浅谈混凝土施工中温度裂缝的成因及处理措施

黄明刚

摘要：现阶段，混凝土施工技术被广泛使用于房屋或者道桥的建设，然而在施工时却常常会被混凝土由于温度变化而出现裂缝的问题所困扰。而通过多年的现场观察和通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，笔者想在下文中对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施等进行相关的阐述，希望能对混凝土施工技术的改善有所帮助。

关键词：混凝土施工；温度裂缝；相关成因；处理措施

中图分类号：TU37 文献标识码： A

前 言：

随着我国城市化进程的不断推进，全国各个地方都在大兴土木，而混凝土施工技术作为其中的主角，在相关的施工建设中扮演着不可替代的重要角色。混凝土具有强度高、硬度适中等优点，但是也存在其具有的弊端，由于施工技术水平的限制，混凝土施工中不可避免的会出现一些温度裂缝，这些裂缝对于桥梁或是房屋等建筑体都存在着一定的影响，并且可能会成为相关的安全隐患，所以改善混凝土施工技术，尽可能的减少温度裂缝的出现就具有十分重要的意义。

1. 混凝土温度裂缝产生的原因

1.1混凝土温度裂缝产生的机理

只有了解了混凝土温度裂缝产生的机理，才能采取相应的措施，从而从其根源上对其进行有效的防治，也只有这样才能起到较为明显的立竿见影的效果，这也就是所谓的“知己知彼，百战百胜”，由此可见，了解混凝土温度裂缝产生机理的重要性不容小觑。顾名思义，温度裂缝肯定是与温度有着千丝万缕的关系，事实也是如此，在混凝土浇筑后的硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，这些汽化热就是产生温度裂缝的直接原因，为什么这么说呢？因为由于混凝土的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发, 导致内部温度急剧上升。可是混凝土表面由于能够接触到外部流动的空气，因而散热相对来说较快, 混凝土内外的结构散热速度不一致，这就导致内部与外部热胀冷缩的程度不同, 使混凝土表面产生一定的拉应力，而当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时, 混凝土表面就会产生裂缝。换言之，也就是说混凝土汽化热造成的其内外结构的温差是温度裂缝的直接的原因。而在实际的施工过程中，由于施工的环境更为复杂和不可预料，所以这种温度裂缝出现的可能性就进一步提高了，尤其是在混凝土施工中后期遇到温差变化较大或者是混凝土受到寒流的袭击的情况时,低温会导致混凝土表面温度急剧下降并且产生收缩, 表面收缩的混凝土与内部热量还未释放的混凝土形成了鲜明的对照, 将会产生很大的拉应力而出现裂缝, 这种裂缝虽然往往只在混凝土表面较浅的范围内产生，但是其一旦出现就不会是一小部分，常常是在一定的范围内密集出现。而裂缝一旦出现，不仅会降低混凝土的相关性能参数，引起混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳和抗渗透的能力，而且由于裂缝为混凝土中的钢筋接触氧气提供了良好的环境，因而会混凝土中钢筋的锈蚀, 二钢筋都被锈蚀了，也就为相关的建筑埋下了安全隐患。

1.2混凝土温度裂缝的影响因素

了解了混凝土施工中温度裂缝产生的机理后，再让我们了解一下影响混凝土温度裂缝的相关因素，这样有助于我们进一步加深对于混凝土温度裂缝的认识，从而采取有效的措施，对混凝土温度裂缝进行相关的防治。结合混凝土温度裂缝的成因我们不难推测，影响其的重要因素就是温差，温差越大，在混凝土中产生的张力和拉力也就越大，相关的裂缝也就越多越密集。那么什么因素会影响到温差呢？通过多年的观察总结和查阅相关的文献著作，笔者发现混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚, 水泥用量越大，在浇筑时可能产生的内外的温差也就越大。而对于大体积混凝土, 其形成的温度应力与其结构尺寸相关，并且总体上呈现一种正相关的趋势。也就是说，在一定尺寸范围内, 混凝土结构尺寸越大, 其外部冷却的速度越快，其内部散热的速度越慢，因而其产生的温差也就越大, 所以引起裂缝的危险性也越大, 这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。

