摘要：大体积混凝土施工技术手段在当前很多建筑工程项目中都有所涉及，这种大体积混凝土的施工应用确实能够提升其施工操作便捷性，对于施工质量也具备着理想的积极作用价值，但是其施工操作过程中存在的温度裂缝问题却同样也是比较恶劣的，需要引起高度重视。 本文就重点围绕着大体积混凝土温度裂缝的防治技术手段进行了简要分析论述。
关键词：大体积混凝土； 温度裂缝；防治技术
1大体积混凝土概述
大体积混凝土是指一次浇筑量大于1000m3或混凝土结构物实体最小尺寸大于等于 1.5m 或结构物厚度尺寸比较大的混凝土结构物。大体积混凝土在浇筑和养护过程中必须要研究控制温度措施。大体积混凝土无论在气温炎热的季节或气温较低的季节浇筑都会受到表面干缩裂缝和温度裂缝问题的困扰，混凝土表面干缩裂缝往往可以通过及时覆盖养护加以避免和减少对结构物的影响一般不太严重，也是在规范要求范围之内。但是由于水泥的水化热产生的高温和混凝土表面及环境温差形成的温度梯度应力从而导致的温度裂缝，往往是贯通性的对结构物的安全和耐久性产生严重的影响。因此在进行大体积混凝土浇筑前有必要进行混凝土的抗裂性进行验算，以确定混凝土出现裂缝的可能性大小，以便提前采取相应的技术控制措施并选择科学合理的养护措施。
2原材料选择
大体积混凝土施工中，对于裂缝的控制，原材料的选择是首要前提，其中主要包括水泥、粗骨料、细骨料、外加剂和粉煤灰等。
（1）水泥。作为大体积混凝土施工中重要的原材料之一，水泥水化热问题影响较大，如果水化热无法有效散发，将导致混凝土内部温度急剧升高，内外温度差异过大，在应力作用下产生裂缝问题。如果混凝土表面拉应力超过了初期混凝土抗拉强度，就会导致温度裂缝的出现。尤其是普通的硅酸盐水泥水化热较高，所以在大体积混凝土配合比中，应该尽可能选择低水化热的矿渣硅酸盐水泥。
（2）粗骨料。选择级配良好，含水量在 1%以下，粒径为 10～25mm 之间的碎石配置混凝土，这样不仅可以有效降低水泥量和用水量，节约成本，还可以降低水泥水化热现象。
（3）细骨料。平均粒径在 0.5mm 以上，含泥量在5%以内的中砂，此种材料的运用不仅可以降低水泥用量，还可以有效抑制混凝土收缩，将可能将水泥水化热控制在可接受范围内。
（4）外加剂。在大体积混凝土配合比中，外加剂的应用可以选择减水剂，这样不仅可以实现对混凝土收缩的补偿，还可以提升混凝土康烈性，降低水化热，实际用量需要结合具体情况进行选择。
3混凝土温度应力控制计算方法
3.1 确定相关参数 ①混凝土的水泥标号和用量；②混凝土的设计弹性模量和预计养护期内能够达到弹性模量；③水泥的水化热，混凝土的比热（取0.96J/ ㎏ .K）；④混凝土预计养护的期限。
3.2 计算步骤
（1）计算混凝土养护期限内水化热绝热温升值（T（t））最大绝热温升值（Tmax）。 计算公式如下：
T（t）=mcQ/Cρ×（1-e-mt） （1）
Tmax=mcQ/Cρ （2）
式中：mc 为水泥用量（㎏ /m3）；Q为水泥的水化热（可查表取值）； C为混凝土比热取 0.96J/㎏.K；ρ为混凝土质量密度（取2400～2500㎏/m3）；m为经验系数取 0.2～0.4；t为混凝土的预养护龄期。
（2）计算混凝土养护期限内的温度收缩变形值（εy（t））并换算成相应的收缩当量温差（T（y）t）。温度收缩变形值（εy（t））的公式：
εy（t）=εy0（1-e-0.01t）×M1×M2×…×M10 （3）
式中：M1M2…M10为正非标准条件下的修系数（可以查阅相关规范取值）;εy0 为极限收缩值，取3.24×10-4。
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收缩当量温差（T（y）t）的公式：
T（y）t=εy（t）/α （4）
