淺談混凝土溫度裂縫成因及控制措施

【摘要】近年來(lái)，我國(guó)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛。其中混凝土溫度裂縫是影響結(jié)構(gòu)整體性和耐久性常見(jiàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)就混凝土溫度裂縫的成因及控制措施分析介紹。

【關(guān)鍵詞】混凝土；成因；溫度裂縫；控制措施

混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是建設(shè)工程常見(jiàn)現(xiàn)象，實(shí)踐證明混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是難以避免的，這是材料本身所具有的特性，相關(guān)規(guī)范要求要控制其有害程度?；炷两Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因較復(fù)雜，有材料、溫度變化原因，也有設(shè)計(jì)、施工、使用等方面原因，所以，正確地對(duì)待混凝土裂縫是建立在對(duì)裂縫進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)的措施，控制混凝土的裂縫。本文僅就混凝土溫度裂縫成因及控制措施進(jìn)行分析。

1.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的分類(lèi)

1.1按裂縫的成因分類(lèi)

按混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可分為結(jié)構(gòu)性、非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類(lèi)。

結(jié)構(gòu)性裂縫是由于承載力不足，荷載過(guò)大引起的，其裂縫形式多樣。

非結(jié)構(gòu)性裂縫由各種各樣的變形引起的，實(shí)踐證明，非結(jié)構(gòu)性裂縫占混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的80%，形成原因復(fù)雜。常見(jiàn)的非結(jié)構(gòu)性裂縫有溫度裂縫、沉降裂縫、收縮裂縫。

溫度裂縫在北方建筑物中較常見(jiàn)，溫度變化引起混凝土發(fā)生熱脹冷縮，氣溫變化過(guò)大，會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。

1.2按裂縫產(chǎn)生的時(shí)間分類(lèi)

根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的時(shí)間劃分，可將裂縫分為施工期間出現(xiàn)的裂縫和使用期間出現(xiàn)的裂縫。

溫度裂縫多發(fā)生在混凝土澆注后的硬化過(guò)程中，裂縫寬度受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)。

2.混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

如前所述，混凝土裂縫的形式多樣，產(chǎn)生原因復(fù)雜，而非結(jié)構(gòu)性裂縫約占混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的80%左右，是混凝土結(jié)構(gòu)中的主要裂縫和常見(jiàn)裂縫，因此，本節(jié)將對(duì)非結(jié)構(gòu)性裂縫中的溫度裂縫成因進(jìn)行分析。

溫度裂縫的產(chǎn)生原因

季節(jié)氣溫或內(nèi)外溫差變化過(guò)大是溫度裂縫產(chǎn)生的主要成因。溫度裂縫形態(tài)多樣，裂縫表面走向無(wú)規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu)溫度裂縫?？v橫交錯(cuò)。表面溫度裂縫常常發(fā)生在施工期間，溫度變化大小對(duì)縫寬影響較明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)。

溫差變化較大是表面溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因。此類(lèi)裂縫在大體積混凝土中較為多見(jiàn)，其產(chǎn)生過(guò)程是硬化過(guò)程中，釋放出大量水化熱，大體積混凝土內(nèi)部溫度不斷升高，使內(nèi)外溫差變大，當(dāng)產(chǎn)生非均勻降溫時(shí)，將造成混凝土表面急劇的溫度變化，隨之產(chǎn)生較大的降溫收縮。從力學(xué)角度來(lái)分析，這時(shí)內(nèi)部混凝土對(duì)表面混凝土形成了約束，產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力，由于混凝土早期抗拉強(qiáng)度很低，內(nèi)部拉應(yīng)力大于表面混凝土抗拉強(qiáng)度，所以出現(xiàn)裂縫。

3.混凝土裂縫的預(yù)防措施及處理技術(shù)

由于裂縫的產(chǎn)生是由材料的特性導(dǎo)致的，在混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在且危害較大，所以，要對(duì)混凝土裂縫正確認(rèn)識(shí)，并在施工中有針對(duì)性地實(shí)施各種有效的預(yù)防措施。

下面詳細(xì)闡述混凝土結(jié)構(gòu)中溫度裂縫的預(yù)防措施。

3.1一般結(jié)構(gòu)預(yù)防措施

3.1.1在混凝土中摻減水劑，降低水灰比；砂、石含泥量控制在規(guī)定范圍內(nèi)；科學(xué)選擇原材料（如石子等），合理設(shè)置配合比；按規(guī)范施工，分層澆筑，振搗到位，以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

3.1.2在對(duì)待蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，要將升溫速度控制在15度/H以下；降溫速度控制在10度/H以下，避免急冷急熱，造成溫度應(yīng)力過(guò)大。

3.1.3加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)和保溫，將結(jié)構(gòu)與外界溫度梯度控制在25度/H以?xún)?nèi)。對(duì)澆筑后混凝土表面邊噴水邊監(jiān)測(cè)，夏季氣溫高宜延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，以提高抗裂能力。冬季氣溫高宜延長(zhǎng)保溫和脫模時(shí)間，使降溫緩慢，以防溫度突然變化，溫差過(guò)大引起裂縫。基礎(chǔ)部分最好早回填，做好保濕保溫工作，減少溫度收縮裂縫。

3.1.4面對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱部位及空洞四角、多孔板板面，宜采用設(shè)細(xì)溫度筋的方法，實(shí)行均勻分布，以提高極限拉伸值。

3.1.5在處理細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，宜一段一段地澆筑，澆筑到一定長(zhǎng)度時(shí)要設(shè)施工縫和后澆縫，來(lái)減少約束應(yīng)力。

3.2混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理技術(shù)

裂縫不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力，因此在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)裂縫的性質(zhì)和實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待，及時(shí)處理，以保證建筑物的安全。

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的修補(bǔ)措施主要有以下幾種方法：表面封閉法，灌漿、嵌縫封堵法，結(jié)構(gòu)加固法，置換法等等。

4.實(shí)例分析

混凝土裂縫出現(xiàn)的原因復(fù)雜多樣，不能一概而，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行分析。

在吉林省四平市某一工程，混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，整體工程混凝土量大，墻體出現(xiàn)豎向?qū)ΨQ(chēng)裂縫。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)其原因是在于施工階段就已出現(xiàn)了初始裂縫，未引起施工單位的重視，后來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)展了。進(jìn)入供暖季后，室內(nèi)溫度升高，混凝土樓板溫度隨之升高，樓板被四周混凝土墻體所制約，造成墻體受拉應(yīng)力，在墻體的初始裂縫處形成集中應(yīng)力，使裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，經(jīng)分析驗(yàn)證可知，該裂縫既不會(huì)危及結(jié)構(gòu)安全，也不會(huì)影響使用功能，但地板采暖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究，以控制裂縫的出現(xiàn)。

5.結(jié)論

溫度裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，它的發(fā)生既能降低建筑物的抗?jié)B能力，又影響建筑物的使用能力，而且還會(huì)造成鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，所以要對(duì)混凝土溫度裂縫正確認(rèn)識(shí)，選擇合適的方法，有針對(duì)性地進(jìn)行處理，并在施工中使用各種有效的預(yù)防手段來(lái)預(yù)防溫度裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全。

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