应用技术 ●Ｉ 大体积混凝土温度裂缝控制方法探讨 王文耀 （安徽水利开发股份有限公司 蚌埠２３３０００） ［摘要］针对犬体积混凝土在浇筑施工过程中易产生温度裂缝的现象，本论文对温度裂缝的产生及控制进行了深入探讨和分析，首先分析了大体积混凝土 在浇注过程中容易产生温度裂缝的几个原因，在此基础上从大体积混凝土浇注工艺、抗裂防水及养护三个角度详细讨论了大体积混凝土温度裂缝控制的方法与 措施，对于进一步提高大体积混凝土温度裂缝控制的水平具有一定借鉴意义。 ［关键词］房屋建筑工程 混凝土浇注 温度裂缝 中图分类号：ＴＵ２０４ 文献标识码：ｈ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）２４—０２９９—０１ １引言 许多混凝土结构建筑物在建设工程中和使用工程中出现了不同程度、不 同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象 它是长期困扰着建筑工程技术人员 的技术难题。近代科学关于混凝土强度的细观研究以及大量工程实践所提供 的经验都说明，结构物的裂缝是不可避免的，裂缝是一种人们可以接受的材料 特征，如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价；科学的要求应是将 其有害程度控制在允许范围内。这些关于裂缝的预测、预防和处理工作，统称 之为“建筑物的裂缝控制 这方面的科学研究工作是有重要的现实意义和技 术经济意义。 本论文重点结合大体积混凝土浇注过程中容易因为温度控制而出现结构 性裂缝的现象展开分析探讨，以期从中找到混凝土温度裂缝的产生原因，并在 此基础上探求可靠有效的温度裂缝控制方法与措施，并以此和广大同行分享。 ２大体积混凝土沮度裂缝产生原因 ２．１水化热的影响 水泥在水化反应过程中会产生大量的热量。这是大体积混凝土内部温升 的主要热量来源。混凝土的导热性能较差，浇筑初期混凝土的弹性模量和强度 都很低，对水泥水化热急剧温升引起的变形约束不大，相应的温度应力比较小， 不会产生温度裂缝。随着混凝土龄期的增长，其弹性模量和强度相应不断提 高，对混凝土降温收缩变形的约束也愈来愈强，以至产生很大拉应力。当同龄 期混凝土抗拉强度不足以抵抗此拉应力时，便出现温度裂缝。 ２．２约束力的影响 大体积混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时受到下部地基的，因 而产生外部的约束应力。混凝土在早期温度上升时，产生膨胀变形受到约束面 的约束产生压应力，此时混凝土的弹性模量很小，徐变和应力松弛较大，混凝土 的基层连接不太牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，则产生较大的拉应 力，若超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土就会出现裂缝。 许多工程实践证明，某些结构物的长度，已经超过了设计规范的伸缩缝间 距而没有发生裂缝。如宝钢的９Ｏ．８ｍ长的转炉和７６．６ｍ长的焦炉基础：但也有 不少工程的长度小于设计规定，却发生了温度裂缝。出现这些现象，主要与约 束条件，材料自身强度等多种因素有关。如果结构因变形产生的最大应力小于 材料的抗拉强度时，结构的伸缩缝间距为无穷大，不设伸缩缝也不会开裂：相 反，当其最大应力超过材料的抗拉强度时，无论结构尺寸多短，混凝土也会产生 裂缝。这不仅说明约束的重要性，也说明伸缩缝间距不是控制裂缝的唯一条 件。 ２．３外界气温变化的影响 大体积混凝土结构在施工阶段，外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂 有着重大影响。因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高：而如果外界温 度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与 内部混凝土的温度梯度，因而会造成过渡的温度应力，易使大体积混凝土出现 裂缝。混凝土的内部温度是由水化热的绝热温升、浇筑温度和结构物的散热 温度等各种温度的叠加之和组成，而温度应力则是由温差所引起的温度变形造 成的：温差愈大，温度应力也愈大。 ３大体积混囊土沮度裂缝控制描麓与建议 ３．１大体积混凝土浇注工艺设计 （１）混凝土的浇筑方案 大体积混凝土浇筑方案可分为全面分层、分段分层及斜面分层。 ①水平全面分层是要做到第一层浇筑完成后，第二层开始浇筑时，第一层 混凝土尚未凝固，如此逐层进行，直至浇筑完毕。 ②水平分段分层是对厚度不太大、面积或长度较大的工程，可采用沿水 平方向分段分层浇筑的方案，该方案关键做到第二层开始浇筑时，第一段接头 处还未凝固。 ③斜面分层是对于厚度较大的工程，可采用此方案。此方案关键在于施 工时应从浇筑的下端开始，逐渐上移，浇筑层的坡度不宜大于１：３，以保证工程 质量。 （２）混凝土的二次振捣 大量现场试验证明，对浇筑后未初凝的混凝土进行二次振捣，能排除混凝 土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之 间的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少混凝土内部微裂，增加混凝 土的密实度，使混凝土的抗压强度提高１０％￣２０％，从而可提高混凝土的抗裂性。 高频振动棒要垂直插入，快插慢拔，插点交错均匀布置，在振动上一层混凝 土时，要在下层混凝土初凝前进行，且应插入下一层５０ｍｍ，以消除两层间的接 缝，震动器在每一插点的振动延续时间，以混凝土上表面水平并出现水泥浆及 不再出现气泡、不再明显沉落为度，振捣时间过短，混凝土不易振实，而时间过 长，会引起离析。 （３）混凝土的二次抹压 二次抹压可以闭合混凝土初凝出现的裂缝，浇筑后２ｈ，开始进行表面处 理，先按标高用刮尺刮平，初凝前用木蟹打磨，待混凝土收水后，在用木蟹旋以 二次抹压搓平，以闭合收缩裂缝。 ３ ２抗裂防水处理 为防止体积混凝土因水化热产生裂缝而渗漏，有效地阻止和减少混凝土的 徐变、收缩等引起的非结构性细微裂缝的扩展和新细微裂缝的产生，提高混凝 土抗渗防裂、防冻等工作性能，可以在大体积混凝土施工过程中采取如下几项 措施： ①混凝土中加入聚丙烯抗裂纤维，掺量为０．９０ｋｇ／ｍ３混凝土，在掺入纤维 材料拌制混凝土的过程中，建设单位派驻专人赴混凝土搅拌站实行旁站监督， 确保抗裂纤维的掺量准确和搅拌均匀： ②采用水泥基晶体防水剂对地下室混凝土进行防水处理，该防水剂中的活 性物与水泥混凝土中的化合物水化生成特殊晶体，封堵混凝土内部孔隙，与混 凝土结合成整体旌工时将该粉状物与水按照３：１（重量比）的比例混合搅拌成 浆状物，用尼龙刷分两遍涂刷在已处理好的并预先润湿无明水的混凝土表面 上，第二遍待第一遍七成干后（一般４８ｈ内，底层不粘手为宜）涂刷，掺量为１． ５０ｋｇ／ｍ２，厚度控制在０．８ｍｍ以上，初凝前严格防止雨水冲淋。 ３．３大体积混凝土的养护建议 刚浇筑的混凝土强度低，抵抗变形能力小，如遇不利的温湿条件，其表面易 发生有害的冷缩、干缩裂缝。为了使水泥顺利进行水化，提高混凝土极限拉伸 和延缓混凝土的水化热降温速度，防止产生过大的温度应力和温度裂缝，应加 强做好混凝土的保温保湿养护，延缓降温速率和时间，充分发挥徐变特性和应 力松弛效应，降低温度应力，有利于裂缝的控制。由于混凝土养护措施研究资 料较多，这里限于篇幅不予赘述。 结语 在大体积混凝土结构中，裂缝的产生是必然的，从目前的研究水平、设计 指南、施工工艺上来讲是不可避免的，结构的破坏和倒塌也都是从裂缝的扩展 开始的，因此要把混凝土裂缝控制在无害范围内，即杜绝有害裂缝，减少无害裂 缝的影响。本论文重点探讨了大体积混凝土温度裂缝产生的原因以及其控制 措施与建议，具体的减少和杜绝温度裂缝产生的技术措施还有很多，有待于我 国建筑技术人员的共同努力去解决，最终实现大体积混凝土的温度裂缝的有效 控制。 参考文献 ［１］王铁梦．工程结构裂缝控制［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９７． ［２］曹可之．大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施［Ｊ］．建筑结构，２００２， （８）：２１． ［３］蒋叶萍．大体积混凝土施工和质量控制［Ｊ］．西部探矿工程，２００２，（１）： ５９－６０． ［４］陈肇元，崔京浩．钢筋混凝土裂缝机理与控制［Ｊ］．工程力学，２００６，２３ （２）：８６—１０７． 科技博览ｉ ２９９
