程宝灵

（中铁二十局集团第四工程有限公司 山东省青岛市 266100）

引言

近些年，我国的经济发展迅速，城市化进程不断加快，与此同时，基础设施的建设也有了快速发展，而城市的土地资源越来越少，我国的建筑趋向高层化，工程建设的规模越来越大，也越来越复杂，为了使建筑的安全得到保证，建筑物的基础底板要大于不上结构的平面尺寸，这些结构由于厚度较大，水化热多，并且需要较大的现浇工程，就使得混凝土内外的温差较大，这样很容易有温度裂缝产生。而温度裂缝很难完全避免，在建筑工程中，要采取有效措施使裂缝能够尽量减少。

造成建筑出现大体积混凝土开裂的原因有多种，比如材料、降温措施及入模的温度等，具有较强的复杂性，对裂缝进行控制的整个工程比较庞大。混凝土结构出现开裂会使结构的性能受到影响，并且会影响到建筑的质量，因此，要采取有效的措施，加强对技术的研究和应用，对温度应力进行控制，使混凝土温度裂缝能够有效减少。

1 温度应力与温度裂缝

在大体积混凝土结构中，温度应力是导致产生裂缝的重要原因。混凝土温度应力的时间大约在30d，在早期阶段，影响到混凝土的绝热温升的因素有两种，一种是混凝土单位体积中使用的水泥量，另一种是使用的水泥的品种，此外，随着混凝土的龄期，并按照指数关系逐渐增加，混凝土龄期不断增长，这一阶段的弹性模量也不断增高。中期应力阶段从早期结束时开始，并等待冷却，一直到达到稳定温度，这一阶段的混凝土性能越来越稳定，并且弹性模量没有发生较大变化。晚期应力为最后阶段，从中期结束开始，一直到后期进行使用时为止，这时对温度应力产生影响的因素也有两种，一种是外界的气温，另一种是水温的变化。每一阶段的温度应力都是在上一个阶段的基础上，各个阶段的温度应力相加产生的结果就是产生比较大的拉应力，从而导致温度裂缝。

各个阶段的温度应力向作用的结果是产生温度裂缝。而混凝土的材料不够坚固，比较脆，抗拉的强度比较低，也不具有较好的拉伸能力，在进行短期加载时，极限拉伸变形会更小，因此，大体积混凝土结构设计中一般不需要有拉应力出现，而大体积混凝土结构中也没有钢筋，即使有钢筋，也是在孔洞处，或者在表面，钢筋非常少，如果有拉应力出现，只能由混凝土自身承受，使用的脆性混凝土一般不具有较好的抗拉性，这就很容易有裂缝产生。混凝土结构开裂既会使结构的外观受到影响，还会导致强度降低，钢筋锈蚀等，使结构的耐久性缩短，其正常使用受到影响，因此，要重视温度应力导致的温度裂缝问题，使混凝土开裂能够得到减少。

2 控制大体积混凝土温度裂缝需要考虑的因素

2.1 环境因素

进行混凝土温度裂缝控制中的一个重要因素就是入模温度控制，温度升高的基础就是入模温度，混凝土内部的温度与入模温度成正比，因此，要有效的控制入模温度。对入模温度进行控制，要从搅拌站开始，使原材料的温度降低能够使入模温度得到减少。在温度比较高的时候对大体积混凝土进行浇筑，重要的就是对原材料的温度进行控制，以使入模的温度降低。通常，国外在控制入模温度方面比较严格，一些工程为了使入模温度降低，采用冰水对混凝土进行拌制的方法，而国内还不具有相应的条件，采取的方法为减少原材料的温度。

2.2 配合比的设计因素

水泥的用量影响到温度裂缝，为了使水泥的用量能够减少，可以在使用中、低水化热水泥的基础上，并对一些矿渣粉及粉煤灰进行掺加，对温度裂缝进行较好的控制。如果一些地区没有掺加矿渣粉的条件，一般采取单掺配制的技术，但是这一技术使用的水泥比较多，会增加混凝土的温升。近些年来，我国的许多地区都具备了进行双掺的技术条件，对矿渣粉及粉煤灰都进行掺加，能够有效减小大体积混凝土浇筑的温升。减水剂在混凝土的配合比中起着重要作用，选择的外加剂起着关键的作用，要控制好配合比，选择合适的外加剂。

