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【摘要】：在房屋基础或水利设施的工程中，大体积混凝土的裂缝问题一直困扰着工程技术人员，在施工中往往由于受外界与自身温度变化的影响，出现各种形式的裂缝，影响到建筑物的安全。本文针对大体积混凝土的施工条件，阐述大体积混凝土裂缝形成的原因，并提出预防大体积混凝土裂缝的各项技术措施，供此类建筑施工参考。
【关键词】：温度裂缝；大体积混凝土；水化热；导热系数；预控措施；
【 abstract 】 : in water conservancy projects and building foundation or mass concrete crack problem has been plagued by engineering and technical personnel, often due to the outside world in the construction and its the influence of the temperature change, appear all sorts of forms of cracks, and affect the safety of the buildings. This article in view of the mass concrete construction conditions, the paper expounds the causes of the formation of cracks of mass concrete, and puts forward all the technology and measures of the prevention of mass concrete crack, reference for such construction.
【 key words 】 : the temperature cracks; Mass concrete; The hydration heat; Coefficient of thermal conductivity; Control counter measures;
中图分类号：TV544+.91 文献标识码：A 文章编号:
一 前言
随着我国经济迅速发展，基础建设工程和城市建筑工程的规模在不断的扩大，在一些大型建筑的基础施工和一些水利设施的坝体施工中，大体积混凝土的结构应用越来越广泛。由于受到水泥水化热、温度变化、工程所受载荷、混凝土收缩变形等影响，大体积混凝土的温度裂缝就成为了工程施工中的一个难题。裂缝的形成不仅仅影响到建筑物的外观质量，还会对建筑物的安全带来极大影响。大体积混凝土的温度裂缝往往会渐渐演变为较大的质量隐患，对于建筑物的整体质量造成非常大的影响。因此，必须对大体积混凝土的施工技术进行深入探讨，从各方面着手解决大体积混凝土的温度裂缝问题，这是工程建设中为了保证施工质量和工程安全的重要环节，必须予以高度重视。
二 影响大体积混凝土温度裂缝产生的原因分析
大体积混凝土温度裂缝产生的原因有很多，主要由以下几点影响因素：
1.水泥水化热引起的内部温升因素。
水泥的水化过程会产生热量，大体积混凝土内部的热量就会在水化过程中因为很难释放到外界而热量积聚，温度升高。热量的释放程度与水泥的品种和混合比有关。一般的混凝土温升时间在3-5天左右。
2. 内部温升后受混凝土的导热性能影响产生的温度应力因素。
混凝土水化热产生的温升，导致内部热量的聚集，而一般混凝土的热导系数都不高，就使得热量在混凝土内的散失非常缓慢。因此，混凝土浇筑完成后，随着混凝土的不断硬化，热量也在逐渐散失，就产生了降温产生的收缩跟混凝土弹性量、强度之间的抗衡应力，两者之间的对抗越来越强，从而产生温度应力导致的裂缝。
3.环境温度的急剧变化对混凝土的影响。
在不同季节的施工时，浇筑混凝土的温度与外界气温的变化相差较大时，就会产生混凝土内部与外界的温度差异梯度，是大体积混凝土产生裂缝。
4.混凝土失水收缩引起的变形影响因素。
混凝土在搅拌混合时，水、水泥、砂石的配比也会对混凝土的变形裂缝产生影响，尤其是在水分的散失过程中，混凝土块会发生干燥收缩，从而发生变形开裂。
5.混凝土结构面积承受载荷影响因素。
