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[摘 要]大体积混凝土的裂缝问题一直是困扰建筑单位施工质量的主要问题。如果出现的裂缝较多较深，会直接影响整个建筑的结构安全。关于大体积混凝土中的裂缝，由荷载原因引起的可能性比较小，而水泥水化过程中发生温度变化与混凝土收缩产生的温度应力、收缩应力，才是裂缝产生的主要原因。裂缝问题是大体积混凝土施工过程中首要解决的重要问题。本文从大体积混凝土出现温度裂缝的原因出发，探讨了如何控制温度裂缝的措施，为建筑施工单位提供意见。
[关键词]大体积混凝土；温度裂缝；控制
中图分类号：TU745 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0171-01
随着建筑行业的发展，建筑物以及建筑构造物的规模与体量都在不断增加，所以，大体积混凝上的应用范围越来越广，其已经涉及到很多工程，比如城市建设、桥梁工程、水利工程等方面。据工程实践表明，在大体积混凝土的施工阶段，如果没有运用合理的措施，很容易出现裂缝，从而引起工程事故。在现实生活中，尽管施工人员小心谨慎，但裂缝问题还是不断出现，其根本原因是，对混凝土温度应力的控制不够。所以，在大体积混凝土施工中，对温度的控制具有重要意义。
一、温度裂缝产生的主要原因
在大体积混凝土的施工过程中，温度裂缝产生的主要原因有以下几点：水泥水化热、外界气温的变化、约束条件的变化和混凝土的收缩变形等因素。
（一）水泥水化热原因
水泥在水化过程中，会产生热量，由于大体积混凝土的断面较厚，水泥的水化热量聚在混凝土结构内不易散失，引起内部的急剧升温，在具体的建筑工程里温度一般在20℃到30℃左右。水泥水化热将带来绝热温升，这和混凝土中水泥的用量与品种有关，并且随混凝土龄期增长，一般在10d-12d达到绝热温升。但实际混凝土在自然条件下，内部达到最高温是在混凝土浇筑后的3d-5d。混凝土龄期增加，弹性模量会随之增高，为内部降温收缩带来愈来愈大的约束，以致于产生了强大的拉应力，在混凝土强度不能抵抗拉应力时，就会产生温度裂缝。
（二）外界气温变化原因
在进行大体积混凝土的施工时，外界气温变化是一个不容忽视的影响因素。混凝土的内部温度变化是由浇筑温度、绝热升温和结构降温等共同引起的，外界气温的变化会对混凝土内部温度产生影响，如果外部气温高，混凝土内部结构温度也会提高；如果外界温度降低，可能会加大混凝土的降温幅度，特别是外界气温骤降时，混凝土的外层与内部温度梯度会增加。温度应力与温差有关，温差越大，温度应力会变大。在高温时，大体积混凝土内部热量不容易散发，混凝土内部最高温度能够达到60℃-65℃，并具有延续性。这时需要采取一定的措施来控制温度，以防止混凝土结构由于内外温差过大引起较大温度应力。
（三）约束条件变化原因
结构在变形时受到的外界阻碍条件，叫做约束条件。混凝土结构变形的约束条件，是温差和膨胀系数的乘积，当拉力大于混凝土拉伸极限值时，就会出现裂缝。实践证明，在大多数工程内外温差控制在20℃-25℃之間时不会出现裂缝。
（四）收缩变形原因
因为泵送所需的混凝土流动性和抗裂要求是相互矛盾的，所以应该尽可能在满足泵送要求的条件下降低水灰比。因为水的含量越大，开裂可能性就越大，随着混凝土厚度的增加，混凝土浮浆也随之增多，因此要进行细致的计算机处理，调整水灰比，降低用水量，这对于提高混凝土结构的抗裂性是十分必要的。水泥水化过程中，混凝土的体积变形中，收缩变形比较多，膨胀变形比较少，所以混凝土在收缩变形时带来的温度应力是不容忽视的。
二、控制温度裂缝的基本措施
要控制温度裂缝要从原料选择和配比、施工方法和养护三个方面着手。