式中：α为混凝土的线膨胀系数可取1.0×10-5。
（3）计算混凝土养护期的综合温差 ΔT 及产生的收缩应力σ。
ΔT=To+2/3T（t）+T（y）t-Th （5）
σ=E（t）×α×ΔT×S（t）×R/1-v （6）
E（t）=E0×（1-e-0.09t） （7）
式中：To为混凝土入模温度；Th为当地的全年平均气温；E（t）为计算龄期内混凝土的弹性模量；S（t）为松弛系数取 0.3～0.5；R为混凝土的外约束系数取 0.25～0.5；v为混凝土的泊松比，可采用0.15～0.2。
4大体积混凝土裂缝的控制方法
4.1 配合比调控
混凝土本身的物理、化学特性组成是影响大体积混凝土产生裂缝重要因素，因此在优选原材料的基础上，更应该注重混凝土配合比的优化调控。大体积混凝土配合比设计原则是配制出绝热温升小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能较大、热强比小、线胀系数小、自身体积变形小的混凝土。应当充分发挥实验室能力，在保证混凝土强度等级，优选原材料的基础上，进行多组混凝土配合比对比试验，挑选出最小水泥用量、最小砂率、最小用水量、最低水泥水化热、最小混凝土收缩的最优大体积混凝土配合比。
4.2规范混凝土浇筑操作
对于大体积混凝土施工技术在施工现场的具体浇筑施工操作来看，其同样也需要重点加强规范化控制，这种混凝土浇筑方面的有效规范化控制主要就是为了促使其能够形成较为理想的温度保持效果，避免混凝土结构内外温差过大。因此，在具体混凝土材料的浇筑前，必须要针对其温度进行详细检测，促使其能够达到较为理想的浇筑合理温度，尽可能降低其温度；具体到混凝土材料的浇筑处理过程中，同样也需要重点加强振捣以及搅拌的操作频率，结合混凝土材料的浇筑流程进行及时处理，进而也就能够避免混凝土结构内部温度的堆积，促使其能够达到较为理想的散热效果，降低温度应力的出现；对于浇筑过程中因为水分蒸发出现的各类问题，应该恰当进行水分的补充，但是一定要适量，避免影响到混凝土结构的施工质量效果。
4.3 降低混凝土散热量
(1）采用低水化热的水泥，优先选用矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥，不宜采用硅酸盐水泥。在混凝土内埋设冷却水管，减低温度。
(2）掺粉煤灰。优质粉煤灰水化热比水泥小，且需水性小，有减水作用，可降低混凝土的单位用水量和水泥用量;还可减小混凝土的体积收缩，有的还略有膨胀，有利于防裂。掺粉煤灰还能抑制碱—骨料反应并防止因此产生的裂缝。
(3）优选大粒径粗骨料。集料粒径越大，表面积就越小，水泥及水的用量需求就越小，尽量采用中粗砂。在砂石堆场上搭设遮阳篷，必要时可在使用前冲洗骨料，以降低温度。
(4）合理选择外加剂。减水剂可起到减少水和水泥用量的作用，从而降低了混凝土的温度。
5 结束语
大体积结构物由于体积大，混凝土产生的温度收缩应力比较大，从而产生裂缝，对结构物的使用安全和耐久性产生十分不良的影响。施工前必须通过理论计算结构物在养护龄期内的抗裂安全性。根据计算的结果提出合理科学的技术方案，确保结构物不得出现温度裂缝。
参考文献
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[3]陈英;洪罡;王剑;许欢.关于大体积混凝土施工中混凝土裂缝和温度的控制探析[J].工程技术(文摘版),2017(03):22
论文作者:王钊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/3
标签：混凝土论文; 体积论文; 水化论文; 裂缝论文; 温度论文; 水泥论文; 骨料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;