随着国内建设事业的快速发展，大体积混凝土结构在水工、核电等大型工程中应用广泛，其特性也广泛为人关注。大量研究表明：大体积混凝土中胶凝材料水化放热导致的温度变化已经成为引起混凝土早期开裂的主要原因，而混凝土结构中裂缝的存在会导致结构渗漏、预埋钢筋锈蚀等问题，严重的甚至会遗留安全隐患，减少建筑结构的使用寿命。因此，如何预防大体积混凝土早期温度裂缝是近几十年来工程领域的学者重点关注的一个问题。

1 混凝土结构早期温度裂缝成因

在施工过程中，导致大体积混凝土结构早期温度裂缝产生的成因很多，如环境温度变化、水泥水化放热、结构约束作用等，而最主要的因素是水泥水化放热。大体积混凝土具有结构尺寸大、配筋率低等特点，在完成浇筑后，大体积混凝土中的水泥水化放热速率快且放热量大，混凝土内部温度迅速升高至40～60℃。由于混凝土结构尺寸大、导热性能差，因此混凝土内部散热缓慢、并积聚大量热量，但混凝土外表面散热较快、温度相对较低，混凝土内外部就形成了温度差。当混凝土内、外部温度差＞25℃时，混凝土结构产生的温度变形在受到底部基础、外界环境变化等约束时就会产生超过混凝土早期的极限拉伸应力的温度收缩应力[5]，导致混凝土表面产生温度收缩裂缝，降低混凝土结构防水抗渗性能、影响混凝土结构的耐久性能。

2 预防混凝土结构早期温度裂缝的控制措施

大体积混凝土结构施工总是容易出现温度应力导致的早期温度裂缝，这不仅会降低混凝土结构的功能和耐久性，也会损坏结构的外观性能。不过，在工程中温度并非是引起混凝土结构早期裂缝的唯一因素，裂缝的产生还与混凝土早期变形受到的约束程度及混凝土硬化过程中的瞬态材料性能等因素有关。过去，为减少早期温度裂缝的产生，主要是采用限制水化升温、设置施工缝及调整施工顺序、限制温差等措施。但这些措施并不能完全解决裂缝问题，还会增加工程成本，使施工复杂化。

2.1 优化配合比以降低混凝土开裂敏感性

优化配合比以降低混凝土开裂敏感性的出发点在于减少胶凝材料水化放热。混凝土内部最高温升与水泥用量近似呈现正比趋势，可通过减少水泥用量来降低温升。在设计混凝土配合比时，应根据工程特点、项目实际情况等因素选择合适的低热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥，以减少水泥水化放热；提高粗骨料比例以及采用粉煤灰、矿渣等活性掺合料替代水泥以减少水泥用量；采用高性能减水剂以调整新拌混凝土工作性及减少用水量。以工程经验来看，上述温控措施可综合性地降低混凝土开裂敏感性[1]，减少混凝土早期温度裂缝的产生。

2.2 采用混凝土外加剂提高混凝土抗裂能力

混凝土早期温度裂缝的产生原理是温度收缩应力＞混凝土极限拉伸应力。当混凝土本身抗裂能力足够高时，极限拉伸应力也将足够大，则开裂将不会发生。因此，在大体积混凝土施工中，可以添加混凝土外加剂来提高混凝土本身的抗裂能力，从而减少混凝土早期裂缝。目前，市面常见的用于工程裂缝控制的混凝土外加剂有膨胀剂、抗裂剂、密实增强剂、阻裂纤维等，品类良多、优点各异，可根据工程特点选用合适的抗裂产品以达到理想的抗裂性能。此外，也可以采用水化热调控类外加剂[6]，这类外加剂主要是通过其吸附特性来控制水泥水化进程，从而减少水化放热、降低混凝土内外温差，以及避免产生早期温度收缩裂缝。

2.3 选取适宜施工方式以改善约束条件

大体积混凝土是一直处于约束条件下的，而约束程度不同则产生的约束应力大小也不同。因此，工程中可以通过选取适宜的施工方式来改善约束条件，从而减少温度收缩应力的产生。如采用跳仓法施工、分块浇筑、分层浇筑、控制混凝土浇筑速度、分层振捣密实等措施，避免热量堆积，从而减少温度应力的产生[7-8]。不过，这些措施具有一定局限性，如延长施工周期以及难以保证施工质量。

2.4 加强早期养护措施保证裂缝控制效果

在混凝土施工中，混凝土的早期养护至关重要。如果混凝土早期保湿养护不到位，则混凝土结构易因缺水而产生干燥收缩裂缝，同时还会影响到混凝土强度发展。因此，应加强大体积混凝土早期养护措施，以保证裂缝控制效果。在混凝土浇筑后，应及时进行保湿、保温养护，如在洒水后覆盖塑料薄膜、草席、毛毡等材料，在夏季或冬季施工中采取遮阳或保温措施、延长养护期
等[9]，以减少干燥收缩裂缝的产生，提高裂缝控制效果。

3 结语

大体积混凝土结构由于材料本身特点，温度变化无法避免，但可以采取措施以减少温度变化引起的裂缝。大体积混凝土温度裂缝的产生主要由水泥水化放热引起，因此大体积混凝土早期温度裂缝控制，应从减少温度应力出发，辅以抗裂材料、严格养护等，综合提高混凝土结构的抗裂能力，从而实现裂缝控制目的。同时，应加强施工技术人员的裂缝防控意识，从施工方面减少裂缝的产生。

内容来源：中国商品混凝土网

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