混凝土施工温度与裂缝控制

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混凝土施工在建设工程施工中是一项非常重要的工作，施工人员必须要严格遵守相关施工要求规范进行施工操作，做好混凝土前期的配合比设计与后期的施工工作，保证混凝土施工质量。为了避免混凝土出现温度裂缝问题，施工人员必须了解混凝土出现温度裂缝的原因，并在施工中采取有效的防治措施。本文对混凝土施工中的温度与裂缝控制措施进行了探究，以供同行借鉴。

1混凝土温度裂缝产生的原因

混凝土温度裂缝产生的原因很多，但最主要的原因是因为混凝土由大量的水泥、粗细骨料按照一定比例混合搅拌而成的，在浇筑后的硬化过程中，混凝土会发生水化热反应而释放出大量的热量，因此内部的温度一般要高于外部温度，若不做好养护、保温工作，就会形成内外温差应力，从而导致成型混凝土出现温差裂缝。另外，在混凝土初凝后降温的过程中，由于受到基础外部结构的约束，混凝土的内部会出现拉应力，当拉应力超过混凝土能承受的最大抗拉力后，混凝土表面就会产生裂缝。混凝土的内部湿度变化比较小，其表面湿度变化却比较大，有时还会发生剧烈的变化。若养护及保温不到位，使得混凝土表面时干时湿、内外温差过大，此时混凝土内部受到约束，表面就会发生干缩形变，从而导致裂缝的出现。由于混凝土本身属于一种脆性材料，是由不同的原材料混合而成，因此其水灰比不易控制在稳定程度上，尤其是在浇筑和运输的过程中，混凝土容易出现离析现象。这样一来，混凝土的抗拉强度就会出现不均匀现象，使得混凝土的整体抗拉能力下降，易导致混凝土出现裂缝。在建设施工中，一般要求混凝土结构不能出现拉应力，但是混凝土内外温差的产生却使得温差拉应力不可避免，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2温度应力分析

2.1温度应力的形成过程

温度应力的形成可分为三个阶段，第一个阶段是早期温度应力，是从混凝土浇筑开始到放热结束，共有30天，这一阶段有两大特点，首先是混凝土在水化热反应中释放出了大量的热量，其次是混凝土弹性模量发生了较大的变化，由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。第二个阶段是中期温度应力，是在混凝土放热结束到混凝土冷却的期间，这一时期混凝土区域温度变化不大，混凝土产生的温度应力主要是外界气温变化引起的，与早期残余应力叠加后产生，混凝土弹性模量变化非常小。第三阶段是混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。

2.2温度应力引起的原因可分为两类

2.2.1自生应力。

边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。

2.2.2约束应力。

结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

3温度的控制和防止裂缝的措施

混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。在混凝土浇筑前埋好测温孔，以便砼浇筑后及时测出其内部温度并与空气温度形成对比。为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

3.1混凝土温度控制应遵循以下几点：

3.1.1采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

3.1.2采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管（钢质管或PVC质管），通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，还有常见的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。

3.1.3保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、毛毯、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。

3.1.4混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。

3.1.5炎热天气浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

3.1.6规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

3.1.7施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

3.2改善约束条件的措施

3.2.1合理地分缝分块。

3.2.2避免基础过大起伏。

3.2.3合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

4混凝土的早期养护

混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，在混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。保温应达到下述要求：

4.1防止混凝土内外温度差过大，避免混凝土表面产生裂缝。

4.2防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

4.3防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

5结束语

混凝土施工需要控制好温度应力与温差裂缝，混凝土裂缝是建筑施工中常见的质量问题，为了保证工程施工的质量，施工人员需要严格按照要求进行操作，基于混凝土自身的特性，在施工中应采取措施避免水化热反应引起混凝土内外部出现温差裂缝。在施工的过程中，施工人员还要应用混凝土裂缝的防治措施，降低裂缝出现的可能性。混凝土施工阶段出现裂缝的原因有很多，作为施工单位我们应善于总结经验，做好早期养护与控制工作，从而保证施工的质量与效率，提高建筑工程的安全性。

作者：刘玉晗 单位：安徽省淮南市泉山中国化学工程第三建设有限公司