冬期混凝土施工裂縫控制技術探討

侯　杰

摘要：混凝土進入冬期施工，受氣溫影響，屬于裂縫多發(fā)期。本文通過分析與探討混凝土冬期施工裂縫產(chǎn)生的特性及原因，提出了相應的控制措施。

關鍵詞：混凝土 冬期施工 裂縫控制

0 引言

冬期是混凝土工程質(zhì)量事故的多發(fā)季節(jié)，而且有明顯的滯后性，即冬期澆筑的混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題時，多在春融或后期呈現(xiàn)。由于事故發(fā)現(xiàn)較晚，所以處理難度較大。冬期混凝土施工關鍵是控制混凝土的裂縫。裂縫危害性很大，這些裂縫破壞了結(jié)構(gòu)的整體性，改變了設計安排的應力分布圖形及混凝土的受力條件，從而有使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能，即使是一般的表面裂縫對混凝土的耐久性也是有損害的，出現(xiàn)裂縫的結(jié)構(gòu)溫度應力迭加，對整體結(jié)構(gòu)的應力狀態(tài)，在運行階段具有不可忽視的影響，所以控制裂縫的產(chǎn)生，對于冬期混凝土施工具有深遠影響。

1 混凝土冬期裂縫出現(xiàn)時期

1.1 初期階段裂縫 初期是混凝土澆筑成型后的升溫期，由于水化作用，成型后2——3d結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度迅速提高，形成內(nèi)熱外冷，表面限制內(nèi)部的熱膨脹產(chǎn)生約束拉力，若此時拉力超過混凝土的實際抗拉強度時便出現(xiàn)裂縫。在較大體積混凝土施工時（最小邊長大于1000mm的混凝土），多采用控制內(nèi)外的溫差來預防。內(nèi)外溫差是大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導致內(nèi)部溫度急劇上升而砼表面散熱較快。按照實際體積、結(jié)構(gòu)材料及當時環(huán)境溫度，溫差控制不超過25度為宜。

1.2 中期階段裂縫 中期是水化熱降溫期。當溫度升到最高逐漸下降至常溫時，結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度趨于一致。由于降溫內(nèi)部收縮率大，外部又給較大力的限制，當超過這種限制時便產(chǎn)生裂縫。另外，此時還會因干縮而出現(xiàn)局部開裂，干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結(jié)果混凝土受外部條件的影響表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部溫度變化較小，較大的表面干縮變形受到內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫，相對溫度越低，水泥漿體干縮越大干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫寬度多在0.005——0.2mm之間。

1.3 后期階段裂縫 后期結(jié)構(gòu)體的熱脹降溫已趨于平衡，只會受到環(huán)境氣溫的變化產(chǎn)生微小變化，如有些部位受熱源烘烤、露天結(jié)構(gòu)的寒風襲擊、日曬引起的裂縫。從實地調(diào)查資料分析，很多大體積的設備基礎、平臺的混凝土表面裂縫比率在90%左右，縫寬多數(shù)不大于0.2mm。裂縫多呈垂直方向，少量為水平向。水平裂縫多出現(xiàn)在施工縫位置，結(jié)構(gòu)體截面窄長時會貫穿開裂。

2 冬期施工混凝土的裂縫控制

2.1 控制結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差 當混凝土澆成后的2——3d，由于水化熱使溫度上升，形成外冷內(nèi)熱，出現(xiàn)自然約束力，如拉應力大于自身強度時則出現(xiàn)裂縫。為此，當澆筑大體積混凝土時，外部要采取保溫措施，嚴格控制內(nèi)外存在的溫差大于25度。

2.2 合理安排澆筑工序 當一次澆筑較大時必須考慮施工程序。如采用薄層澆筑的密實度有保證，也不會降低溫差，對強度有利。為此如采取分層澆筑時每層的厚度不超過400mm，裂縫將會減少。若分層大，間隙施工接茬要認真處理。一次澆筑整體性好、無接茬，但下部振搗和內(nèi)部高溫需采用保證措施。

2.3 延長拆摸時間 為保證質(zhì)量和外觀不損傷，冬期施工不應考慮模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)，時間越長會越有利?；炷猎?0d以后收縮量就很少了。在設備基礎的預留空洞處，可利用預制件作為洞的壁，使該部分在早期就具有較高強度，也可作為大體積的降溫孔以降低中間高溫，對控制表面裂縫有較好的效果。

2.4 保證原材料的質(zhì)量 原材料對保證質(zhì)量的作用非常關鍵，砂、石骨料、水泥的規(guī)格、級配、強度等級是否檢驗合格及正確選用對改善和易性、可塑性、減少開裂是重要的。

2.5 應提高一級強度等級 選擇適當?shù)耐饧觿┡浜鲜褂?，既可使混凝土在低溫下水化，又可提前達到臨界強度。當澆筑大型設備基礎時，要考慮安裝在較晚的時間進行，所以利用后期強度，這樣在不降低水泥用量的情況下相反卻提高了強度，更減少了收縮，對抗裂性有利。

2.6 控制用水量 通常情況下混凝土的收縮量與水灰比成正比，冬期施工必須將水灰比控制在0.5以下，坦落度不小于20mm，選用高強度等級水泥，將減少收縮裂縫。

2.7 加密布置筋 在結(jié)構(gòu)上層加密布置筋對減少開裂的數(shù)量、長度和深度效果最明顯。作為設計部門應為施工結(jié)構(gòu)考慮，將大直徑改為小直徑、小間距，采用直徑8-14mm鋼筋和100-150mm間距是比較合理的。采截面的配筋率不小于0.3％，應在0.3％-0.5％之間。同時在結(jié)構(gòu)的截面變化處及其較薄弱斷面適當增加構(gòu)造網(wǎng)片來減少開裂。

2.8 加強保溫 冬期施工的保溫重要性人皆共知，其方法措施較多。①保溫養(yǎng)護措施，應使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足溫控指標的要求。②保溫養(yǎng)護的持續(xù)時間應根據(jù)溫度應力（包括混凝土收縮產(chǎn)生的應力）加以控制確定。但不得少于15天，保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行。③在保溫養(yǎng)護的過程中應保持混凝土表面的濕潤。保溫養(yǎng)護是大體積混凝土施工的關鍵環(huán)節(jié)，其主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值，以降低混凝土塊體的自身約束力，其次降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受外約束應力，達到防止或控制溫度裂縫的效果。

3 結(jié)論

冬期混凝土施工裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不但會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕混凝土的炭化，降低物質(zhì)的耐久性，影響建筑的承載能力。因此要對混凝土裂縫進行認真研究，區(qū)別對待。采用合理方法控制，并在施工中采取各種有效的預防措施，預防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物的構(gòu)件安全穩(wěn)定工作。