（一）合理的原料选择和配比
混凝土是由水泥，骨料和水混合而成，控制裂缝的关键是控制混凝土的组成成分。
1、水泥的选择
为了进行大体积混凝土内部的温度控制，应该选用低水化热的水泥，并尽可能的降低水泥用量。与此同时，要加入混凝土掺合材料，以减缓混凝土的终凝时间。所以，矿渣水泥应是大体积混凝土工程中的首选材料，但需要注意的是矿渣水泥收缩量较大，应考虑到其收缩应力的问题。另外，要尽量减少水泥的用量，如有必要应该增加粉煤灰的用量，使混凝土可以达到设计强度要求。水泥的用量直接影响了水化热量与混凝土收缩程度，而且还和经济技术指标联系密切，减少水泥用量即是一种裂缝控制措施，也是一种降低工程投资的措施。在混凝土凝固时间方面，初凝时间一般在2-3小时以上，因为在初凝以前，混凝土内部温度上升是不会产生温度应力的，因此适当加长初凝时间，可以使温度应力降低。
2、骨料的选择
应该选择热膨胀系数低、含泥量小的骨料，强调连续级配。这是因为，一方面骨料本身强度就要比水泥胶体大，而另一方面，连续级配的骨料，可以使混凝土中骨料的所占体积提高，减少水泥用量，从而降低水化热量。
在进行大体积混凝土的浇筑施工作业时，可根据设计抛埋一定量的毛石，掺加时应选用无裂缝、规格为150-25Omm的坚固石块，这样可以降低水泥的用量，减小水化热量，而且石块本身的吸热的功能，能够进一步减小水化热量，这对控制裂缝发展非常有利。
（二）降低温度的施工方法
施工方法的不同不仅可以降低混凝上内部最高温度，也可以使混凝土的内外温差减小，可以有效地防止出现温度裂缝，起到了控制裂缝的作用。
降低温度的施工措施主要分为三个方面：
1、降低浇筑温度
浇筑应该尽可能安排在低温季节里进行，如果必须在高温季节下施工，那么必须采取一定的措施来降低混凝土温度。混凝土输送管道，应进行覆盖和撒水，以减少混凝土输送过程中产生过多的热量，尽可能降低混凝土入模时的温度。 2、减小水化热温升
在此方面主要有预埋水管法与分块浇筑法两种措施，也可以采用搅拌混凝土时加入冰屑或冰水等措施。尽可能降低原料温度，从而降低混凝土入模时的温度，最好使其低于环境温度，与外部环境形成负温差。
3、对混凝土内外温差进行调节
首先，可以采取外蓄内散的措施，提高表面温度，减小内部温度。其次，要减少浇筑时的暴露时间，利用提高表面保温的方法，减少内外温差。
（三）采取养护措施
混凝土的养护对防止温度裂缝出现非常有效，主要有以下三种养护方法：
1、仓面喷雾养护
主要分为掺气管喷雾法和新型喷雾机喷雾法两种方法。
2、流水养护
使用表面流水的方法养护，这样可以使混凝土最高温度降低1.5℃左右，但因为浇筑表面一般不是很平整，难以使流水覆盖全部，所以实施时有一定难度。
3、表面保护
干缩引起的裂缝一般要靠养护来解决。实践证明，表面保护对防止出现表面裂缝非常有效，特别在浇筑初期，混凝土内部温度很高的时期，更应该注意进行表面保护。
结语：
对于大体积混凝土的温度裂缝问题，是建筑工程中比较常见的質量问题，它可能对建筑的结构安全造成威胁，施工单位的管理人员和施工现场管理人员都因该重点考虑这一问题。本文通过实践研究得出了出现温度裂缝的主要原因，即：水泥水化热、外界气温的变化、约束条件变化和混凝土的收缩变形。并结合这些原因得出要在原料选择和配比、施工方法和养护三个方面采取措施防止出现温度裂痕。
参考文献
[1] 姜伟思.阜新恒盛国际基础大体积混凝土温度场实测与分析[D].辽宁工程技术大学，2012.
[2] 梁嘉彬.高原环境下冬季大体积混凝土防裂技术研究[D].兰州交通大学 ，2012.
[3] 余江平.某办公大楼基础大体积混凝土施工技术研究与应用[D].南昌大学 ，2013.
