混凝土的施工溫度和裂痕控制

摘 要：混凝土施工是工程項(xiàng)目建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其施工質(zhì)量直接影響著工程項(xiàng)目建設(shè)的整體效果，從而影響著建筑物的實(shí)際使用功能的有效發(fā)揮。本文基于混凝土內(nèi)部應(yīng)力相關(guān)理論知識(shí)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討混凝土的施工溫度計(jì)裂縫控制措施，以全面提高混凝土施工質(zhì)量，僅供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：工程項(xiàng)目建設(shè)；混凝土；施工；溫度應(yīng)力；裂縫控制

就當(dāng)前工程建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)看，混凝土裂縫問(wèn)題具有一定普遍性，嚴(yán)重困擾著工程建設(shè)的施工人員。在大體積混凝土施工中，加強(qiáng)混凝土的施工溫度和裂痕控制是非常必要的，有助于保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性，提高工程建設(shè)質(zhì)量。此種情況下，加大力度探討混凝土的施工溫度和裂痕控制措施，能夠?yàn)橄嚓P(guān)施工人員提供借鑒。

1 混凝土裂痕的產(chǎn)生原因

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。

混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。

許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但外表濕度可能變化較大或發(fā)作猛烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，外表干縮形變?cè)獾絻?nèi)部混凝土的約束，也常常招致裂痕。在混凝土施工中當(dāng)由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，常常在混凝土內(nèi)部惹起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，有時(shí)溫度應(yīng)力可能會(huì)超越其它外荷載所惹起的應(yīng)力，因而控制溫度應(yīng)力的變化規(guī)律，關(guān)于控制施工過(guò)程中的裂痕開展極為重要。

2 溫度應(yīng)力分析

2.1 依據(jù)溫度應(yīng)力的構(gòu)成過(guò)程可分為以下三個(gè)階段：

2.1.1 早期：自澆筑混凝土開端至水泥放熱根本完畢，普通約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土上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)部構(gòu)成剩余應(yīng)力。

2.1.2 中期：自水泥放熱作用根本完畢時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻劑及外界氣溫變化所惹起，這些應(yīng)力與早期構(gòu)成的剩余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土的彈性模質(zhì)變化不大。

2.1.3 晚期：混凝土完整冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所惹起，這些應(yīng)力與前二種的剩余應(yīng)力相疊加。

2.2 依據(jù)溫度應(yīng)力惹起的緣由可分為兩類

2.2.1 自生應(yīng)力：邊境上沒(méi)有任何約束的構(gòu)造，假如內(nèi)部溫度是非線性散布的，由于構(gòu)造自身相互約束而呈現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，構(gòu)造尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)外表溫度低，內(nèi)部溫度高，在外表呈現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間呈現(xiàn)壓應(yīng)力。

2.2.2 約束應(yīng)力：構(gòu)造的全部或局部邊境遭到外界的約束，不能自在變形惹起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。

3 混凝土施工中溫度及裂痕控制的具體措施

在工程建設(shè)過(guò)程中，為加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量管理與控制，減少溫度應(yīng)力并降低裂痕發(fā)生幾率，應(yīng)當(dāng)從以下幾方面入手控制溫度并改善混凝土的約束條件：

在溫度控制方面，在工程建設(shè)混凝土施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)骨料級(jí)配進(jìn)行科學(xué)化控制，在硬性混凝土中摻加適量混合料，并結(jié)合工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際情況運(yùn)用塑化劑等改善混凝土性能，從而減少水泥用量，以減少水化熱作用，從而對(duì)溫度進(jìn)行合理控制。在對(duì)混凝土進(jìn)行拌合的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)加入適量水以實(shí)現(xiàn)降溫，或者以冷水碎石方式降低混凝土的初始澆筑溫度。若混凝土澆筑施工時(shí)天氣條件較為炎熱，應(yīng)當(dāng)在保證混凝土施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡可能減少澆筑厚度，以實(shí)現(xiàn)散熱目的。施工人員可以在混凝土中埋設(shè)水管，在通水后能夠?qū)炷吝M(jìn)行降溫。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)施工過(guò)程中長(zhǎng)期暴露的混凝土外表或薄壁構(gòu)造進(jìn)行保溫處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土溫度的科學(xué)化控制。