2.3 结构后期的强度选择

在使施工的结构强度需求得到满足的基础上，基础大体积混凝土，以及高强度等级的混凝土的结构构件，可以采用龄期较长的混凝土强度，以对掺和的矿物量的量进行控制，减少水泥的用量，从而实现混凝土的水化温升降低，并对裂缝进行有效的控制。在混凝土施工技术不断发展的情形下，国外为了使混凝土使用的水泥量能够减少，而对具有较高强度的柱、墙混凝土采取混凝土后期强度。对于后期强度的龄期，国内采用的一般为60d或者90d，国外一般采取的是56d。

3 温度裂缝控制的方法

3.1 材料控制方法

导致产生大体积混凝土温度裂缝的因素有多种，要对产生裂缝的具体原因进行分析，然后以此为依据采取相应的措施对裂缝进行控制。首先，要考虑材料方法的因素，通过以上的分可知，温度应力过大是导致大多数温度裂缝的原因，为水泥水化热是导致温度应力的因素，因此，在材料控制方面的具体措施主要有以下几点：①选用水泥时要具有合理性，选用中（低）水化热的水泥，以使混凝土的温度峰值降低；②将一些混合材料添加在混凝土中，保证添加的合理，以使水泥使用的量能够减少，使混凝土的绝热温升能够降低；③将缓凝剂或者高效减水剂加入到混凝土材料中，使在对混凝土进行拌合使能够减少用水量，也使水泥的用量能够减少；四是选择的骨料要具有较好的质量。

3.2 水管冷却法

由于使用大量水泥，在水泥水化时会汇集大量热量，从而大幅度增加混凝土内部的温度，而混凝土不能够进行导热，降温也比较慢，因此，为了能够保证工程进度，在控制大体积混凝土温度时经常采用冷却水管法，也就是将一些水管提前埋在混凝土中，水管需是网状，然后管中会有冷水循环流动，可以对此进行利用使混凝土内部的稳定降低。

3.3 跳仓施工技术

我国的裂缝控制专家王铁梦教授在抗与放原则的基础上提出了跳仓法，即对大体积混凝土的施工面进行划分，然后进行分层浇筑，分块施工。将温度应力释放较短的时间，然后将若干个小块连起来，形成一个整体，以增强混凝土自身的抗拉强度，从而对下一个阶段产生的混凝土温度应力进行抵抗。近些年，在大体积混凝土结构中，一般在地下室底板等对跳仓法应用的比较广泛。

3.4 循环蓄水控制法

循环蓄水控制法主要针对的是大体积混凝土基础底板施工产生的温度裂缝，由多种部分组成，包括管井降水井、循环水管道等。基础底板调温养护的用水就不用使用专门用水，可以利用基坑井点降水以及收集起来的天然雨水，将其引入到调温槽内，然后对养护水的初始温度进行调节，养护水的温度调节好之后，将其引入到基础底板混凝土表面的降温池，对养护水的温度和深度进行控制。使用这种方法，能够通过在大体积混凝土表面进行合理的循环蓄水，以对混凝土表面的温差进行控制，并且对混凝土进行养护，并且实现水资源的充分合理的利用，避免了水资源的浪费，有利于生态环境的保护。

3.5 设置永久变形缝

建筑物受到的影响因素比较多，比如地基存在不均匀沉降，温度应力以及地震的作用等，都会对建筑物造成不良影响，因此，为了使这些因素对建筑物造成的不良影响降低，就应开始建设建筑物前，提前断开即将要变形的敏感部位的结构，将一定的变形缝留出来，使各个建筑物间能够保证有足够的宽度，并且保证建筑物在变形的过程中降低被破坏的可能性。大体积混凝土地下室设置永久的变形缝，通常需要整个结构体系在设缝处完全脱开，尤其是高层与裙房间，要彻底的脱开，避免各自发生沉降，而影响到整体的结构，导致产生变形。由于地下室是在土中，并且埋的比较深，设计变形缝的构造的关键在于保证防水以及防潮，因此，在实际的过程中，地下室变形缝一般有两种构造，一种是止水带内埋构造，一种是可卸式构造。

4 结语

大体积混凝土温度裂缝的产生主要由于温度应力的作用，在控制温度裂缝时，需要进行全面考虑，包括环境、配合比的设计以及结构后期选择的强度等，选择合适的温度裂缝控制方法，比如材料控制方法、水管冷却法、跳仓施工技术、循环蓄水控制法以及设置永久的变形缝，等，依据实际的情况选择合适的技术，推动大体积混凝土温度裂缝控制技术的应用。