混凝土施工温度裂缝形成及预防措施

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近几年来，混凝土在现代工程建设中占有重要地位，全国各地兴建了大量的混凝土工程，结构形式日益复杂，建筑工程得到迅猛发展。混凝土的裂缝现象却较为普遍，成为施工中常见的“质量通病”，裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，我们在施工中，应充分认识到裂缝的出现对建筑物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，不断提高混凝土浇筑质量，满足建筑结构安全稳定等要求。施工中常见的混凝土裂缝按产生的原因有：外荷载（施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；变形（温度、湿度、不均匀沉降等）引起的裂缝；施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝。

1裂缝产生的原因

混凝土中的裂缝因温度升降所产生的称为温度裂缝，其产生的原因是：

1）内外温差过大使混凝土产生表面裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。混凝土中的水泥水化是伴随发热的化学反应，混凝土在早期硬化过程中水泥水化放出大量水化热，混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发出去，导致混凝土内部温度急剧上升。而混凝土表面面积大，因此散热较快，使得混凝土结构内外出现较大的温差，这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。

2）混凝土硬化后期温度下降，收缩被约束时，产生的表面收缩裂缝。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受基础或老混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

3）构件断面内的温度差异导致混凝土内产生拉应力。

4）大体积混凝土的温度变化升降的影响更大，更容易出现温度裂缝。混凝土属于脆性材料，抗拉强度较低，仅为其抗压强度的1/20～1/10，因此，混凝土只是承受压应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他荷载引起的应力，导致混凝土出现裂缝。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

2影响混凝土温度的因素

构件断面尺寸和形状、水泥品种、骨料种类、外加剂、单位用水量、环境温度及混凝土入模温度等。

3温度应力的形成过程

1）从浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天，这是产生温度应力的早期阶段。这一阶段出现水泥放出大量的水化热及混凝土弹性模量发生急剧变化两种特征。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

2）自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，是产生温度应力的中期阶段。这一阶段温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

3）混凝土完全冷却以后的运转时期，是产生温度应力的晚期阶段。这一阶段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迭加。

4温度的控制和防止裂缝的措施

实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。

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。

3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。控制温度的措施如下：

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，合理采用混凝土后期温度。

2）尽可能选用低热水泥，如：矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等。

3）避开炎热天气浇筑混凝土；必须在热天浇筑时，减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热，也可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。

4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

5）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。

6）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。

7）分层浇筑混凝土，每层厚度不大于30cm，以加快热量散发，并使温度分布均匀，同时也便于振捣密实

8）大体积混凝土浇筑时，内部适当预留一些孔道，采取通风或冷气降温。

9）加强测温，做好记录，发现温升异常及时采取措施。

10）根据降温速度，逐渐撤除保温措施，防止温度突降。

5结语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了初步的探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因有不同的见解，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的。具体施工中还要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

作者：苏琳 单位：甘肃建筑职业技术学院