关键词：大体积混凝土；温度控制；裂缝防治；水泥
在实际工程中，一般的混凝土结构由于其水泥水化热和材料自身具有的干缩特性，会产生裂缝，而大体积混凝土更是由于其内部水泥水化热量大、内应力更加集中而较普通混凝土而言更易形成裂缝，尤其在气温较低的季节，因此，有必要在施工时对大体积混凝土的裂缝进行有效的分析和整治，以确保工程结构具有良好的耐久性和安全性。
一、大体积混凝土温度裂缝的形成与拓展
大体积混凝土中水泥及其胶凝材料是产生温度裂缝的主要原因。水泥在水化的一段时间内将持续释放出大量的水化热，结构内部产生热量不能够迅速地传递至混凝土表面消散，而是在混凝土结构中形成一定的温度梯度，由内到外温度持续降低。在进行大体积混凝土结构施工时，由于外部温度较低，而混凝土单向散热距离较远，导致混凝土内部产生的水化热消散速率有限，不能够及时地将内部热量消散，就造成了大体积混凝土的内、外温差较大，并进一步形成内胀外缩的现象，产生较大的外部拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，温度裂缝便生成。大体积混凝土在施工阶段由最高温度降低至最低或稳定温度时，其最大温度拉应力甚至会超过由其自重或荷载所引起的拉应力，而混凝土材料本身是一种抗压强度较大、抗弯拉性能不足的材料，更多的结构抗弯拉性能主要有结构内部的钢筋所承担，而一旦发生较宽的温度裂缝导致钢筋暴露于空气中，锈蚀的钢材抗拉强度将进一步下降，从而使裂缝更进一步拓展引发恶性循环，因此，在混凝土进行施工，尤其是大体积混凝土施工时，一定要注意温度裂缝的出现，确保工程质量达标。随着现代化工业的飞速发展，工业生产的规模逐渐扩大，生产设备的负担也越来越重，设备运行越来越频繁、越来越复杂，同时对系统控制方面也提高了标准。在生产过程中应用自动化，需要智能控制的有效支持，才能在真正意义上实现生产自动化。智能控制的发展越来越迅速，已经逐渐被更多的人认可与关注，运用智能控制，使固定数学模式与智能模式之间的转化得以实现。
二、 温度裂缝的预防手段
温度裂缝出现的季节大多是在冬季或气温较低的季节在分析过其产生的原因之后我们不难看到，控制好外因（室外温度）和内因（浇筑散热与养护）是对大体积混凝土温度裂缝进行预防的有效手段。具体而言，对大体积混凝土进行温度裂缝防控的手段应当包括以下几点内容。
（一）、严控混凝土选材过程
混凝土材料对结构质量的影响至关重要，而在大体积混凝土中，尤其以水泥材料最为关键，在选用商混时，拌和用水泥应当在满足强度等级要求的前提下尽可能地使水化热较低，如果经济条件允许，则应通过试验，确定是否添加减水剂等外加剂，或粉煤灰、纤维等物质来改善大体积混凝土的收缩特性。相比于普通结构，自复位结构最大的特点即为残余变形小。将模型加载至当前工况最后一圈再卸载后的变形作为结构在当前加载级别下的残余变形。给出了结构的绝对与相对最大残余层间位移角随着加载幅值增加的变化情况。其中相对残余层间位移角为绝对残余层间位移角 与本级最大层间位移角的比值。模型的绝对残余层间位移角随着加载幅值的增加而增加，在全部工况完成后，模型的最大残余层间位移角约为0.58%
建筑结构在震后的残余变形小与0.5%是可以接受的。同时考虑到地震作用在达到最大作用后会逐渐减弱，建筑结构的最终残余变形通常会小于建筑最大位移下产生的残余变形。
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（二）、气温较低时适当降低浇筑速度
大体积混凝土在施工阶段如果遇到气温变化，则应当在气温较低的天气适当降低浇筑速度，但应当确保其满足混凝土实际初凝时间。在进行分层或分级浇筑时，上层混凝土浇筑时间应当在下层混凝土初凝后及时浇筑，降低施工缝位置引起应力的集中所导致的温度裂缝。一般情况下，在冬季每层混凝土结构施工时所需商混罐车数量比常温季节少，但应当按照实际工程条件进行精准配合，避免停工待料或现场压料，从而从混凝土内部热量释放角度尽可能地降低温度应力的产生。建筑最大位移下产生的残余变形，即“shake-down”现象，可以认为该框架在地震作用下即使达到了1/17的层间位移角也不会产生不可接受的残余变形。
