大体积混凝土温度裂缝的产生及控制

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发布时间：2021-09-09

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大体积混凝土温度裂缝的产生及控制
伊克文
(牡丹江市牧工商建筑安装工程公司．黑龙江牡丹江157000)
【摘要】文中就温度应力对混凝土温度裂缝产生的原因、混凝土温度裂缝的控制和预防等问题进行简要
的论述。
【关键词】大体积混凝土；温度裂缝；裂缝控制
【中图分类号】TU755．7 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864(20]0)03—0124—02
大体积混凝土施工的工艺要求很高，在施工中，
如何控制大体积混凝土的温度裂缝就是施工工艺的
关键点，也是施工的难点。混凝土中裂缝的出现严重
影响到混凝土结构的整体性和耐久性。从而影响到
混凝土结构的使用功能及安全性能。因此在大体积
混凝土施工过程中，温度应力及温度的控制十分
重要。
1 产生温度裂缝的原因
建筑工程中的大体积混凝土结构由于结构截面
大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较
大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力
是导致大体积混凝土产生裂缝的主要原因。表面裂
缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外
低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，
表面产生拉应力，表面拉应力超过混凝土抗拉强度而
引起的；通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一
定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加
上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他
结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗
拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。
2 温度应力的分析
2．1 温度应力的形成过程
早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，
一般约30d。这个阶段有两个特征，一是，水泥放出大
量水化热，二是，混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹
性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。
中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷
却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由
于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与
早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性
模量变化不大。
晚期：混凝土完全冷却以后的服役时期。温度应
力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的
残余应力相叠加。
2．2 温度应力引起的原因
大体积混凝土结构尺寸相对较大，混凝土冷却时
表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间
过程出现压应力，这种应力成为自身应力。
结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自
由变形而引起的应力，此时的应力称为约束应力。
这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的
应力共同作用。温度应力的分布及大小是比较复杂
的，在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。
混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，所以分析
计算温度应力时，还必须考虑徐变的影响。
3 裂缝控制措施
3．1 降低早期水泥水化热和变形
(1) 选用低水化热的水泥品种配制混凝土，如矿
渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。
(2) 控制好混凝土的水灰比，商品混凝土的水灰
比宜为0．4～0．6。
(3) 充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米
混凝土中水泥用量。
(4) 选用中粗砂细度模数2．4以上，含泥量小于
2％，石子粒径在5～40mm，含泥量小于1％。
(5) 合理地设置后浇缝，以减小外应力和温度应
力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。
3．2 降低混凝土温度差
选择较适宜的气温、尽量避开炎热天气浇筑混凝
土。夏季可采用低温水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水
雾，或对骨料进行覆盖避日光直晒，以降低混凝土拌
合物的人模温度。
3．3 加强施工中的温度控制
(1) 做好混凝土的保温保湿养护，减低温度应
力，以免发生急剧的温度梯度发生。
(2) 在垫层混凝土上，先铺一层低强度水泥砂
浆，以降低新旧混凝土之间的约束力。
(3) 加强测温和温度监测管理，内外温差控制在
25。以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度
梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。