通常情况下，混凝土面积越大，在温度变化和混凝土收缩时，混凝土的强度与载荷作用的抵抗时就越容易裂缝。因为，结构截面越大，水泥的用量就越多，水化热产生的温升就越高，散热也就越慢。随着温度的逐渐散失，热胀冷缩产生的表面应力超过混凝土的强力抗拉极限，就在混凝土表面产生裂缝。另外，结构的截面越大，承受外界的载荷力也就越大，对混凝土表面的强力影响也会产生裂缝。
三 大体积混凝土温度裂缝的控制措施分析
以某水库坝体施工为例分析大体积混凝土温度裂缝的控制措施：
1.控制混凝土的溫升措施
根据混凝土的温升原理，在控制混凝土温升时，减少降温和水分蒸发产生的收缩，减少温度应力，防止温升产生裂缝，对于大体积混凝土结构来说可以采取：选择水泥品种时要考虑低水化热的水泥，减少水化热温升；混合配比时尽可能的在允许范围内选择大粒径的粗骨料，不仅可以减少水泥用量，也可以减少收缩应力；并在配料时添加活性搀和外加剂，如粉煤灰、失水剂等，加速水分蒸发散失；控制混凝土的水灰比、塌落度、水泥含杂等指标，搅拌时可以加冰降温，或者人工方法控制出机温度和浇注温度，也可以在混凝土浇筑前预埋冷却水管，通过冷却水循环降低水化热温升，从而能减少大体积混凝土的内外温度差异；限制浇筑层厚度和最短的浇筑间歇期。本工程中混凝土及其原材料等参数为：采用C30混凝土P.S42.5矿渣硅酸盐水泥,配合比为（单位kg）=水159：水泥296：砂715：石子1256：粉煤灰67(每立方米混凝土质量比),砂、石含水率分别为Ps2%、Pg1%,混凝土容重为2480kg/m3。材料的温度及环境气温：水Tw22℃，砂、石子Tc、Ts21℃，水泥Tg26℃、粉煤灰Tf23℃，环境气温TQ21℃。
2. 混凝土的结构设计控制措施
混凝土的结构设计因素包括：混凝土等级、水泥用量、混凝土截面、混凝土与钢筋（或钢架）的结构等，水泥强度越高，水泥的用量越大，水化热就越高，所以，在保证工程强度要求的前提下，要尽可能选用强度等级低的混凝土，充分利用混凝土60天后的后期强度。降低水泥用量，以此降低混凝土的温升，降低养护费用。另外，结构的截面积越大，对于温度裂缝的影响越大，因此，可以在配筋率、钢架结构设计方面合理布置结构截面设计，尽可能减小温度收缩的影响。
3.混凝土的结构收缩控制措施
混凝土的结构收缩过程中，会导致混凝土的收缩裂缝，这包括混凝土的密实度、与钢筋的握持力、抗压强度等，这与水泥用量、骨料级配、水灰比等有关，可以通过浇筑时的二次振捣，增加混凝土的抗压强度。也可以采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。
4. 加强混凝土的养护措施
为了消除大体积混凝土的内外温差和环境温度变化的影响，根据施工当地的气候条件合理确定浇水养护次数，一般要早晚各进行一次，覆盖保湿可以采取用草帘、麻片、密封薄膜、湿沙或锯末等材料覆盖，可以提高混凝土的表面抗裂能力。混凝土的养护时间至少要在两周以上。
5.混凝土施工工艺控制措施
混凝土施工中，除合理配比以外，水泥的7天水化热小于25kJ/kg；粗骨料的选择要符合导热性好、膨胀系数小的要求，尽可能选用较大的粒径，细料选用细度模数高的中砂，可以降低用水量和水泥用量各25 kg/m3左右，减少混凝土水分散失的影响，从而降低水泥水化热、混凝土温升和收缩；本工程中水泥出机温度按公式
T1=T0-0.16(T0-Ti)
式中:T1—出机温度(℃);
Ti—搅拌棚内温度(℃)。
本例中,T1=22.9℃。
6.加强混凝土的温升测试监测措施
大体积混凝土的裂缝控制，需要在施工中对混凝土绝热温升进行测试，可以根据水泥的用量、水化热、混凝土比热、混凝土密度来计算绝热温升。温升检测是保证混凝土浇筑温度和浇筑后温升不超过规定值。绝热温升计算公式为：
Th=W0•Q0/(C•ρ)
上式中:W0为每立方米混凝土中的水泥用量(kg/m3);
C—混凝土的比热容取0.97(KJ/kg•k);
Q0—每公斤水泥的累积最终热量(KJ/kg);
ρ—混凝土的质量密度(kg/m3)施工中实际温升Th=41.9℃，同时还要保证混凝土养护中温差不超过△T25℃。可以根据测量结果及时适当调整养护技术措施。
三、结语
大体积混凝土工程对于质量安全的要求高，并且大体积混凝土的内部质量隐患难以发现，温度裂缝不仅仅影响建筑的外观质量，对于其内部的质量隐患也有直接的影响，是大体积混凝土质量控制的关键。这是一项综合性的技术工作，在现代化的建筑工程中已经成为了施工质量控制的主要工作之一。
参考文献：
[1]李彤厚.大体积混凝土承台施工温度裂缝控制实例[J].建筑技术开发，2001.10.
