張宗林

七冶海百合建設(shè)有限責(zé)任公司 貴州安順 561300

新時(shí)期，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速運(yùn)行促進(jìn)了我國(guó)建筑業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。新的大體積混凝土施工技術(shù)已逐步應(yīng)用于現(xiàn)代施工環(huán)節(jié)。然而，值得注意的是，澆注過(guò)程中的溫度控制困難和頻繁的墻體開(kāi)裂嚴(yán)重威脅著建筑居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)該在建筑領(lǐng)域受到高度重視[1]。

1 溫度應(yīng)力的定義

到目前為止，大體積混凝土還沒(méi)有統(tǒng)一的定義。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)( ACI )、日本建筑學(xué)會(huì)和大體積混凝土建筑規(guī)范( GB 50496- 2009)都根據(jù)自己的研究成果對(duì)其進(jìn)行了定義，然而，由于側(cè)重點(diǎn)不同，定義并不十分全面。僅僅通過(guò)使用混凝土的幾何尺寸以及通過(guò)使用混凝土內(nèi)部溫度和環(huán)境溫度之間的差異達(dá)到某一特定值來(lái)定義大體積混凝土并不嚴(yán)格。因此，從幾何尺寸、溫差引起的溫度應(yīng)力和裂縫控制措施三個(gè)方面來(lái)看，這一定義更加全面。也就是說(shuō)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)場(chǎng)澆筑的大幾何尺寸混凝土結(jié)構(gòu)，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施來(lái)處理溫差和解決溫度應(yīng)力，從而將混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂降至最低。

從以上對(duì)大體積混凝土定義的描述可以看出，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，裂縫主要與溫度應(yīng)力有關(guān)?；炷翜囟葢?yīng)力通常約為30天。這個(gè)階段混凝土的絕熱溫升與每單位體積混凝土使用的水泥量和使用的水泥類(lèi)型有關(guān)，并且隨著混凝土的老化呈指數(shù)增長(zhǎng)。這個(gè)階段的彈性模量隨著混凝土的老化而逐漸增加。中期應(yīng)力是從早期階段結(jié)束直到混凝土冷卻到穩(wěn)定的溫度。在這個(gè)階段，混凝土性能趨于穩(wěn)定，彈性模量變化不大。后期壓力是從中期結(jié)束到后期使用結(jié)束。此時(shí)，溫度應(yīng)力主要由外部空氣溫度和水溫的變化引起。每個(gè)階段的上述溫度應(yīng)力是該階段產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和前一階段殘余應(yīng)力疊加的結(jié)果。由于溫度應(yīng)力的總和，產(chǎn)生了大的拉伸應(yīng)力，溫度裂紋開(kāi)始出現(xiàn).

2 大體積混凝土溫度裂縫成因

2.1 設(shè)計(jì)因素

設(shè)計(jì)因素引起的大體積混凝土溫度裂縫尤為嚴(yán)重。也就是說(shuō)，在溫度的影響下，大體積混凝土具有應(yīng)力集中，并通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用誘發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫。同時(shí)，鋼筋數(shù)量不合理，例如，過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。如果我們想從根本上避免這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，我們應(yīng)該全面考慮混凝土構(gòu)件的變形和收縮問(wèn)題。只有結(jié)合科學(xué)合理的設(shè)計(jì)程序，我們才能有效避免溫度裂縫的發(fā)生。在這個(gè)過(guò)程中，混凝土等級(jí)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)也是導(dǎo)致溫度裂縫的主要原因，究其根本為大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)灰量過(guò)大，和預(yù)期比例間存在偏差[2]。

2.2 施工因素的影響

（1）施工方案及工藝的影響。大體積混凝土結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度對(duì)裂縫有很大影響，因?yàn)闇囟葢?yīng)力的大小與澆筑時(shí)混凝土塊的長(zhǎng)度有關(guān)，如果結(jié)構(gòu)越長(zhǎng)，就越容易產(chǎn)生裂縫。

