淺談混凝土施工中的溫度及裂縫控制

趙心睿

【摘要】混凝土施工過程中一定要控制好施工溫度，并要注意混凝土裂縫的防治，還要注意混凝土的早期養(yǎng)護工作，只有這樣才能保證建筑的施工質量。

【關鍵詞】混凝土施工；溫度控制；裂縫控制；早期養(yǎng)護

一、引言

混凝工作為重要的施工原材料之一，在工程施工中應用相當普遍，為確保工程質量，混凝土的質量控制尤為重要。混凝土裂縫成為所有混凝土施工中普遍存在的質量問題，不僅會導致工程結構主體發(fā)生滲漏、變形，破壞工程性能及質量，同時也會使整個工程功能受到影響，給國家、社會及人民財產(chǎn)安全造成巨大的經(jīng)濟損失。

二、產(chǎn)生裂縫的原因

在對工程項目進行建設的過程當中，其中的混凝土在硬化的環(huán)節(jié)當中，水泥在進行硬化之前，一直都會放出非常多的水化熱，這就會致使混凝土的內部溫度不斷的升高，并且在表面會形成一定程度的拉應力。在對混凝土進行降溫的過程當中，因為受到冷卻的混凝土所產(chǎn)生的制約，就會在混凝土的內部當中產(chǎn)生一定的拉應力，但是，隨著混凝土溫度不斷的降低，實際的拉應力就會不斷的提升，如果拉應力大于混凝土抗裂能力的情況下，那么混凝土的表面就會出現(xiàn)裂縫的問題。但是，如果混凝土的內部濕度變化較小的話，那么表面的濕度又有很大的可能產(chǎn)生非常大的改變，所以，這也是形成裂縫的主要原因。

混凝土材料自身有非常大的脆性特點，而實際的抗拉強度還有抗壓的強度為1：10的比例，所以，在對施工原材料進行運輸?shù)倪^程當中還有進行澆筑的過程當中就會產(chǎn)生離析的問題，還有的原材料沒有均勻的進行配置從而致使有很大的不穩(wěn)定，所以就有很大的可能會致使混凝土產(chǎn)生裂縫的問題。而出現(xiàn)混凝土裂縫的主要措施就是，一定要在進行施工的過程當中不斷的加強重視的程度，并且相關的工作人員一定要對溫度應力的變化，準確的有效的進行掌控，施工的合理以及結構設計的有效性對工程建設的工作起到非常關鍵的作用。

三、溫度應力的分析

（一）根據(jù)溫度應力的形成過程可分為以下三個階段

（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30d。這個階段的兩個特征：①水泥放出大量的水化熱；②混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

（二）根據(jù)溫度應力引起的原因可分為兩類

（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如，橋梁墩身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應力，在中間出現(xiàn)壓應力。

（2）約束應力：結構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力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。

這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所弓l起的應力共同作用。

要想根據(jù)已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗或數(shù)值計算。

四、溫度的控制和防止裂縫的措施

（一）控制溫度的措施。a.采用改善骨料級配，用于硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；b.拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；c一熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；d.在混凝土中埋設水管，通人冷水降溫；e.規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；f.施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

（二）改善約束條件的措施。加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小，因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下，鋼的各項性能是穩(wěn)定的，而與應力狀態(tài)、時間及溫度無關。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15倍，當內混凝土應力達到抗拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超過100-200kg/cm2因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時，對提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y構的表面常常會發(fā)生細而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。

為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，筆者在實踐中總結出其主要作用為：a.混凝土中存在大量毛細孔道，水蒸發(fā)后毛細管中產(chǎn)生毛細管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。b.水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。c.水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。d.減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。e.提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂性能。f.混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。g.摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。h.摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。i.摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經(jīng)濟。

五、結語

混凝土施工技術是確保水利工程施工質量的關鍵，在施工期間應加強對混凝土溫度的控制，采取有效預防措施，避免混凝土產(chǎn)生裂縫，以提高工程質量，確保工程正常運行。

參考文獻：

[1]段文祥.探究混凝土施工中的裂縫控制策略[J].山西建筑，2017（26）.

[2]鄔曉光，俞向東.橋梁施工技術[M].西北工業(yè)大學出版社.