[2]吴义明等.大体积高强混凝土转换层板温度裂缝控制[J].混凝土，2002.7.
[3]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，2006.8.
【关键词】：温度裂缝；大体积混凝土；水化热；导热系数；预控措施；
【 abstract 】 : in water conservancy projects and building foundation or mass concrete crack problem has been plagued by engineering and technical personnel, often due to the outside world in the construction and its the influence of the temperature change, appear all sorts of forms of cracks, and affect the safety of the buildings. This article in view of the mass concrete construction conditions, the paper expounds the causes of the formation of cracks of mass concrete, and puts forward all the technology and measures of the prevention of mass concrete crack, reference for such construction.
【 key words 】 : the temperature cracks; Mass concrete; The hydration heat; Coefficient of thermal conductivity; Control counter measures;
中图分类号：TV544+.91 文献标识码：A 文章编号:
一 前言
随着我国经济迅速发展，基础建设工程和城市建筑工程的规模在不断的扩大，在一些大型建筑的基础施工和一些水利设施的坝体施工中，大体积混凝土的结构应用越来越广泛。由于受到水泥水化热、温度变化、工程所受载荷、混凝土收缩变形等影响，大体积混凝土的温度裂缝就成为了工程施工中的一个难题。裂缝的形成不仅仅影响到建筑物的外观质量，还会对建筑物的安全带来极大影响。大体积混凝土的温度裂缝往往会渐渐演变为较大的质量隐患，对于建筑物的整体质量造成非常大的影响。因此，必须对大体积混凝土的施工技术进行深入探讨，从各方面着手解决大体积混凝土的温度裂缝问题，这是工程建设中为了保证施工质量和工程安全的重要环节，必须予以高度重视。
二 影响大体积混凝土温度裂缝产生的原因分析
大体积混凝土温度裂缝产生的原因有很多，主要由以下几点影响因素：
1.水泥水化热引起的内部温升因素。
水泥的水化过程会产生热量，大体积混凝土内部的热量就会在水化过程中因为很难释放到外界而热量积聚，温度升高。热量的释放程度与水泥的品种和混合比有关。一般的混凝土温升时间在3-5天左右。
2. 内部温升后受混凝土的导热性能影响产生的温度应力因素。
混凝土水化热产生的温升，导致内部热量的聚集，而一般混凝土的热导系数都不高，就使得热量在混凝土内的散失非常缓慢。因此，混凝土浇筑完成后，随着混凝土的不断硬化，热量也在逐渐散失，就产生了降温产生的收缩跟混凝土弹性量、强度之间的抗衡应力，两者之间的对抗越来越强，从而产生温度应力导致的裂缝。
3.环境温度的急剧变化对混凝土的影响。
在不同季节的施工时，浇筑混凝土的温度与外界气温的变化相差较大时，就会产生混凝土内部与外界的温度差异梯度，是大体积混凝土产生裂缝。
4.混凝土失水收缩引起的变形影响因素。
混凝土在搅拌混合时，水、水泥、砂石的配比也会对混凝土的变形裂缝产生影响，尤其是在水分的散失过程中，混凝土块会发生干燥收缩，从而发生变形开裂。
5.混凝土结构面积承受载荷影响因素。
通常情况下，混凝土面积越大，在温度变化和混凝土收缩时，混凝土的强度与载荷作用的抵抗时就越容易裂缝。因为，结构截面越大，水泥的用量就越多，水化热产生的温升就越高，散热也就越慢。随着温度的逐渐散失，热胀冷缩产生的表面应力超过混凝土的强力抗拉极限，就在混凝土表面产生裂缝。另外，结构的截面越大，承受外界的载荷力也就越大，对混凝土表面的强力影响也会产生裂缝。