在改善混凝土約束條件方面，施工人員可以采取分縫分塊措施，在規(guī)范施工工藝的基礎(chǔ)上，合理控制高差和基礎(chǔ)根基起伏問(wèn)題，盡可能避免混凝土側(cè)面長(zhǎng)期暴露，從而切實(shí)改善混凝土的約束條件，降低混凝土施工中溫度及裂痕的發(fā)生幾率。除此之外，通過(guò)減少水灰比，摻入抗裂纖維等措施，能夠?qū)炷疗鸬揭粋€(gè)良好的養(yǎng)護(hù)效果，從而有效避免裂痕出現(xiàn)，保證混凝土構(gòu)造的整體性。

在混凝土施工過(guò)程中，對(duì)新澆筑的混凝土進(jìn)行拆模時(shí)，為避免混凝土外表出現(xiàn)早期裂痕，應(yīng)當(dāng)合理控制拆模時(shí)間，最大程度上避免溫度沖擊現(xiàn)象的出現(xiàn)而影響混凝土施工質(zhì)量。相關(guān)工程實(shí)踐表明，在混凝土澆筑施工中，在水泥水化熱的作用下，混凝土外表往往會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，此時(shí)混凝土外表溫度高于氣溫，若在此時(shí)拆除混凝土模板，會(huì)導(dǎo)致混凝土外表溫度驟然下降，在溫度梯度作用下，混凝土外表產(chǎn)生較大的附加拉應(yīng)力，與混凝土干縮相互作用后，導(dǎo)致混凝土裂痕出現(xiàn)。

加筋施工對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響較小，鋼筋的彈性模量是混凝土彈性模量的數(shù)倍以上，當(dāng)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而出現(xiàn)裂痕時(shí)，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)當(dāng)在100-200kg/cm2。由此可知，若期望在混凝土中通過(guò)加筋方式對(duì)細(xì)小裂痕進(jìn)行控制是難以實(shí)現(xiàn)的。但在采取加筋操作后，混凝土結(jié)構(gòu)的裂痕間距減小，寬度與深度也明顯減小。若進(jìn)一步調(diào)整鋼筋的直徑和間距，對(duì)于改善混凝土的抗裂性具有良好的效果。

4 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)策略

混凝土裂痕中大部分為溫度梯度或溫度驟降所形成的外表裂痕，不同原因所導(dǎo)致的混凝土裂痕的深度不同，在混凝土施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)充分做好混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作，以加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量管理與控制。

因此在混凝土實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)積極采取有效措施降低混凝土內(nèi)外溫度差異，并對(duì)混凝土外表梯度進(jìn)行合理控制，盡可能避免外表裂痕的出現(xiàn)。與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)將混凝土的施工期最低溫度控制在混凝土運(yùn)用期穩(wěn)定溫度之上，以避免混凝土在施工過(guò)程中出現(xiàn)超冷情況而影響混凝土施工質(zhì)量。實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)減少新舊混凝土之間的約束，以保證混凝土早期養(yǎng)護(hù)效果，從而降低裂痕出現(xiàn)幾率。

在確?；炷辆邆溥m宜的溫濕度條件的基礎(chǔ)上，減少混凝土所受到的變形侵襲，減少其溫縮裂縫的出現(xiàn)，并采取有效措施對(duì)水泥水化熱作用進(jìn)行合理控制，確?；炷翆?shí)際性能滿足工程項(xiàng)目建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，混凝土的施工溫度與裂痕控制是施工中的重要內(nèi)容，直接關(guān)系著混凝土施工質(zhì)量，從而在一定程度上影響著混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和可靠性，因此混凝土的施工溫度與裂痕控制應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)施工單位的高度重視，以便積極采取有效措施降低裂痕發(fā)生幾率，全面提高工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：王建國(guó)，身份證號(hào)：130721197404174033。