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【摘 要】 近几年来，自然灾害频繁发生，水利工程建设可以有效的防治自然灾害对人们生命和财产的威胁，大量的水利工程建设不断的开始建设，同时其施工技术也得到了较大的提高，特别是大体积混凝土的施工技术，在新技术的带动下，对于控制大体积混凝土结构裂缝的产生取得了显著的提升，这对水利工程建设的快速发展起到了积极的推动作用。
【关键词】 大体积混凝土;温度裂缝;控制措施
近年来，水利水电事业发展迅速，大体积混凝土越来越多的被应用到水利工程建设当中。但与很多大体积混凝土工程一样，温度裂缝始终是应用中难以解决的质量问题。由于混凝土单次浇筑方量大，加上混凝土自身放热量大，散发大量的水化热，所以会产生较大的温度变化和体积变化，由此而产生、温度应力，从而产生混凝土温度裂缝。混凝土开裂影响结构的整体性、防水性和耐久性，形成结构隐患。因此，必须重视大体积混凝土施工温度的控制，采取有针对性的温度裂缝控制措施，避免裂缝的出现，从而保证工程的整体质量安全。
一、大体积混凝土浇筑温度裂缝产生的原因
经济的快速发展，带动了基础设施的建设速度的加快，水利工程是与人们的生活息息相关的工程，因此在其施工过程中质量的控制是十分关键的，水利工程的主要材料是钢筋混凝土，随着水利工程条件的复杂性及施工技术要求的越来越高，在其工程的关键部位均开始用大体积混凝土结构，大体积混凝土施工技术质量控制的好坏直接影响到水利建筑功能的实现。
大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇筑以后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快。升温阶段，混凝土表面温度总是低于内部温度。依据热胀冷缩的原理，中心部分混凝土膨胀的速度要比表面混凝土快，中心部分与表面质点间形成相互约束，中心属于约束膨胀，不会开裂;表面属于约束收缩，当表面拉应力（t）超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。随着水泥水化反应的减慢及混凝土的不断散热，大体积混凝土由升温阶段过渡到降温阶段，温度降低，体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散发，降温阶段，混凝土表面温度与中心温度仍然存在差值，如果过大，同升温阶段一样产生表面裂缝。降温过程，混凝土体积收缩，同时，考虑到边界条件和地基的约束，属于约束收缩。但此时，混凝土龄期增长，强度增大，弹性模量增高，因此，降温收缩产生的拉应力较大，除了抵消升温时产生的压应力外，在混凝土中形成了较高的拉应力（t），超过混凝土的抗拉强度关，就引起大体积混凝土的贯穿裂缝。水泥水化硬化，水是必备的前提条件，但混凝土为了满足施工和易性的要求，通常所加水量是水泥水化所需水量的数倍，多余的水为游离水，游离水容易蒸发，引起体积收缩（称为干缩）。干缩与混凝土降温产生的冷缩叠加，增大了混凝土中的拉应力，加剧了混凝土中裂缝的产生。
二、大体积混凝土裂缝控制设计构造措施
1、设置滑动层，减少约束应力。混凝土的强度等级宜在C30-C45的范围内选用。在遇有约束作用较大的岩石类地基或较厚的混凝土垫层时，可在地基或垫层与基础的接触面上，或于两端L/4（L—基础全长）的区段内，铺设滑动层，减少滑动应力。隔离层的作法为混凝土上涂刷一层3～5mm厚的沥青胶或干铺两层沥青油毡。美国ACI委员会提出可铺设厚50左右的黄砂或石屑作为隔离层。
2、设置缓冲层，避免应力集中。在底板的地梁、坑内水沟等键槽部位，可用厚度为30～50mm的聚苯乙烯泡沫或沥青木丝板作垂直隔离，以缓和地基对基础收缩时的侧向压力。在大体积混凝土结构的孔洞或截面突变处，由于温度和收缩作用，会产生应力集中而导致开裂。应采取增配钢筋或设置过渡段的措施。
3、合理配筋。当混凝土的底板或墙体厚度较小时，增配构造钢筋，能起到抵抗混凝土温度裂缝的作用。但对于大块式基础，构造筋对控制贯穿性裂缝的作用略小。构造钢筋应尽可能采用Ⅱ级钢、小直径和小间距。直径约10～16mm，间距100～150mm，按全截面对称配置。全截面含筋率宜控制在0.3%～0.5%。实践证明，含筋率小于0.3%时，对混凝土的裂缝控制作用不大。当配筋率太大时，则较易引起混凝土的收缩裂缝，且不经济。大块式混凝土的钢筋宜分散多层设置，或在中截面处增配空间网片状钢筋作构造钢筋，不宜集中在底层或上下两层。
