混凝土的施工温度与裂缝控制分析

葛存贵

（江苏恒天伟智能科技实业有限公司，210000）

1 引言

在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在砼强度逐步发展的过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。

2 混凝土施工中产生裂缝的内因

大体积混凝土施工中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，其次是混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。

3 混凝土施工中温度裂缝出现的机理分析

大体积混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。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它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

4 控制温度裂缝的措施

为防止裂缝，减小温度应力可从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

4.1 控制温度的措施

(1)改善骨料级配，用干硬性混凝土、掺混和料，加引气剂或塑化剂等，以减少混凝土中的水泥用量；(2)拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却，以降低混凝土的浇筑温度；(3)减小混凝土的浇筑厚度，利用浇筑层面散热；(4)在混凝土中埋设循环水管，通过循环水降低混凝土内部部温度，内部温度不大于表面温度，在表面不产生拉应力。在降温过程中，由于受到外部约束，混凝土内部出现拉应力。当拉应力超过混凝土的抗裂能力时，即会产生裂缝。混凝土内部湿度变化较小或较慢，但表面湿度可能变化较大，如果养护不到位，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，往往会导致裂缝。由于原材料不均匀、水灰比变化大、运输和浇注混凝土过程中产生离析等原因，混凝土中各部分抗拉强度也是不均匀的，存在易于出现裂缝的薄弱部位。混凝土或配筋混凝土的边缘部位如产生拉应力，则由混凝土自身来承担，一般要求不出现拉应力或出现小于混凝土抗拉强度的拉应力。混凝土降温过程中，往往会在混凝土内部引起较大的拉应力。因此，掌握温度应力的变冷水降低混凝土的内部温度；(5)气温骤降时混凝土进行表面保温，以免混凝土表面产生过大的温度梯度；(6)冬季施工时，长期暴露的混凝土表面或薄壁结构，应采取保温措施。

4.2 改善约束条件的措施

避免基础起伏过大;合理地分缝分块;合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。此外，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是很困难的，所以施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免混凝土表面产生早期裂缝。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，如拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，表面拉应力达到很大数值时，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖保温材料，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线膨胀系数与混凝土的线膨胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。因此，在混凝土中要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难，但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度和深度减小。如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但其对结构的强度和耐久性仍有一定影响。

为确保混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，合理使用外加剂也是减少裂缝的有效措施之一。

5 结束语

总之，在实践中只要我们对混凝土配合比设计，施工过程控制中采取有效的应对措施，裂缝就是可以有效控制的，从而减少或避免裂缝带来的不利影响，最终保证工程的质量。

[1]董翼生。浅谈混凝土的施工温度与裂缝控制及措施[J]，河南建材，2008年04期

[2]尹国辉，浅谈混凝土的施工温度与裂缝[J]，魅力中国，2009-3