混凝土施工溫度的控制及裂縫的防治措施

楊家榮

(山西運城路橋有限責任公司，山西運城 044000)

混凝土已經(jīng)滲透到我們生活工程使用的方方面面。由于混凝土的特殊性，且和環(huán)境的熱交換比較復雜和冗長，因此內(nèi)部的結(jié)構(gòu)格外不均勻。這種情況嚴重的時候會導致混凝土的開裂狀況，這樣就會使得危險潛伏，有著非常不良的負面影響。對此本文展開了研究。

1 混凝土的溫度裂縫及其危害

混凝土在路面的建設中總是會出現(xiàn)各種問題，裂縫問題更是難以避免的。現(xiàn)在很多的實踐經(jīng)驗都表明了裂縫確實是難以避免的情況，我們需要多加注意。要將裂縫的程度控制在相關的范圍之內(nèi)，不要形成過分的危害。裂縫也可以分為兩種，有微觀和宏觀之分，在沒有受到任何外力影響的情況下存在的肉眼不容易看見的裂縫稱之為微觀裂縫。但是由于在實際作用下產(chǎn)生的裂縫，受到外力的作用而產(chǎn)生，這就是宏觀裂縫。微觀的裂縫還包括著三種，有的是水泥粘合面上的裂縫，這就是粘合裂縫了;另一種就是水泥石等自身就存在裂縫;還有一種是骨料上面存在的裂縫。這些裂縫的分布都是極其不均勻的，并且能見情況不好。宏觀裂縫大多都是由外來的力量作用之后才產(chǎn)生的。這除了外來的作用力以外也有著其他的可能，比如溫度和收縮方面的因素造成的，也可能會有來自溫度、收縮等各方面的原因?qū)е伦冃巍Ｔ诨炷恋臐补喑跗冢喈a(chǎn)生的熱量會非常大。因此，溫度大是很多混凝土都存在的問題，這樣將會導致混凝土出現(xiàn)裂縫的情況。這樣的情況經(jīng)常發(fā)生，這也是導致裂縫的最關鍵的原因。因此高溫將會給混凝土帶來許多問題。

1.1 導致路面變形

水泥混凝土路面板的延長和收縮變形是由于路面整體遭受溫度的不斷升高和降低，也就是通常所說的“熱脹冷縮”。溫度應力是指路面板變形受限時而出現(xiàn)的應力;路面板的溫度變形不一致是因為其遭受的溫度不均勻?qū)е碌模瑥亩a(chǎn)生翹曲變形，其受限時出現(xiàn)的應力就是翹曲應力。

1.2 影響建筑物的穩(wěn)定安全

路面剛度的降低是由于受各種裂縫的影響，特別是在基礎部分方面，有很大可能會導致建筑物的穩(wěn)定安全受到影響。

1.3 降低結(jié)構(gòu)的承載能力

混凝土對于高溫的適應能力并不高。因此需要混凝土能夠有著更多的適應能力，對于路面的穩(wěn)定有著不容忽視的作用。因為一旦形成裂縫，長期下去就會存在安全隱患。設計的分布狀態(tài)也會因此改變。能夠使局部或者整體結(jié)構(gòu)發(fā)生相應的改變。我們必須要注意底結(jié)構(gòu)的承載能力，保證安全。

1.4 影響混凝土的耐久性

在裂縫出現(xiàn)之后，往往會影響混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得其他的輔助建材的強度降低，影響整體的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)。這樣，混凝土的耐用性就會大大降低。不論是對于結(jié)構(gòu)的使用壽命還是長期的耐用程度都有著很不利的影響。所以，要在施工過程中進行溫度的控制，采取溫度的適當改變和計量，減少裂縫產(chǎn)生，這樣能夠保證工程質(zhì)量的安全和安穩(wěn)，為長遠考慮。

2 混凝土的溫度裂縫形成

2.1 混凝土溫度裂縫相關狀況

在過去，對于大體積的混凝土形成的概念很多人都沒有專業(yè)的認識。所以要想辦法防止混凝土開裂的情況，就要采取相應的溫度控制。在混凝土樓板、橋梁、水工建筑物工程中裂縫幾乎無所不在，盡管我們在施工中采取各種措施，小心謹慎，但裂縫仍然經(jīng)常出現(xiàn)。如果不采取補救措施，會帶來很多的麻煩，并且對工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2.2 溫度引起混凝土裂縫的原因

混凝土中水灰的比例變化是產(chǎn)生裂縫的重要原因，基本上是水和水泥計量的變化對混凝土的強度影響的增加。所以影響混凝土的強度的直接因素就是水、水泥、外加劑溶液的計量的偏差。混凝土的配制采用含泥量大的粉砂，會使其收縮變大，抗拉強度降低，因此容易造成裂縫。泵送為了對其條件進行滿足，使其坍落度增大，由此流動性增大，這樣表面就容易產(chǎn)生裂縫。溫度應力和溫度控制在大體積的混凝土中有著重要的作用。主要是因為，一方面混凝土因為其經(jīng)常發(fā)生溫度裂縫，而造成其結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性受到影響;另一方面，在運行過程中，結(jié)構(gòu)的應力狀態(tài)因為不斷變化的溫度而產(chǎn)生不可忽視的影響。我們現(xiàn)在主要遇到的是施工中的溫度裂縫。混凝土在硬化的過程中，其水泥會產(chǎn)生大量的水化熱，由此升高了內(nèi)部溫度，在表面產(chǎn)生拉應力。之后，在降溫的時候，因為基礎和老混凝土對混凝土產(chǎn)生了限制，這時候內(nèi)部又會產(chǎn)生拉應力。溫度的降低也會使得混凝土表面產(chǎn)生很大的拉應力。當混凝土的抗裂能力低于這些拉應力的時候，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導致裂縫。

