溫差對土建工程混凝土的危害及其控制措施

朱紅超張旭陽

（1.遼寧省建設科學研究院，遼寧 沈陽 110005 ； 2.云南芒市西南水泥有限公司，云南 德宏州 678412 ）

溫差對土建工程混凝土的危害及其控制措施

朱紅超1張旭陽2

（1.遼寧省建設科學研究院，遼寧 沈陽 110005 ； 2.云南芒市西南水泥有限公司，云南 德宏州 678412 ）

目前，眾多的建筑物坍塌事件造成的事故觸目驚心，經業內專家分析梳理其中因溫差裂縫對土建工程混凝土造成的危害占比也很大。可見，混凝土結構的整體性對其可靠度和耐久性等方面也都起著決定性的作用。故而，需從施工過程嚴格控制溫差，并采取一些技術養護措施。

溫差 大體積混凝土 降溫梯度

1 產生原因

眾所周知，混凝土是熱的不良導體，其導熱系數偏低。同時，混凝土在凝結硬化過程中要發生放熱反應即水化熱反應。這樣，隨著熱量的大量積聚，就可能導致混凝土產生溫度裂縫。而且，隨著國民經濟的快速發展，大體積的混凝土將被廣泛的應用在高層建筑物基礎、大型設備基礎及壩體結構的澆注上。而大體積混凝土具有“體積大，拉升變形小”的特點，就更容易發生混凝土開裂現象。

因此，混凝土的結構安全、可靠度和耐久性在很大程度上就取決于對施工溫差的控制。具體溫差產生的原因主要有以下幾點：

1）內部溫差：水化熱反應導致的混凝土內外溫差；

2）外界溫差：日照、晝夜環境溫差和季節產生的溫差。

但無論是哪種原因導致的溫差，如果不加以控制都會對混凝土產生溫度裂縫，從而影響混凝土的結構安全和使用壽命。

2 形成過程

1）水泥水化熱引起的內部溫升及溫度應力產生的裂縫。水泥在水化過程會產生熱量，尤其是大體積混凝土內部的熱量就會在水化過程中聚積，溫度升高。熱量的釋放程度與水泥的品種和配比有關。一般混凝土的溫升時間會持續3～5天。由于混凝土的熱導系數偏低，聚積的熱量隨著混凝土的凝結硬化，熱量也在逐漸散失。因此，在降溫過程中產生的體積收縮與混凝土的彈性量、抗拉強度之間的抗衡應力越來越強，從而產生溫度應力裂縫。

2）環境溫度急劇變化對混凝土產生的溫度裂縫。在不同的季節施工時，當澆注混凝土的溫度與外界氣溫的變化相差較大時，就會產生混凝土內部與外界的溫度差異梯度，從而使混凝土產生裂縫。

3）混凝土失水收縮引起的變形影響，產生裂縫。

混凝土在攪拌混合時，水、水泥、砂石的配比也會對混凝土的裂縫產生影響。尤其是在水分的散失過程中，混凝土塊會發生干燥收縮，導致變形開裂。因此，不僅僅是大體積混凝土，所有的混凝土在施工過程中都要進行“養護”。

通常情況下，混凝土面積越大，在溫度變化和混凝土收縮時，混凝土的強度與載荷作用的抵抗力就越大，越容易產生裂縫。因為，結構截面越大，水泥的用量就越多，水化熱產生的溫升就越高，散熱也就越慢。隨著溫度的逐漸散失，熱脹冷縮產生的表面應力超過混凝土的極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生裂縫。具體混凝土的溫度裂縫原因總多，疊加產生。現場施工實拍圖如下所示：

3 主要危害

無論是哪種裂縫，都會導致表層混凝土逐漸剝落，裂縫深入，破壞混凝土結構的整體性和耐久度。同時，由于裂縫的產生會導致混凝土內部鋼筋氧化、銹蝕。更加嚴重的會導致混凝土坍塌。因此，對溫差裂縫必須在施工時同步控制，采取必要的技術措施進行預防。

4 控制措施

根據混凝土施工規范的有關技術標準要求，在混凝土施工中必須同時還要保證混凝土養護中溫差不超過△T25℃，這樣可以根據測量結果及時調整養護技術措施。具體降溫梯度控制應遵循以下原則：

1）控制混凝土內部中心溫度與表面溫度的差值，以及混凝土表面溫度與外界環境溫度之間的差值應小于25℃，對于大體積混凝土應控制不超過20℃為宜。

2）混凝土拆模子的時間應綜合考慮當地環境溫度，必須有利于混凝土強度的正常增長，控制好收縮當量。

3）混凝土澆筑完畢后應及早采取養護技術措施，如灑水、表面覆膜等。控制好養護時間，一般不少于7天，炎熱的夏季特殊情況應不少于28天。

具體溫度控制的技術措施有三大方面：一是從水泥、摻合料等混凝土的原料開始控制。盡可能使用水化熱較低的水泥，一般工程中要求水泥的鋁酸三鈣含量不大于8.0%，特殊工程要求小于6.0%；同時，在滿足混凝土強度需求的條件下盡可能的減少水泥的用量，如使用一定比例的細粉煤灰摻合料替代水泥，這樣可以在保證砼強度的基礎上改善其和易性和可泵性；并要嚴格控制入攪拌機物料的溫度、如水泥溫度不得大于40℃；嚴格控制混凝土入模子的溫度，原則上不得大于30℃，必要時需要進行摻和冰渣降溫處理或使用冷卻水降溫。二是在混凝土中預埋設循環冷卻水管，強制物理降溫。冷卻水進水溫度在夏季要求不得大于20℃，若果條件允許最好控制在15℃左右。冷卻水的流量控制在15L/min,水流方向每天改變一次，確保降溫均勻。三是要確保養護到位，每天都要對混凝土進行水浴養護，最后還要定點、定時對混凝土進行測溫監測，以根據實際溫度情況進行養護降溫。

5 結論

總之，溫差裂縫對混凝土的危害極大，應當高度重視并嚴格控制。混凝土溫差控制在現代化的建筑工程中已經成為混凝土施工質量控制的重要環節之一，不容忽視。

TU75

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1007-6344（2015）04-0112-01