浅谈大体积混凝土温度裂缝产生原因

　　摘 要：现今工程建筑规模朝着大型化、复杂化的方向不断发展，工程建设中大体积混泥土温度裂缝问题日益突出并成为具有相当普遍性的问题，分析大体积混凝土裂缝产生的原因，并根据原因避免或减少裂缝的发生为保障建筑物的适用性能及安全性有着非常重要的意义。
　　关键词：大体积混凝土；温度裂缝；产生原因
　　Abstract： Nowadays the scale of construction is towards the direction of large-scale and complicated development， construction of large volume mixing soil temperature crack problem is becoming more and more serious and has become a fairly common problem， analysis of the causes of cracks in large volume concrete and according to the reason avoid or reduction less cracks occur to ensure the building for performance and safety has a very important significance.
　　Key Words： mass concrete；temperature crack；cause；
　　大体积混凝土在现今工程建设中应用十分广泛，占有重要地位。大体积混凝土施工工艺要求较高，在施工过程中，如何控制大体积混凝土的温度裂缝就显得尤为重要。
　　所谓混凝土裂缝，是由于混凝土结构内外因素的作用而产生的物理结构变化。混凝土裂缝的出现会严重影响混凝土结构的整体性和耐久性，从而影响结构的适用性能和安全性。混凝土裂缝分类有很多，按照深度可以分为表面裂缝、浅层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按成因可以划分为结构性裂缝和非结构性裂缝；按照裂缝产生的时间可分为施工期间出现的裂缝和适用期间出现的裂缝；按裂缝的发展状态可分为稳定裂缝和不稳定裂缝等等。混凝土常见的裂缝主要是收缩裂缝、温度裂缝和沉降裂缝。
　　温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节变化过大而形成的，故温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。建筑工程中，大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。一方面，混凝土内外温差产生应力和应变；另一方面，结构的外约束和混凝土各质点的内约束阻止这种应变，一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。具体而言，温度裂缝产生的原因主要有以下几点：
　　1 水泥水化热
　　水化热是指物质与水化合时所放出的热。水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。建筑工程大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用。
　　混凝土浇筑初期，水泥水化产生大量水化热，导致混凝土温度急剧上升。混凝土表层与大气接触，具备相对较好的散热条件，因此温度上升相对较小；混凝土内部由于不与大气接触，散热条件相对较差，因为温度上升相对较大。由于混凝土表层及内部温度上升构成温度差，混凝土表层产生拉应力，混凝土内部产生压应力，当超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面即产生温度裂缝。因此，水化热高的水泥不得用在大体积混凝土工程中，否则会使混凝土内部温度大大超过外部，从而引起较大的温度应力，使混凝土表面产生裂缝，严重影响混凝土的强度及其他性能。
　　2 气温变化
　　外界气温对浇筑施工过程中混凝土产生裂缝与否也有重大影响。外界气温越高，混凝土的浇筑温度也就越高。如果在混凝土施工过程中，周围环境温差变化较大，对导致混凝土表面温度急剧下降，产生收缩。而混凝土的内部温度是由外界温度、浇筑温度、水化热引起的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加，由于大体积混凝土内部不易散热，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝。
　　3 约束条件
　　所谓约束，就是结构在变形过程中会受到一定的抑制而阻碍其自由变形。大体积混凝土由于水泥水化热或气温变化发生变形，这种变形受到约束，产生应力。当这种变形超过混凝土的拉伸极限时，结构出现裂缝。
　　4 收缩变形
　　混凝土中的水泥在水化过程中，由于水化热产生体积变形，分为收缩变形和膨胀变形。混凝土浇筑后一定时期，水泥水化热已逐步释放，混凝土在逐步降温过程中产生收缩。混凝土中多余水分的蒸发也引起混凝土体积的收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束（外约束）而不能自由变形，导致产生温度应力（拉应力），当该温度应力超过龄期下混凝土的抗拉强度时，则从约束面开始向上开裂形成收缩裂缝。
　　由此可见，引起大体积混凝土温度裂缝的四点原因都是相互关联相互影响的。为有效控制温度裂缝的出现，必须从控制水泥水化升温、降低混凝土温度差、改善约束条件、降低水泥变形等几个方面综合考虑，根据施工环境实际情况采取相应的措施。
　　结束语
　　为了保证建筑物和构建的安全性，我们必须仔细分析大体积混凝土温度裂缝产生的原因，根据实际施工情况，从控制温度、改变约束、降低温度着手，控制混凝土温度裂缝的产生，与此同时，还应尽可能提高混凝土的抗裂性能。只有在工程施工过程中采取行之有效的措施，才能控制裂缝的出现和延伸，进而保证建筑物的安全。