2. 现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施

2.1混凝土原材料的选择和其配比

既然已经明确了混凝土施工中温度裂缝产生的成因及其影响因素都在于“温差”二字，那么只要采取有效的措施在某种程度上将温差控制住，就能有效的减少温度裂缝出现的可能性。所以我们首先可以从混凝土原材料的选择和其配比方面着手。一方面我们可以通过尽量选用低热或中热水泥, 减少水泥用量的方式减少温度裂缝的产生。 选择了地热或者中热的水泥原料，就可以有效的降低在浇筑混凝土过程中产生的热量，而产生的热量一旦降低，相关的温差也自然而然的会随之降低，进而相关的温度裂缝会有效的减少。并且值得一提的是，这种方法十分适用于大体积钢筋混凝土引起的裂缝，因为大体积钢筋混凝土裂缝产生的主要原因是水泥水化热的大量积聚, 使混凝土出现早期升温和后期降温, 产生内部和表面的温差。而由于的用途就决定的其的体积较大，因而不能通过减少水泥用量的方式减少温度裂缝的数量，在这种情况下，通过选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥减少温度裂缝出现的频率也就具有了十分重要的意义。此外，值得一提的是，在掺加泵送剂或粉煤灰时, 也可选用矿渣硅酸盐水泥，这样才能够起到良好的降低水泥汽化热量的效果。另一方面，在原料方面还能够通过掺加掺合料也就是改变原料成分的配比来改善混凝土的性能，从而有效的减少温度裂缝出现的频率。而在长期的混凝土施工实践中，人们发现：在混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后, 不但能代替部分水泥,起到减少水泥用量的效果，间接的降低混凝土的内部热量， 而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,还能 起到可观的润滑作用, 从而有效的改善混凝土拌合物的流动性、粘合性和保水性,起到了意想不到的良好效果。并且十分值得一提的是,在采用了上述的方法，即掺加原状或磨细粉煤灰后, 可以有效降低混凝土中水泥水化热,而水泥的水化热一旦下降，其相应的温差就得到了有效的控制，减少绝热条件下的温度升高，这样温度裂缝就会得到有效的控制。

2.2 混凝土施工工艺相关控制

虽然从原料方面进行控制具有一定的效果，但是由于原料影响混凝土温度裂缝的程度是有限的，所以尽管在原料方面做了很多工作，其能够起到的效果也是十分有限的，在这种情况下，我们就要从其他方面寻找控制混凝土温度裂缝的方法了，对混凝土的施工工艺进行相关的控制就是一种有效的方法。事实上，混凝土的施工工艺在很大程度上决定了浇筑混凝土中温度裂缝的数量，高水平的施工工艺可以有效的控制相关的温度裂缝，获得高水平的混凝土。在实际的生产实践中，我们可以从以下几个方面改善混凝土浇筑的工艺：首先可以有效的改善搅拌工艺，搅拌得充分，就可以为高水平的浇筑打下良好的基础，通常采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺进行相关的浇筑工作, 这是因为这种浇筑工艺不仅可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆的界面上, 而且可以使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大, 从而提高混凝土强度10% 或节约水泥5% ,这样水化热和裂缝的数量就会获得很大程度上的降低。总而言之，改善混凝土的搅拌加工工艺, 在传统“三冷技术”的基础上采用二次风冷新工艺,就会使混凝土的温差获得有效的控制，从而有效的降低混凝土的浇筑温度，减少裂缝的数量。其次则应该严格控制浇筑流程，合理的施工工序是良好的建筑效果的有力保障, 在浇筑过程中我们可以通过分层、分块浇筑的形式, 尽快将混凝土中积聚的热量散出去，从而有效的避免温差过大。而对于已经浇筑成型的混凝土, 在终凝前进行二次振动, 可有效降低混凝土中的温差，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,这种均匀的结构可以有效的提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔, 提高抗裂性。最后则应该注重浇筑完毕后的养护，很多人觉得混凝土浇筑完毕后就没有事情了，事实上这也是一个绝大多数人都会陷入的误区。混凝土养护水平的高低直接影响着其后的性能，因而混凝土养护的重要性不可忽视。在混凝土的养护方面主要需要保持适当的温度和湿度条件。可以通过覆盖潮湿的麻布等措施进行养护，同时要注意极端天气下的保温或者降温，这里笔者就不再赘述。

3. 结语

综上所述，混凝土施工中温度裂缝的成因主要是由于浇筑过程中水泥内部的热量不易散出，水泥体外部的热量又较易散失，由此温差就产生了相关的张力和拉力，而张力和拉力超过混凝土的承受范围就会产生裂缝。明白了温度裂缝的成因后，我们就可以抓住温差，从原材料和施工工艺入手，控制温度裂缝的数量和范围，从而获得良好的混凝土浇筑效果。

参考文献：

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