淺談混凝土施工中的溫度及裂縫控制

趙心睿

【摘要】混凝土施工過程中一定要控制好施工溫度，并要注意混凝土裂縫的防治，還要注意混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作，只有這樣才能保證建筑的施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】混凝土施工；溫度控制；裂縫控制；早期養(yǎng)護(hù)

一、引言

混凝工作為重要的施工原材料之一，在工程施工中應(yīng)用相當(dāng)普遍，為確保工程質(zhì)量，混凝土的質(zhì)量控制尤為重要?；炷亮芽p成為所有混凝土施工中普遍存在的質(zhì)量問題，不僅會導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)主體發(fā)生滲漏、變形，破壞工程性能及質(zhì)量，同時也會使整個工程功能受到影響，給國家、社會及人民財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

二、產(chǎn)生裂縫的原因

在對工程項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)的過程當(dāng)中，其中的混凝土在硬化的環(huán)節(jié)當(dāng)中，水泥在進(jìn)行硬化之前，一直都會放出非常多的水化熱，這就會致使混凝土的內(nèi)部溫度不斷的升高，并且在表面會形成一定程度的拉應(yīng)力。在對混凝土進(jìn)行降溫的過程當(dāng)中，因?yàn)槭艿嚼鋮s的混凝土所產(chǎn)生的制約，就會在混凝土的內(nèi)部當(dāng)中產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，但是，隨著混凝土溫度不斷的降低，實(shí)際的拉應(yīng)力就會不斷的提升，如果拉應(yīng)力大于混凝土抗裂能力的情況下，那么混凝土的表面就會出現(xiàn)裂縫的問題。但是，如果混凝土的內(nèi)部濕度變化較小的話，那么表面的濕度又有很大的可能產(chǎn)生非常大的改變，所以，這也是形成裂縫的主要原因。

混凝土材料自身有非常大的脆性特點(diǎn)，而實(shí)際的抗拉強(qiáng)度還有抗壓的強(qiáng)度為1：10的比例，所以，在對施工原材料進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中還有進(jìn)行澆筑的過程當(dāng)中就會產(chǎn)生離析的問題，還有的原材料沒有均勻的進(jìn)行配置從而致使有很大的不穩(wěn)定，所以就有很大的可能會致使混凝土產(chǎn)生裂縫的問題。而出現(xiàn)混凝土裂縫的主要措施就是，一定要在進(jìn)行施工的過程當(dāng)中不斷的加強(qiáng)重視的程度，并且相關(guān)的工作人員一定要對溫度應(yīng)力的變化，準(zhǔn)確的有效的進(jìn)行掌控，施工的合理以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性對工程建設(shè)的工作起到非常關(guān)鍵的作用。

三、溫度應(yīng)力的分析

（一）根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段

（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30d。這個階段的兩個特征：①水泥放出大量的水化熱；②混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。

（二）根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類

（1）自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。

（2）約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。

這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所弓l起的應(yīng)力共同作用。

要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算。

四、溫度的控制和防止裂縫的措施

（一）控制溫度的措施。a.采用改善骨料級配，用于硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；b.拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；c一熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；d.在混凝土中埋設(shè)水管，通人冷水降溫；e.規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；f.施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

（二）改善約束條件的措施。加筋對大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15倍，當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時，鋼筋的應(yīng)力將不超過100-200kg/cm2因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時，對提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。

為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，筆者在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為：a.混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會使混凝土強(qiáng)度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認(rèn)。b.水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。c.水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。d.減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。e.提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。f.混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時裂縫就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。g.摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。h.摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。i.摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實(shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經(jīng)濟(jì)。

五、結(jié)語

混凝土施工技術(shù)是確保水利工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，在施工期間應(yīng)加強(qiáng)對混凝土溫度的控制，采取有效預(yù)防措施，避免混凝土產(chǎn)生裂縫，以提高工程質(zhì)量，確保工程正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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