4、合理设置施工缝。不设任何施工缝，通过采取措施减少被约束体与约束体之间的相对温差，减少约束，改善配筋，减少混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度等，以抵抗温度收缩变形和约束应力。另外，可以设置永久性伸缩缝的办法，将超长的现浇钢筋混凝土结构分成若干段，以释放大部分变形，减少约束应力。
三、温度裂缝施工的控制措施
1、降低浇筑温度和水化热
（1）优先选用低发热量的水泥，如矿渣水泥、明矾水泥、大坝水泥，可减少水化热引起的绝热温升。
（2）采用改善骨料级配，适当掺加大块石，适量掺加混合材料，减小砂率等措施来减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下，以减少水泥水化热。
（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下，降低水化热。
（4）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的/三冷技术0的基础上采用“二次风冷”新工艺，可进一步降低混凝土的浇筑温度。
（5）在混凝土中掺加适量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，便于分段分层施工，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
（6）避免炎热的夏季施工，不宜中午浇筑。如在高温季节浇筑，可考虑在骨料堆放处搭设遮阳板，避免日光直射。低温入模，低温养护，必要时可采用冰块降低混凝土原材料的温度等措施来控制混凝土的温升。
2、降低內外温差 （1）在大体积混凝土内部设置若干冷却管道，通入冷水或者冷气进行内部散热，减小混凝土的内外温差。
（2）对大体积混凝土结构进行蓄水养护亦是一种较好的办法。混凝土终凝后，在其表面蓄存一定深度的水。由于水的导热系数为0.58W/m·k，具有一定的隔热保温效果，这样可延缓混凝土表面水化热的降温速率，缩小混凝土中心和混凝土表面的溫差。
3、强化混凝土全程养护
（1）加强混凝土养护。混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻袋等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。
（2）在坝岸结合部的混凝土结构拆模后，应尽快回填土，避免气温的较大变化产生的有害影响，同时亦可延缓降温速率，避免裂缝产生。
4、改善约束条件的措施
（1）合理安排施工工序，分层、分块浇筑。由于大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土一次浇筑的结构尺寸越大，温度应力越大。因此采用该措施有利于减轻约束、缩小约束范围和进行散热，确保混凝土自由伸缩达到释放温度应力的目的。
（2）避免应力集中。在孔洞周围、断面突变部位、转角处等，由于温度变化和混凝土收缩，会产生应力集中而导致裂缝。为此，可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢丝网;在断面突变处，可作局部处理使断面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋。
（3）预留温度伸缩缝，减少约束。
（4）各块体平行施工，避免相邻浇筑块过大的高差和侧面长期暴露。相邻坝块的高差控制在8m以内。
5、其它措施
在混凝土中配置少量的温度钢丝网或者掺入纤维材料有助于混凝土的温度裂缝控制在允许范围之内。
四、结束语
总之，温度裂缝作为长期困扰大体积混凝土的主要难题，涉及到建筑材料、设计、施工和管理等多方面的因素。在施工过程中采取相应的技术措施，控制温度裂缝的产生，是保证大体积混凝土结构质量的重要举措。
参考文献：
[1]曹滨.大体积混凝土温度裂缝控制及常见病害处理[J].中国科技博览，2012.
