淺談混凝土構(gòu)件溫度裂縫與控制

姜建華　時(shí)　鵬

摘 要：混凝土廣泛使用于工程建設(shè)中，盡管施工期采取消種施，但裂縫現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生，分析其原因，對(duì)凝土溫度應(yīng)力重視不夠是其中之一，下面對(duì)施工中混凝土裂縫的原因與控制做一下探討。

關(guān)鍵詞：混凝土；溫度；裂縫

1 裂縫產(chǎn)生的原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等，在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要由鋼筋承擔(dān)，混凝土只承受壓應(yīng)力，在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)，在施工中混凝土由最高溫度冷卻到使用期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律尤為重要。

2 溫度應(yīng)力的分析

2.1 溫度應(yīng)力的形成分三個(gè)階段：

早期：自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，約30天，階段特征：水泥放出大量的水化熱，混凝土彈性模量的急劇變化，由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

中期：自水泥放熱結(jié)束起至混凝土冷卻至穩(wěn)定溫度為止，這一時(shí)期的溫度應(yīng)力主要因混凝土的冷卻及外界氣溫變化引起，這些應(yīng)力與前期殘余應(yīng)力疊加，此期混凝土的彈性模量變化不大。

晚期：混凝土完全冷卻后的動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)期，溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所致，這些應(yīng)力與前兩期的應(yīng)力相迭加。

2.2 根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因分為兩類(lèi)：

自生應(yīng)力：邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度呈線性分布，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束出現(xiàn)的溫度應(yīng)力，如橋梁墩身，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，中間產(chǎn)生壓應(yīng)力。

約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力，如護(hù)欄混凝土。

這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。

3 溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施。

3．1 溫度的控制措施：改善骨料級(jí)配，采用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑等措施，以減少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土?xí)r加水不或用水將碎石冷卻以降低混凝土 的澆筑溫度；熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；冬季對(duì)施工中暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)采取保溫措施。

3.2 改善約束條件的措施：合理地分縫分塊；避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏；合理按排施工工序，避免過(guò)大的溫差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫很重要，施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫為主。

在混凝土的施工中，當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。在混凝土澆筑初期，在拆模后及時(shí)在表面覆蓋輕型保溫材料，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力顯著效果。

加筋對(duì)大體積混凝土的溫度影力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的配筋率低，對(duì)一般的鋼筋混凝土有影響。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般變得數(shù)目多，間距小，寬度和深度較小，如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對(duì)提高混凝土抗裂性較好。

正確使用外加劑也是減少裂縫的措施之一。例如使用減水防裂劑。許多外加劑都有緩凝，增加和易性，改善塑性的功能，在工程實(shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)和研究，比單純地靠改善外部條件會(huì)更加簡(jiǎn)捷，經(jīng)濟(jì)。

4 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)

實(shí)踐證明，混凝土常見(jiàn)的裂縫大多是不同深度的表面裂縫，其主要成因是溫度梯度而致，寒冷地區(qū)的溫度驟降也易形成裂縫。因此混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫十分重要。

從溫度應(yīng)力考慮，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫；防止混凝土超冷，應(yīng)設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度；防止舊混凝土過(guò)冷，以減少與新混凝土間的約束。

適宜的溫濕度是相互關(guān)聯(lián)的，混凝土的保溫措施也有保濕的效果，從理論上而言，新澆混凝土中所含水分完全可以滿(mǎn)足水泥水化的要求。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)重視起來(lái)。

以上對(duì)混凝土施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行的初步探討，在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也比較好，具體施工中我們要多觀察，多分析，多總結(jié)，混凝土的裂縫問(wèn)題最終還是可以解決的。