探討建筑工程混凝土施工中的溫度與裂縫控制

摘要：混凝土在當(dāng)今工程建設(shè)中占據(jù)重要地位，是任何一類工程施工中都不可或缺的基礎(chǔ)材料。在今天，混凝土在建筑中的應(yīng)用越來越普及的同時(shí)，混凝土施工裂縫問題越來越普遍。雖然目前我們?cè)诠こ淌┕ぶ胁扇×烁鞣N措施和方法，慎之又慎的進(jìn)行施工，但是裂縫問題還是時(shí)有發(fā)生，因此這里我們有必要對(duì)建筑工程混凝土施工中的溫度與裂縫控制要點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：建筑工程;混凝土;溫度應(yīng)力;裂縫;施工

近年來，隨著人們對(duì)建筑施工質(zhì)量要求的提高，施工裂縫問題的解決方法越來越受到人們重視。裂縫是混凝土工程中一個(gè)普遍而又熱門的話題，它在任何一類工程施工中都會(huì)出現(xiàn)，可謂是最為普遍的工程質(zhì)量問題。盡管目前的工程施工中我們已經(jīng)采用了各種方法來進(jìn)行裂縫控制，但效果一直不是十分理想。尤其是在大體積混凝土施工中，工程施工溫度應(yīng)力控制難度大，給工程裂縫的控制帶來了更大的不利影響。就過去混凝土工程的使用情況進(jìn)行分析，在眾多混凝土裂縫當(dāng)中以溫度裂縫問題最為嚴(yán)重，這主要是因?yàn)槲覀冊(cè)谑┕ぶ袑?duì)溫度變化的注重程度不夠。因此這里我們有必要對(duì)混凝土施工中常見的溫度裂縫產(chǎn)生原因及處理方法進(jìn)行探討。

1、混凝土裂縫產(chǎn)生原因

在大體積混凝土施工中，溫度應(yīng)力的控制非常關(guān)鍵，這是因?yàn)闇囟葢?yīng)力的出現(xiàn)是引發(fā)裂縫的主要原因。就混凝土裂縫的產(chǎn)生進(jìn)行分析，其主要的原因是溫度、濕度變化引起的，由于混凝土在施工中本身的脆性不佳、不均勻現(xiàn)象突出，這也給混凝土裂縫的產(chǎn)生提供了條件。在工程施工中，混凝土中的水泥在硬化期間會(huì)釋放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度隨著水化熱的釋放而不斷上升，這也給混凝土表面引發(fā)拉應(yīng)力。而后期的混凝土施工中由于溫度降低且受到表面約束力的影響，在混凝土內(nèi)部又會(huì)形成拉應(yīng)力。這個(gè)時(shí)候一旦拉應(yīng)力超過混凝土本身具備的抗裂能力，那么裂縫的出現(xiàn)將難以避免。由于混凝土在施工中溫度變化很小或者很慢，因此在過去施工中一直沒有引起人們的重視。就工程施工實(shí)際分析，這種情況的出現(xiàn)主要是因?yàn)榛炷琉B(yǎng)護(hù)工作不到位，使得混凝土在凝固階段時(shí)而干燥、時(shí)而濕潤等因素引起的，這也是造成混凝土裂縫的重要原因。

混凝土作為一種脆性材料，它在凝固階段抗壓強(qiáng)度很低，僅是常態(tài)下的十分之一左右，這個(gè)時(shí)候一旦產(chǎn)生過量拉應(yīng)力或者長期受到極限荷載的影響，那么整個(gè)材料必然會(huì)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，水灰比也不夠穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)候再加上運(yùn)輸和建筑中出現(xiàn)的離析現(xiàn)象，使得混凝土本身的抗拉強(qiáng)度不均衡，從而產(chǎn)生各種裂縫。

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)的，而混凝土則主要是承擔(dān)壓應(yīng)力。因此若鋼筋混凝土邊緣部位出現(xiàn)了拉應(yīng)力，那么混凝土的拉應(yīng)力只能是依靠混凝土自身來抵抗。在工程建設(shè)中，設(shè)計(jì)人員通常都是將混凝土邊緣部位的拉應(yīng)力設(shè)置很小，但是在實(shí)際工程施工中由于內(nèi)部溫度、應(yīng)力等因素的影響，邊緣部位往往都會(huì)成為混凝土溫度應(yīng)力最集中的部位，因此合理掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于混凝土裂縫控制而言極為關(guān)鍵。