（2）入模溫度的影響。模具溫度越高，混凝土的峰值溫度將不可避免地越高。例如，在工程實(shí)踐中，在高溫季節(jié)，大體積混凝土澆筑中經(jīng)常使用骨料預(yù)冷法和冰拌法。目的是降低澆筑溫度，從而控制混凝土的最高溫升。

（3）混凝土的早期養(yǎng)護(hù)。在新澆混凝土中，含水量足以滿足水泥水化反應(yīng)的需要，并且有大量剩余。如果澆筑后不進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土表面附近的水分會(huì)由于蒸發(fā)而迅速流失，這不僅會(huì)影響混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，還會(huì)導(dǎo)致收縮裂縫。此時(shí)，通過(guò)養(yǎng)護(hù)，混凝土表面可以一直保持濕潤(rùn)，從而確保水泥充分水合，并不斷提高混凝土表面的抗拉強(qiáng)度。

3 大體積混凝土施工的溫度裂縫控制

3.1 材料選擇

要做好混凝土材料的選擇，選擇合適的混凝土材料。對(duì)于大體積混凝土，由于對(duì)原材料的澆筑特性要求很高，材料應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以確?；炷潦┕さ母哔|(zhì)量。根據(jù)大體積混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際情況，有必要選擇合理、科學(xué)的水泥品種，優(yōu)選低水化熱、低收縮的水泥。有必要充分利用材料中的減水劑。也可以使用粉煤灰以合適的方式制造水泥材料，并節(jié)省一些水泥；同時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇合理骨料，最好采用彈性模量較低的骨料及吸水率較小的沙石，將其收縮性控制在最佳水平。

3.2 降溫處理

水管嵌入混凝土中。當(dāng)澆注大體積混凝土?xí)r，通過(guò)冷水進(jìn)出可以有效降低混凝土內(nèi)部的溫度。冷卻水管通常由鋼管、鋁管、聚乙烯塑料管和其他耐熱耐腐蝕材料制成。建設(shè)單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的冷卻水管。混凝土澆筑前，為了防止事故的發(fā)生，應(yīng)先進(jìn)行水壓試驗(yàn)。在進(jìn)入下一個(gè)過(guò)程之前，管道應(yīng)顯示良好的密封和流暢的水流。大體積混凝土對(duì)溫度很敏感，混凝土澆筑之后要密切關(guān)注混凝土溫度變化情況，將混凝土實(shí)際溫度控制在合理范圍之內(nèi)。冷卻水在混凝土澆筑至水管高程后立即循環(huán)，混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃內(nèi)，水溫3-4h監(jiān)測(cè)一次，測(cè)量進(jìn)、出水口溫度，一般出水口溫度較進(jìn)水口溫度高5-6℃，應(yīng)持續(xù)到澆筑完7d以后。指派專業(yè)技術(shù)人員，設(shè)置溫度檢測(cè)點(diǎn)，做好標(biāo)記方便以后使用，收集混凝土溫度變化數(shù)據(jù)，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)繪制成溫度變化曲線進(jìn)行對(duì)比，以便采取有效措施，降低或保護(hù)混凝土溫度。冷卻完畢后，冷卻管壓入同強(qiáng)度的水泥漿，水泥漿中加入微膨脹劑。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑業(yè)不僅在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中占據(jù)主導(dǎo)地位，而且促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中，雖然大體積混凝土的應(yīng)用可以簡(jiǎn)化施工過(guò)程，但是由于混凝土溫度裂縫的出現(xiàn)，不僅會(huì)增加施工難度，還會(huì)威脅施工質(zhì)量，甚至在一定程度上制約建筑業(yè)的發(fā)展。對(duì)此，筆者建議可從大體積混凝土溫度裂縫成因的角度入手，通過(guò)溫差控制、降低降溫速率、強(qiáng)化混凝土拉伸值、優(yōu)化構(gòu)造設(shè)計(jì)等策略的施行，將混凝土溫度裂縫控制的重要性落實(shí)于實(shí)處。