隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模越來越大型化、復(fù)雜化，這使得工程建設(shè)中的大體積混凝土溫度裂縫問題日益突出并成為具有相當普遍性的問題。文中通過分析大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因，從中找到控制裂縫的措施及解決的方法，從而為保證建筑物和構(gòu)件的安全奠定了基礎(chǔ)。

　　1 大體積混凝土溫度裂縫的類型

　　混凝土結(jié)構(gòu)物的裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫主要有三種，一是骨料和水泥石粘合面上的裂縫，稱為粘著裂縫；第二是水泥石自身的裂縫，稱為水泥石裂縫；三是骨料本身裂縫，稱為骨料裂縫。微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)則，不貫通的，并且肉眼看不見。宏觀裂縫是由微觀裂縫擴展而來的。溫度，作為一種變形作用，在混凝土結(jié)構(gòu)中引起的裂縫有表面裂縫和貫穿裂縫兩種。這兩種裂縫在不同程度上都屬于有害裂縫。由于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)物和大型設(shè)備基礎(chǔ)大量的出現(xiàn)，大體積混凝土也被廣泛采用，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫日益成為建筑工程技術(shù)人員面臨的技術(shù)難題。

　　2 大體積混凝土溫度裂縫的成因

　　2.1 概述

　　當混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形時，在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部、結(jié)構(gòu)與結(jié)之間，都會受到約束。當混凝土結(jié)構(gòu)截面較厚時，其內(nèi)部溫度分布不均勻，引起內(nèi)部不同部位的變形相互約束，稱之為內(nèi)約束，當一個結(jié)構(gòu)物的變形受到其他結(jié)構(gòu)的阻礙時稱之為外約束。建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)所承受的變形，主要是由溫差和收縮產(chǎn)生，其約束既有外約束又有內(nèi)約束。

　　大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，體積大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮膨脹作用，由此引起的溫度應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。這種裂縫的起因是溫度變化引起的變形，當變形得不到滿足時才會引起應(yīng)力，而且應(yīng)力與結(jié)構(gòu)的剛度大小有關(guān)，只有當應(yīng)力超過一定數(shù)值才引起裂縫。

　　2.2 溫度變化引起變形在大體積混凝土工程施工中，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化。實際混凝土內(nèi)部的最高溫度多數(shù)發(fā)生在混凝土澆筑的最初3 到5 天，隨著混凝土齡期的增長，溫度逐漸下降，而彈性模量增高，因此混凝土內(nèi)部降溫收縮的約束也就愈來愈大，以致產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種應(yīng)力時，開始出現(xiàn)溫度裂縫。

　　2.3 變形受到約束，引起應(yīng)力當大體積混凝土澆筑在基巖或老混凝土上時，由于基巖（或老混凝土）的壓縮模量（或彈性模量）較高，混凝土溫度變化所產(chǎn)生的變形受到基巖（或老混凝土）的約束，而在新澆混凝土內(nèi)部形成溫度應(yīng)力，在升溫階段，約束阻止新澆混凝土的溫度膨脹變形，在混凝土內(nèi)形成壓應(yīng)力。而在降溫階段，新澆混凝土收縮（降溫收縮與干縮）因存在較強大的地基或基礎(chǔ)的約束而不能自由收縮，在新澆混凝土內(nèi)形成拉應(yīng)力。

　　2.4 應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強度，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生混凝土早期抗拉強度是很低的。值得注意的是隨著水泥標號的提高，水泥用量的不斷增加，抗拉強度也會相應(yīng)增加。另外，由于水化熱的影響，1天齡期的小試件強度可比實際大尺寸構(gòu)件中的強度低 50%，也就是說導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的早期強度降低；而28 天齡期的小試件強度則可比實際構(gòu)件強度高30%；也就是說對設(shè)計而言不安全。因此這也是要限制最高溫度的一個原因。

　　2.5 外界氣溫變化的影響大體積混凝土在施工期間，外界氣溫變化的影響也很大�；炷�土的內(nèi)部溫度是澆筑溫度、水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)散熱降溫等各種溫度的疊加之和，外界氣溫愈高，混凝土的結(jié)構(gòu)溫度也愈高，如外界溫度下降，會增加混凝土的降溫幅度，特別是在外界氣溫驟降時，會增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度。溫度應(yīng)力是由溫差引起的變形造成的，溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度可達60℃，并且有較大的延續(xù)時間。在這種情況下研究合理的溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的過大溫度應(yīng)力顯得更為重要。

　　2.6 混凝土的收縮變形混凝土收縮變形引起的溫度應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫，因此混凝土的收縮也是引起裂縫不可忽視的因素。

　　3 大體積混凝土溫度裂縫控制及措施

　　在大體積混凝土工程施工中，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度，是防止混凝土出現(xiàn)有害的溫度裂縫的關(guān)鍵問題。

　　我們將大體積混凝土溫度裂縫的基本控制措施分為設(shè)計措施、施工措施和監(jiān)測措施。隨著材料科學(xué)的發(fā)展和施工技術(shù)的完善，現(xiàn)場大體積混凝土的施工積累了不少經(jīng)驗，如留永久性變形縫或伸縮縫、用蛇形冷卻水管來降低大體積混凝土內(nèi)部溫度、采用液態(tài)氮降低混凝土入模溫度以及使用微膨脹混凝土減緩干縮等等�？偵纤�述，為防止裂縫、減輕溫度應(yīng)力，我們主要是從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。

　　3.1 控制溫度的措施

　�、俨捎酶纳乒橇霞壟�，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；

　�、诎韬匣炷�土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

　�、蹮崽鞚仓�混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

　　④在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；

　　⑤規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)急劇的溫度梯度；

　�、奘┕ぶ虚L期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保護措施；

　�、呤褂玫蜔峄蛑袩崴�泥。水泥的主要發(fā)熱成分是鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S），制造時適當降低這兩種成分的含量即可降低其水化熱。

　　3.2 改善約束條件的措施

　�、俸侠淼胤挚p分塊；

　�、诒苊饣�礎(chǔ)過大起伏；

　　③合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露；

　　此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養(yǎng)護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

　　根據(jù)以上述分析，大體積混凝土在三個階段產(chǎn)生的溫度應(yīng)力均與內(nèi)外部的溫差有關(guān)，因此，有效的控制混凝土內(nèi)外溫差，就成為了有效控制溫度應(yīng)力的關(guān)鍵。 對此，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》曾作了如下要求“大體積混凝上表面和內(nèi)部溫差應(yīng)控制在設(shè)計要求的范圍內(nèi)，當設(shè)計無具體要求時，溫差不宜超過25℃，并對澆筑溫度也作了“不宜超過28℃的規(guī)定。對于大體積混凝土的溫差控制一般從三方面著手：第一是控制混凝土的絕對發(fā)熱量；第二是采取有效措施降低混凝土內(nèi)外溫差；第三是改善周圍的約束條件，改進配筋狀況，減小裂縫寬度。所以，要真正實現(xiàn)大體積混凝土的質(zhì)量控制，則應(yīng)從原材料、設(shè)計、施工等各個環(huán)節(jié)抓起。

4 結(jié)語

總之，大體積混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。為了保證建筑物和構(gòu)件的安全，我們一方面要從控制溫度、改變約束、降低溫度著手，另一方面應(yīng)可能設(shè)法提高混凝土的抗裂性能。只有在施工中采取以上行之有效的措施，才能控制裂縫的出現(xiàn)或延伸，進而保證建筑物安全、穩(wěn)定的工作。