2、混凝土溫度應(yīng)力分析

在大體積混凝土工程施工中，混凝土裂縫的產(chǎn)生主要是因?yàn)闇囟葢?yīng)力過大造成的。在混凝土硬化階段，隨著水化熱的釋放，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度迅速上升，并在表面形成拉應(yīng)力，這個(gè)時(shí)候如果混凝土整體抗拉力達(dá)不到內(nèi)部拉應(yīng)力要求，必然會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫問題。這種裂縫的產(chǎn)生主要可以從三個(gè)不同的階段進(jìn)行分析。

首先，早期的混凝土溫度裂縫。這一環(huán)節(jié)主要是混凝土從澆筑開始到水泥水化熱釋放基本完成的一個(gè)階段，這一個(gè)階段一般都為三十天。這個(gè)階段的混凝土裂縫通常都表現(xiàn)出兩個(gè)非常明顯的特征，第一是混凝土在凝固的時(shí)候出現(xiàn)大量的水化熱，其次是混凝土表面彈性模量迅速的發(fā)生變化。

其次，第二階段的混凝土溫度裂縫問題，這一階段也就是中期階段的混凝土溫度裂縫，其是從混凝土水化熱釋放結(jié)束到混凝土冷卻溫度穩(wěn)定這一個(gè)階段。這一階段的混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生主要是因?yàn)橥饨鐨夂蜃兓鸬摹?/p>

最后，晚期的混凝土溫度裂縫問題，這階段的混凝土裂縫是因?yàn)榛炷猎谕耆鋮s之后，受到外界氣溫變化而引起的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，它也是前兩種殘余應(yīng)力同外界溫度應(yīng)力疊加構(gòu)成的裂縫形式。

3、溫度混凝土防止裂縫的有關(guān)措施

由于溫差的作用，裂縫的產(chǎn)生是不可避免的。根據(jù)計(jì)算可以看出，可以采用摻加粉煤灰等有效方法，以降低混凝土硬化過程中混凝土內(nèi)表的溫差。因而，在施工中采取適宜的措施，能夠避免有害裂縫的出現(xiàn)。

降低水泥水化熱。包括：混凝土的熱量主要來自水泥水化熱，因而選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土較好·精心設(shè)計(jì)混凝土配合比。采用摻加粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術(shù)，減少每立方米混凝土中的水泥用量，以達(dá)到降低水化熱的目的;選用適宜的骨料。施工中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件盡量選用粒徑較大，級(jí)配良好的粗骨料;選用中粗砂，改善混凝土的和易性，并充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少用水量。嚴(yán)格控制混凝土的塌落度。在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人進(jìn)行塌落度的測(cè)量，將混凝土的塌落度始終控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，一般以7～9cm為最佳，夏季施工時(shí)，在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通循環(huán)冷卻水，強(qiáng)制降低混凝土水化熱溫度。冬季施工時(shí)，采用保溫措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，如技術(shù)條件允許，可在混凝土結(jié)構(gòu)中摻加10%～15%的大石塊，減少混凝土的用量，以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。

降低混凝土入模溫度。包括：澆筑大體積混凝土?xí)r應(yīng)選擇較適宜的氣溫，盡量避開炎熱天氣澆筑。加強(qiáng)施工中的溫度控制。改善約束條件，削減溫度應(yīng)力。在大體積混凝土基礎(chǔ)與墊層之間可設(shè)置滑動(dòng)層，如技術(shù)條件許可，施工時(shí)宜采用刷熱瀝青作為滑動(dòng)層，以消除嵌固作用，釋放約束應(yīng)力。

提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。包括：控制集料含泥量。砂、石含泥量過大.不僅增加混凝土的收縮，而且降低混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時(shí)必須嚴(yán)格控制砂、石的含泥量，將石子含泥量控制在1%以下.中砂含泥量控制在2%以下.減少因砂、石含泥量過大對(duì)混凝土抗裂的不利影響，改善混凝土施工工藝?？刹捎枚瓮读戏?、二次振搗法、澆筑后及時(shí)排除表面積水和最上層泥漿等方法。加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，提高混凝土早期及相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模置，在大體積混凝土基礎(chǔ)表面及內(nèi)部設(shè)置必要的溫度配筋，以改善應(yīng)力分布.防止裂縫的出現(xiàn)。

4.混凝土的早期養(yǎng)護(hù)

實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。

從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：1）防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。2）防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

5、結(jié)束語

以上對(duì)混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了初步探討，雖然目前建筑領(lǐng)域?qū)τ诨炷亮芽p的成因分析有不同的理論，但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

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