除第一工况外（由于作动器与模型的状态及两者的连接并非理想情况，其所造成的误差导致计算结果偏大），模型的相对残余变形在第七工况前稳定在5%左右，在第七工况后开始逐渐增加，最后一个工况加载结束后，模型的相对残余位移角略小于10%。
（三）、 强化浇筑过程中对混凝土的振捣
进行大体积混凝土施工时，现场应当配备数量较多的振动棒，混凝土在泵送入模后及时振捣，避免出现离析和局部空隙，离析会造成大粒径的集料下沉，更多的水泥集中于结构上部，使上、下部热量不均匀，造成更大的温度差，需要注意振动棒应快插慢拔，不要让棒头卡在钢筋骨架的缝隙当中或触到下部企口位置，对于上下分层的混凝土，振捣时要注意尽可能让振动棒插入到下层 5～10 cm，最后一层混凝土振捣完毕后刮平。底层混凝土达到设计规定强度后，拆除钢套箱底部桁架。首先利用起重船整体吊住底桁架，通过松动精轧螺纹钢的螺帽缓慢下放至施工人员方便操作高度，以葫芦辅助悬挂按顺序拆除底模板、格栅、连接槽钢每榀底桁架上均设置有吊耳起重船吊住后摘除插销及割除加强钢板逐榀吊离桁架梁。最后对称两榀可连同八边形饼状结构，一并吊离。
（四）、加强现场温度监控与养护
如遇大体积混凝土施工时温度较低，而分析温度裂缝产生的原因也能得出，最重要的是要把握和控制好施工现场的温度及对混凝土材料温度进行有效监测。具体而言，在混凝土入模后的早期升温阶段，应保证每 2 h 检测 1 次结构温度；到后期降温阶段，应当保证不低于每 4 h 检测 1 次结构温度。升温速度较快或降温速度较快都会引发温度裂缝，而缓解温度变化速率较快的主要做法在于注意施工时的养护条件的改善。一般情况下，在我国北方地区，11 月入冬后平均温度在 0°，完成大体积混凝土的浇筑压实后，现场的技术人员应当及时对混凝土表面进行覆膜处理，对企口位置、柱、角、插筋等位置也应当统一处理。混凝土面层表面有一定强度并能站人时，施工技术人员可以上去将薄膜揭开并观察其是否有缩裂产生。如果有，则应抹平并适当洒水保持其湿润，然后再在其表面用薄膜重新覆盖好，同时，可以加盖 1 层或多层再生棉棉被或草席。对筏板侧面或突出位置可以用麻袋、塑料膜进行保温处理，对后浇带、电梯井等位置用薄膜覆盖处理后应当用额外的彩色布将上口覆盖。当进入冬至日至大寒日间的温度最低阶段或经历大风降温导致的低温阶段时，除了对上述养护过程进行规定操作外，还应加设加热设备来提高混凝土养护温度，条件允许情况下可以采用蒸汽养护，确保混凝土内外温差在25 ℃左右（一般情况下混凝土内部最高温度在 50～60 ℃），平均日降温在 25～30 ℃，通过上述养护手段确保大体积混凝土能够更加均匀稳定地散热降温，避免有害温度裂缝的产生。
三、结束语
随着我国日新月异的发展，各类工程建设施工的整体水平得到了极大提升，大体积混凝土的裂缝问题也得到了越来越广泛的重视。了解温度裂缝的主要成因，掌握大体积混凝土在完成浇筑后内部温度应力的变化规律，通过改善冬季混凝土施工过程中的技术手段，制订一系列因地制宜、行之有效的质量控制方案，严格确保大体积混凝土施工过程中的各个环节满足规范要求，才能确保工程质量，建设出更加优质的建筑产品。
参考文献：
［1］王福龙.大体积混凝土温度控制和裂缝防治技术［J］.门窗，2017（06）：247.
［2］宋悦建.大体积混凝土温度控制和裂缝防治技术［J］.工程技术研究，2017（02）：38-39.
论文作者:王力
论文发表刊物:《科技中国》2018年6期
论文发表时间:2018/8/10
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 温度论文; 体积论文; 残余论文; 位移论文; 结构论文; 《科技中国》2018年6期论文;