給建筑施工的質(zhì)量提供保障。