3 大體積混凝土溫度裂縫的控制措施

前面我們討論了很多關于混凝土裂縫的問題，包括裂縫的現(xiàn)狀以及各種出現(xiàn)的原因。筆者認為，根據(jù)原因來采取一定的控制是完全可能的。所以很多的工程之中都能夠給予混凝土一定的散熱時間。有的是幾天，有的是幾個月。混凝土由于溫度的變化，拉應力增長速度是比較緩慢的。但是混凝土在硬化方面是比較容易的。

3.1 設計控制措施

1)盡可能選用強度等級低的混凝土。將后期的強度充分利用整合，采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加減水劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。出現(xiàn)C40～C50等高強混凝土，設計強度過高，使用水泥的量是非常大的，而且建設工期十分冗長緩慢。混凝土的早齡期，荷載遠未達到設計荷載值，可以利用混凝土的60 d或90 d后期強度，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高。

2)進行結(jié)構(gòu)的溫度應力分析和設計。應該在設計的時候充分考慮各方面的協(xié)調(diào)作用，比如溫度應力的分析情況。將溫差最大的位置確定下來，對溫度應力和收縮力進行驗算，這也是充分的證據(jù)，能夠作為參考的理論，同時為合理進行分塊分層澆筑混凝土提供指導。

3)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和分縫分塊。裂縫很多時候也和結(jié)構(gòu)形式方面有著千絲萬縷的聯(lián)系。大體積混凝土的設計階段應充分考慮這種情況所帶來的影響，尤其是寒冷天氣應少用薄壁結(jié)構(gòu)，因為薄壁結(jié)構(gòu)很敏感，溫度變化會影響到它的正常穩(wěn)定。

3.2 施工控制措施

再配合比例上要適度，能夠?qū)⒉煌牟牧献顑?yōu)化配置，強度上面則根據(jù)原材料、優(yōu)化混凝土配合來決定。絕熱溫升較小、抗拉強度較大、極限拉伸變形能力較大、線膨脹系數(shù)較小這些都是混凝土的特征，需要合理分配。

4 混凝土施工溫度的控制措施

受溫度應力的影響，水泥混凝土路面將會產(chǎn)生裂縫或斷板，主要原因有兩方面:1)在切縫前，混凝土路面內(nèi)因溫度的影響產(chǎn)生的收縮應力遠遠大于其抗拉強度，造成路面發(fā)生斷裂。即使能夠?qū)η锌p時間進行準確地預測，并及時地進行切縫，從而對斷板的現(xiàn)象進行控制，但是對因溫度應力產(chǎn)生的裂縫卻不能避免。2)混凝土板因為自然環(huán)境溫度有著較大的變化使其產(chǎn)生較大的溫度梯度，進而出現(xiàn)過大的溫度翹曲應力使得路面出現(xiàn)裂縫。

4.1 對混凝土材料進行溫度控制

為了避免太陽的曝曬雨水的淋灑，需要采用雨棚遮擋粗細集料，使其表面溫度得到降低，控制細骨料穩(wěn)定的含水率。嚴格控制水泥進場溫度，控制在60℃以內(nèi)。采用加冰措施，降低拌合用水的溫度，以求降低混凝土拌合溫度、入模攤鋪溫度。通過加冰塊等措施來控制混凝土的出料溫度，能減少混凝土裂縫的發(fā)生。

4.2 改善養(yǎng)護措施

水泥混凝土路面板板體溫度隨氣候環(huán)境變化的原因，主要是路面表面的吸熱和散熱作用。對此，也可采用相應的措施，使其吸熱、散熱的速度降低，從而對混凝土路面溫度的變化幅度進行控制，最后達到降低溫度應力的目的。

4.3 早期強度的形成

春秋季節(jié)的時候，混凝土路面板產(chǎn)生斷裂的情況則比較多，主要是由于這兩季有著較大的溫度變化幅度。這期間，混凝土結(jié)硬的速度則比較緩慢，在初期將要形成強度的時候，往往會遭受較多的最大降溫，由此很容易出現(xiàn)斷板。所以，在施工的時候，需要按照抹面、拉毛的施工時間，通過早強型減水劑的使用，使混凝土路面板提高其早期的強度。

5 結(jié)語

本文通過研究溫度裂縫和混凝土之間的關系，并提出了相關的措施和結(jié)論，希望能對實際工作產(chǎn)生幫助。從混凝土基礎內(nèi)外溫度變化幅度，可以看出所有溫度變化都有著一致的走向，所以要不斷進行維護才能夠改善降低溫差。因此要選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和分縫分塊。路橋混凝土施工中允許設置水平施工縫，水平施工縫的設置應根據(jù)混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求、混凝土澆筑能力和方便結(jié)構(gòu)鋼筋的綁扎等因素確定。

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