三 大体积混凝土温度裂缝的控制措施分析
以某水库坝体施工为例分析大体积混凝土温度裂缝的控制措施：
1.控制混凝土的溫升措施
根据混凝土的温升原理，在控制混凝土温升时，减少降温和水分蒸发产生的收缩，减少温度应力，防止温升产生裂缝，对于大体积混凝土结构来说可以采取：选择水泥品种时要考虑低水化热的水泥，减少水化热温升；混合配比时尽可能的在允许范围内选择大粒径的粗骨料，不仅可以减少水泥用量，也可以减少收缩应力；并在配料时添加活性搀和外加剂，如粉煤灰、失水剂等，加速水分蒸发散失；控制混凝土的水灰比、塌落度、水泥含杂等指标，搅拌时可以加冰降温，或者人工方法控制出机温度和浇注温度，也可以在混凝土浇筑前预埋冷却水管，通过冷却水循环降低水化热温升，从而能减少大体积混凝土的内外温度差异；限制浇筑层厚度和最短的浇筑间歇期。本工程中混凝土及其原材料等参数为：采用C30混凝土P.S42.5矿渣硅酸盐水泥,配合比为（单位kg）=水159：水泥296：砂715：石子1256：粉煤灰67(每立方米混凝土质量比),砂、石含水率分别为Ps2%、Pg1%,混凝土容重为2480kg/m3。材料的温度及环境气温：水Tw22℃，砂、石子Tc、Ts21℃，水泥Tg26℃、粉煤灰Tf23℃，环境气温TQ21℃。
2. 混凝土的结构设计控制措施
混凝土的结构设计因素包括：混凝土等级、水泥用量、混凝土截面、混凝土与钢筋（或钢架）的结构等，水泥强度越高，水泥的用量越大，水化热就越高，所以，在保证工程强度要求的前提下，要尽可能选用强度等级低的混凝土，充分利用混凝土60天后的后期强度。降低水泥用量，以此降低混凝土的温升，降低养护费用。另外，结构的截面积越大，对于温度裂缝的影响越大，因此，可以在配筋率、钢架结构设计方面合理布置结构截面设计，尽可能减小温度收缩的影响。
3.混凝土的结构收缩控制措施
混凝土的结构收缩过程中，会导致混凝土的收缩裂缝，这包括混凝土的密实度、与钢筋的握持力、抗压强度等，这与水泥用量、骨料级配、水灰比等有关，可以通过浇筑时的二次振捣，增加混凝土的抗压强度。也可以采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。
4. 加强混凝土的养护措施
为了消除大体积混凝土的内外温差和环境温度变化的影响，根据施工当地的气候条件合理确定浇水养护次数，一般要早晚各进行一次，覆盖保湿可以采取用草帘、麻片、密封薄膜、湿沙或锯末等材料覆盖，可以提高混凝土的表面抗裂能力。混凝土的养护时间至少要在两周以上。
5.混凝土施工工艺控制措施
混凝土施工中，除合理配比以外，水泥的7天水化热小于25kJ/kg；粗骨料的选择要符合导热性好、膨胀系数小的要求，尽可能选用较大的粒径，细料选用细度模数高的中砂，可以降低用水量和水泥用量各25 kg/m3左右，减少混凝土水分散失的影响，从而降低水泥水化热、混凝土温升和收缩；本工程中水泥出机温度按公式
T1=T0-0.16(T0-Ti)
式中:T1—出机温度(℃);
Ti—搅拌棚内温度(℃)。
本例中,T1=22.9℃。
6.加强混凝土的温升测试监测措施
大体积混凝土的裂缝控制，需要在施工中对混凝土绝热温升进行测试，可以根据水泥的用量、水化热、混凝土比热、混凝土密度来计算绝热温升。温升检测是保证混凝土浇筑温度和浇筑后温升不超过规定值。绝热温升计算公式为：
Th=W0•Q0/(C•ρ)
上式中:W0为每立方米混凝土中的水泥用量(kg/m3);
C—混凝土的比热容取0.97(KJ/kg•k);
Q0—每公斤水泥的累积最终热量(KJ/kg);
ρ—混凝土的质量密度(kg/m3)施工中实际温升Th=41.9℃，同时还要保证混凝土养护中温差不超过△T25℃。可以根据测量结果及时适当调整养护技术措施。
三、结语
大体积混凝土工程对于质量安全的要求高，并且大体积混凝土的内部质量隐患难以发现，温度裂缝不仅仅影响建筑的外观质量，对于其内部的质量隐患也有直接的影响，是大体积混凝土质量控制的关键。这是一项综合性的技术工作，在现代化的建筑工程中已经成为了施工质量控制的主要工作之一。
参考文献：
[1]李彤厚.大体积混凝土承台施工温度裂缝控制实例[J].建筑技术开发，2001.10.
[2]吴义明等.大体积高强混凝土转换层板温度裂缝控制[J].混凝土，2002.7.
[3]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，2006.8.