[4] 朱丽丽.ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型研究[D].沈阳建筑大学 ，2013.
[5] 徐向莹.超高层建筑大体积混凝土基础温度与温度裂缝控制分析[D].安徽理工大学，2012.
作者简介
白玲，女，四川，中铁二十局集团第一工程有限公司，工程师研究方向：道路与桥梁。
[关键词]大体积混凝土；温度裂缝；控制
中图分类号：TU745 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0171-01
随着建筑行业的发展，建筑物以及建筑构造物的规模与体量都在不断增加，所以，大体积混凝上的应用范围越来越广，其已经涉及到很多工程，比如城市建设、桥梁工程、水利工程等方面。据工程实践表明，在大体积混凝土的施工阶段，如果没有运用合理的措施，很容易出现裂缝，从而引起工程事故。在现实生活中，尽管施工人员小心谨慎，但裂缝问题还是不断出现，其根本原因是，对混凝土温度应力的控制不够。所以，在大体积混凝土施工中，对温度的控制具有重要意义。
一、温度裂缝产生的主要原因
在大体积混凝土的施工过程中，温度裂缝产生的主要原因有以下几点：水泥水化热、外界气温的变化、约束条件的变化和混凝土的收缩变形等因素。
（一）水泥水化热原因
水泥在水化过程中，会产生热量，由于大体积混凝土的断面较厚，水泥的水化热量聚在混凝土结构内不易散失，引起内部的急剧升温，在具体的建筑工程里温度一般在20℃到30℃左右。水泥水化热将带来绝热温升，这和混凝土中水泥的用量与品种有关，并且随混凝土龄期增长，一般在10d-12d达到绝热温升。但实际混凝土在自然条件下，内部达到最高温是在混凝土浇筑后的3d-5d。混凝土龄期增加，弹性模量会随之增高，为内部降温收缩带来愈来愈大的约束，以致于产生了强大的拉应力，在混凝土强度不能抵抗拉应力时，就会产生温度裂缝。
（二）外界气温变化原因
在进行大体积混凝土的施工时，外界气温变化是一个不容忽视的影响因素。混凝土的内部温度变化是由浇筑温度、绝热升温和结构降温等共同引起的，外界气温的变化会对混凝土内部温度产生影响，如果外部气温高，混凝土内部结构温度也会提高；如果外界温度降低，可能会加大混凝土的降温幅度，特别是外界气温骤降时，混凝土的外层与内部温度梯度会增加。温度应力与温差有关，温差越大，温度应力会变大。在高温时，大体积混凝土内部热量不容易散发，混凝土内部最高温度能够达到60℃-65℃，并具有延续性。这时需要采取一定的措施来控制温度，以防止混凝土结构由于内外温差过大引起较大温度应力。
（三）约束条件变化原因
结构在变形时受到的外界阻碍条件，叫做约束条件。混凝土结构变形的约束条件，是温差和膨胀系数的乘积，当拉力大于混凝土拉伸极限值时，就会出现裂缝。实践证明，在大多数工程内外温差控制在20℃-25℃之間时不会出现裂缝。
（四）收缩变形原因
因为泵送所需的混凝土流动性和抗裂要求是相互矛盾的，所以应该尽可能在满足泵送要求的条件下降低水灰比。因为水的含量越大，开裂可能性就越大，随着混凝土厚度的增加，混凝土浮浆也随之增多，因此要进行细致的计算机处理，调整水灰比，降低用水量，这对于提高混凝土结构的抗裂性是十分必要的。水泥水化过程中，混凝土的体积变形中，收缩变形比较多，膨胀变形比较少，所以混凝土在收缩变形时带来的温度应力是不容忽视的。
二、控制温度裂缝的基本措施
要控制温度裂缝要从原料选择和配比、施工方法和养护三个方面着手。
（一）合理的原料选择和配比
混凝土是由水泥，骨料和水混合而成，控制裂缝的关键是控制混凝土的组成成分。
1、水泥的选择
