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本文选自国家级期刊《城市建设理论研究》，《城市建设理论研究》杂志是经新闻出版总署批准，中国商业联合会主管、商业网点建设开发中心主办，联合国全人类发展中国协会、科技部科学技术进步研究所、中国社会科学院城市发展与环境研究中心指导，面向国内外公开发行的国家级科技类期刊。旬刊：上旬为时政综合概要；中旬为学术交流；下旬为城市建设深度报道。
摘要：大体积混凝土温度控制的关键在于降低混凝土水化热以及减小混凝土内、外温差，避免产生过大的温度应力，使得混凝土在前期强度较低的情况下不至于受到过大的拉应力而产生裂缝。控制混凝土内、外温差的主要措施有：降低混凝土入仓温度、降低混凝土水化热、混凝土外部保温以及混凝土内部降温。
关键词：大体积,混凝土,温度控制,措施
前言
现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝、水库、船闸、路桥等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
1.什么是大体积混凝土
所谓大体积混凝土，一般是指结构实体截面最小尺寸大于或等于1.0米的混凝土。这种混凝土结构的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，混凝土容易产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。日本建筑学会标准(JASS5)规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。美国混凝土协会（ACI）的规定“任意体量的混凝土，其尺寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝时即可称作大体积混凝土”。业界一般认为，当混凝土内外温差预计将超过25℃时，必须采取一定的措施来防止温度裂缝的产生。这就是大体积混凝土温度控制的意义所在。
众所周知，混凝土虽然具有较强的抗压性能但其抗拉性能非常差，必须要配置钢筋才能获得较强的抗拉、抗折、抗剪性能。混凝土裂缝作为一种施工质量通病严重地影响着钢筋混凝土结构的寿命，因为钢筋只有完全埋藏在混凝土保护层中才能避免被水和氧气以及其它化学物质侵蚀。这样，只有严格控制混凝土裂缝，对于大体积混凝土来说关键是控制混凝土温度裂缝，才能使得钢筋混凝土构筑物具有较强的稳定、承重和抗渗性能。
2.混凝土裂缝是如何形成的
大体积砼结构在施工中容易产生裂缝，这已为众多的工程实践所证实。据统计，多个城市的多座高层建筑在施工中遇到地下室砼底板有害裂缝问题，有的工程因此被迫停工处理，有的工程还不得不修改设计、降低层数，造成极大的损失。因而近年来，大体积砼的裂缝问题越来越引起各方面重视。长期的工程实践表明，造成大体积砼出现裂缝的因素极其复杂而且是多方面的。其中：
2.1砼配合比设计上的问题：水泥用量大，水泥发热量大，造成砼水化热温升过高，温度变化急剧；水灰比大，灰浆量大，造成砼收缩量过大；原材料性能不良，造成砼本身抗裂能力低。
2.2砼施工质量上的问题：下料不均匀，振捣不密实；浇筑安排不善，砼内部形成冷缝。
2.3砼养护土的问题：砼表面裸露干燥，风吹日晒，同部与表面温差过大；外界气温骤降时砼表面无保温措施。
2.4结构型式及构造上的问题：几何尺寸大，超长超厚；形状突变处未妥善处理；配筋不合理。大体积砼由于温度变化而产生的裂缝称为温度裂缝。众所周知，混凝土在凝结硬化过程中，其水泥会释放出大量的水化热，使砼的温度显著上升。对于大体积混凝土来说，一般情况下温度和湿度的变化是导致其产生裂缝根本原因。
3.如何控制大体积混凝土的温度
为防止裂缝、减轻温度应力对混凝土的影响，避免导致难以挽回的损失，包括时间、金钱和工程质量形象等。可以从五个方面着手。
3.1降低混凝土入仓温度。
降低混凝土入仓温度可以直接降低混凝土内部温度上升的基数，对控制混凝土最高核心温度效果明显。拌合混凝土时加冰或冷水、用冷水冲洗砂石骨料，在料场搭建凉棚或使用风冷设备对骨料进行降温等措施都可以有效降低混凝土入仓温度。同时，考虑到气温影响，应尽量调整到气温较低的时段进行大体积混凝土浇筑，如夜间施工。
3.2
混凝土浇筑时严格控制分层厚度，自一侧向另一侧顺序浇筑，保证在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。分层厚度利用钢筋或其它标尺做参照物，派专人进行负责，一个下料点到位后，移至下一个下料点，依次进行，混凝土布料完成且平整后开始振捣。
3.2降低混凝土水化热
水化热主要产生于水泥凝聚时与水发生的化学、物理反应，水化热的大小与水泥品种以及水泥用量密切相关。一般可以通过以下几种方法降低混凝土的水化热。
（1）为降低水泥水化热，大体积混凝土应选用中水化热或低水化热的水泥，一般选用熟料中含铝酸三钙和硅酸三钙较少的低水化热矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。低水化热的矿渣水泥比同标号的普通硅酸盐水泥的水化热可减少1/4左右。
（2）调整骨料级配、减小其比表面积，同时选择优质原材料、适量使用外加剂，使得混凝土尽可能在水泥用量较小的情况下获得预期的和易性、强度等性能。另外，使用缓凝剂可以延长混凝土释放水化热的时间，使得水化热出现峰值的时间延后至混凝土强度较高时，从而减小出现裂缝的机会。
（3）如果原材料性能和组分不发生大的变化，一般来说水灰比越大混凝土强度越低。这样，同样目标强度的情况下，水灰比越低则水泥用量也越少。因此，适当使用减水剂以及合理控制坍落度对控制混凝土的水化热也有着重要的意义。
3.3混凝土外部保温
对混凝土进行保温防护可以减小其内外温差、有效避免温度裂缝的出现。在实际施工过程中对混凝土的保温措施简便易行，通常有如下几种做法：
（1）推迟拆模板时间，利用模板的隔热效应对混凝土进行保护，以免混凝土表面温度骤降、产生裂缝。
（2）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温板、塑料布、土工布等材料进行覆盖。
（3）对于平面结构可以待混凝土终凝后用热水进行养护和保温，由于水的比热较大，可以长时间保持较高温度。
（4）在条件具备时可使用蒸汽、火炉、温棚等设施来提高混凝土外表温度。
3.4混凝土内部降温
工程上一般使用预埋冷却水管的方式进行混凝土内部降温，通过不间断地循环冷却水来吸收混凝土的热量。冷却水管的直径一般为20-30mm，管间距一般为400-800mm。冷却水需要从浇筑混凝土时开始循环，一般保持七天。冷却水温度与混凝土核心温度之差不得超过25℃,循环水不得时断时续，以免混凝土局部出现温差过大而产生裂缝。冷却结束后须对冷却水管进行灌浆填充，一般采用微膨胀水泥。
3.5为了及时、全面了解大体积混凝土的温度变化情况，施工过程中一般使用埋设温度感应器的方法对混凝土温度进行监测。通常分三层进行埋设：表层、中心和底层。重点监测时期为混凝土浇筑后的前七天，施工经验数据表明混凝土中心温度将在第三至四天达到最高，然后慢慢下降，而此时混凝土强度正在成长，措施不当则容易产生裂缝。当中心温度与表层或底层温度之差超过25℃时必须采取应急措施来控制内温升高或外温降低。
结语
大体积混凝土结构产生裂缝的原因是相当复杂的，以上对混凝土的裂缝与温度之间的关系以及其防治措施进行了初步探讨。如何控制大体积混凝土水化热升温和结构物体内外温差是大体积混凝土能否产生裂缝的关键因素。在施工实践中结合多种预防和处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。
参考文献
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