[2]陈丕凌.水利工程大体积混凝土施工温度裂缝控制[J].建筑与文化，2013.
[3]姚元燊.大体积混凝土施工技术初探[J].科技信息（科学教研），2009.
【关键词】 大体积混凝土;温度裂缝;控制措施
近年来，水利水电事业发展迅速，大体积混凝土越来越多的被应用到水利工程建设当中。但与很多大体积混凝土工程一样，温度裂缝始终是应用中难以解决的质量问题。由于混凝土单次浇筑方量大，加上混凝土自身放热量大，散发大量的水化热，所以会产生较大的温度变化和体积变化，由此而产生、温度应力，从而产生混凝土温度裂缝。混凝土开裂影响结构的整体性、防水性和耐久性，形成结构隐患。因此，必须重视大体积混凝土施工温度的控制，采取有针对性的温度裂缝控制措施，避免裂缝的出现，从而保证工程的整体质量安全。
一、大体积混凝土浇筑温度裂缝产生的原因
经济的快速发展，带动了基础设施的建设速度的加快，水利工程是与人们的生活息息相关的工程，因此在其施工过程中质量的控制是十分关键的，水利工程的主要材料是钢筋混凝土，随着水利工程条件的复杂性及施工技术要求的越来越高，在其工程的关键部位均开始用大体积混凝土结构，大体积混凝土施工技术质量控制的好坏直接影响到水利建筑功能的实现。
大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇筑以后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快。升温阶段，混凝土表面温度总是低于内部温度。依据热胀冷缩的原理，中心部分混凝土膨胀的速度要比表面混凝土快，中心部分与表面质点间形成相互约束，中心属于约束膨胀，不会开裂;表面属于约束收缩，当表面拉应力（t）超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。随着水泥水化反应的减慢及混凝土的不断散热，大体积混凝土由升温阶段过渡到降温阶段，温度降低，体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散发，降温阶段，混凝土表面温度与中心温度仍然存在差值，如果过大，同升温阶段一样产生表面裂缝。降温过程，混凝土体积收缩，同时，考虑到边界条件和地基的约束，属于约束收缩。但此时，混凝土龄期增长，强度增大，弹性模量增高，因此，降温收缩产生的拉应力较大，除了抵消升温时产生的压应力外，在混凝土中形成了较高的拉应力（t），超过混凝土的抗拉强度关，就引起大体积混凝土的贯穿裂缝。水泥水化硬化，水是必备的前提条件，但混凝土为了满足施工和易性的要求，通常所加水量是水泥水化所需水量的数倍，多余的水为游离水，游离水容易蒸发，引起体积收缩（称为干缩）。干缩与混凝土降温产生的冷缩叠加，增大了混凝土中的拉应力，加剧了混凝土中裂缝的产生。
二、大体积混凝土裂缝控制设计构造措施
1、设置滑动层，减少约束应力。混凝土的强度等级宜在C30-C45的范围内选用。在遇有约束作用较大的岩石类地基或较厚的混凝土垫层时，可在地基或垫层与基础的接触面上，或于两端L/4（L—基础全长）的区段内，铺设滑动层，减少滑动应力。隔离层的作法为混凝土上涂刷一层3～5mm厚的沥青胶或干铺两层沥青油毡。美国ACI委员会提出可铺设厚50左右的黄砂或石屑作为隔离层。
2、设置缓冲层，避免应力集中。在底板的地梁、坑内水沟等键槽部位，可用厚度为30～50mm的聚苯乙烯泡沫或沥青木丝板作垂直隔离，以缓和地基对基础收缩时的侧向压力。在大体积混凝土结构的孔洞或截面突变处，由于温度和收缩作用，会产生应力集中而导致开裂。应采取增配钢筋或设置过渡段的措施。
3、合理配筋。当混凝土的底板或墙体厚度较小时，增配构造钢筋，能起到抵抗混凝土温度裂缝的作用。但对于大块式基础，构造筋对控制贯穿性裂缝的作用略小。构造钢筋应尽可能采用Ⅱ级钢、小直径和小间距。直径约10～16mm，间距100～150mm，按全截面对称配置。全截面含筋率宜控制在0.3%～0.5%。实践证明，含筋率小于0.3%时，对混凝土的裂缝控制作用不大。当配筋率太大时，则较易引起混凝土的收缩裂缝，且不经济。大块式混凝土的钢筋宜分散多层设置，或在中截面处增配空间网片状钢筋作构造钢筋，不宜集中在底层或上下两层。