为了进行大体积混凝土内部的温度控制，应该选用低水化热的水泥，并尽可能的降低水泥用量。与此同时，要加入混凝土掺合材料，以减缓混凝土的终凝时间。所以，矿渣水泥应是大体积混凝土工程中的首选材料，但需要注意的是矿渣水泥收缩量较大，应考虑到其收缩应力的问题。另外，要尽量减少水泥的用量，如有必要应该增加粉煤灰的用量，使混凝土可以达到设计强度要求。水泥的用量直接影响了水化热量与混凝土收缩程度，而且还和经济技术指标联系密切，减少水泥用量即是一种裂缝控制措施，也是一种降低工程投资的措施。在混凝土凝固时间方面，初凝时间一般在2-3小时以上，因为在初凝以前，混凝土内部温度上升是不会产生温度应力的，因此适当加长初凝时间，可以使温度应力降低。
2、骨料的选择
应该选择热膨胀系数低、含泥量小的骨料，强调连续级配。这是因为，一方面骨料本身强度就要比水泥胶体大，而另一方面，连续级配的骨料，可以使混凝土中骨料的所占体积提高，减少水泥用量，从而降低水化热量。
在进行大体积混凝土的浇筑施工作业时，可根据设计抛埋一定量的毛石，掺加时应选用无裂缝、规格为150-25Omm的坚固石块，这样可以降低水泥的用量，减小水化热量，而且石块本身的吸热的功能，能够进一步减小水化热量，这对控制裂缝发展非常有利。
（二）降低温度的施工方法
施工方法的不同不仅可以降低混凝上内部最高温度，也可以使混凝土的内外温差减小，可以有效地防止出现温度裂缝，起到了控制裂缝的作用。
降低温度的施工措施主要分为三个方面：
1、降低浇筑温度
浇筑应该尽可能安排在低温季节里进行，如果必须在高温季节下施工，那么必须采取一定的措施来降低混凝土温度。混凝土输送管道，应进行覆盖和撒水，以减少混凝土输送过程中产生过多的热量，尽可能降低混凝土入模时的温度。 2、减小水化热温升
在此方面主要有预埋水管法与分块浇筑法两种措施，也可以采用搅拌混凝土时加入冰屑或冰水等措施。尽可能降低原料温度，从而降低混凝土入模时的温度，最好使其低于环境温度，与外部环境形成负温差。
3、对混凝土内外温差进行调节
首先，可以采取外蓄内散的措施，提高表面温度，减小内部温度。其次，要减少浇筑时的暴露时间，利用提高表面保温的方法，减少内外温差。
（三）采取养护措施
混凝土的养护对防止温度裂缝出现非常有效，主要有以下三种养护方法：
1、仓面喷雾养护
主要分为掺气管喷雾法和新型喷雾机喷雾法两种方法。
2、流水养护
使用表面流水的方法养护，这样可以使混凝土最高温度降低1.5℃左右，但因为浇筑表面一般不是很平整，难以使流水覆盖全部，所以实施时有一定难度。
3、表面保护
干缩引起的裂缝一般要靠养护来解决。实践证明，表面保护对防止出现表面裂缝非常有效，特别在浇筑初期，混凝土内部温度很高的时期，更应该注意进行表面保护。
结语：
对于大体积混凝土的温度裂缝问题，是建筑工程中比较常见的質量问题，它可能对建筑的结构安全造成威胁，施工单位的管理人员和施工现场管理人员都因该重点考虑这一问题。本文通过实践研究得出了出现温度裂缝的主要原因，即：水泥水化热、外界气温的变化、约束条件变化和混凝土的收缩变形。并结合这些原因得出要在原料选择和配比、施工方法和养护三个方面采取措施防止出现温度裂痕。
参考文献
[1] 姜伟思.阜新恒盛国际基础大体积混凝土温度场实测与分析[D].辽宁工程技术大学，2012.
[2] 梁嘉彬.高原环境下冬季大体积混凝土防裂技术研究[D].兰州交通大学 ，2012.
[3] 余江平.某办公大楼基础大体积混凝土施工技术研究与应用[D].南昌大学 ，2013.
[4] 朱丽丽.ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型研究[D].沈阳建筑大学 ，2013.
[5] 徐向莹.超高层建筑大体积混凝土基础温度与温度裂缝控制分析[D].安徽理工大学，2012.
作者简介
白玲，女，四川，中铁二十局集团第一工程有限公司，工程师研究方向：道路与桥梁。