4、合理设置施工缝。不设任何施工缝，通过采取措施减少被约束体与约束体之间的相对温差，减少约束，改善配筋，减少混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度等，以抵抗温度收缩变形和约束应力。另外，可以设置永久性伸缩缝的办法，将超长的现浇钢筋混凝土结构分成若干段，以释放大部分变形，减少约束应力。
三、温度裂缝施工的控制措施
1、降低浇筑温度和水化热
（1）优先选用低发热量的水泥，如矿渣水泥、明矾水泥、大坝水泥，可减少水化热引起的绝热温升。
（2）采用改善骨料级配，适当掺加大块石，适量掺加混合材料，减小砂率等措施来减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下，以减少水泥水化热。
（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下，降低水化热。
（4）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的/三冷技术0的基础上采用“二次风冷”新工艺，可进一步降低混凝土的浇筑温度。
（5）在混凝土中掺加适量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，便于分段分层施工，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
（6）避免炎热的夏季施工，不宜中午浇筑。如在高温季节浇筑，可考虑在骨料堆放处搭设遮阳板，避免日光直射。低温入模，低温养护，必要时可采用冰块降低混凝土原材料的温度等措施来控制混凝土的温升。
2、降低內外温差 （1）在大体积混凝土内部设置若干冷却管道，通入冷水或者冷气进行内部散热，减小混凝土的内外温差。
（2）对大体积混凝土结构进行蓄水养护亦是一种较好的办法。混凝土终凝后，在其表面蓄存一定深度的水。由于水的导热系数为0.58W/m·k，具有一定的隔热保温效果，这样可延缓混凝土表面水化热的降温速率，缩小混凝土中心和混凝土表面的溫差。
3、强化混凝土全程养护
（1）加强混凝土养护。混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻袋等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。
（2）在坝岸结合部的混凝土结构拆模后，应尽快回填土，避免气温的较大变化产生的有害影响，同时亦可延缓降温速率，避免裂缝产生。
4、改善约束条件的措施
（1）合理安排施工工序，分层、分块浇筑。由于大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土一次浇筑的结构尺寸越大，温度应力越大。因此采用该措施有利于减轻约束、缩小约束范围和进行散热，确保混凝土自由伸缩达到释放温度应力的目的。
（2）避免应力集中。在孔洞周围、断面突变部位、转角处等，由于温度变化和混凝土收缩，会产生应力集中而导致裂缝。为此，可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢丝网;在断面突变处，可作局部处理使断面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋。
（3）预留温度伸缩缝，减少约束。
（4）各块体平行施工，避免相邻浇筑块过大的高差和侧面长期暴露。相邻坝块的高差控制在8m以内。
5、其它措施
在混凝土中配置少量的温度钢丝网或者掺入纤维材料有助于混凝土的温度裂缝控制在允许范围之内。
四、结束语
总之，温度裂缝作为长期困扰大体积混凝土的主要难题，涉及到建筑材料、设计、施工和管理等多方面的因素。在施工过程中采取相应的技术措施，控制温度裂缝的产生，是保证大体积混凝土结构质量的重要举措。
参考文献：
[1]曹滨.大体积混凝土温度裂缝控制及常见病害处理[J].中国科技博览，2012.
[2]陈丕凌.水利工程大体积混凝土施工温度裂缝控制[J].建筑与文化，2013.
[3]姚元燊.大体积混凝土施工技术初探[J].科技信息（科学教研），2009.