混凝土温度裂缝的原因分析与防治措施

摘 要：砼的温度裂缝影响着结构的整体性和耐久性，对砼的温度裂缝特征及原因进行了分析，从材料选用、温度控制、约束条件和养护保温等四个方面提出了一些预防和治理措施。

关键词：砼温度裂缝 原因分析 防治措施

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0101-01

砼是一种由骨料、水泥、结构钢筋及存留其中的气体和水组成的非匀质性材料，在现代工程建设中占有重要的地位。但是在实际施工时，由于在硬化过程中各种材料变形不一致，混凝土普遍存在裂缝现象，常常出现温度裂缝。尽管在施工时采取各种措施，但裂缝仍然时有出现。绝大多数裂缝是肉眼看不见的微裂缝，只有肉眼可见的宏观裂缝才是通常所说的裂缝。混凝土产生裂缝的原因很多，对结构的影响差异也很大，其中温度应力及温度控制是重要的原因之一，工程中出现的由于温度引起的温度裂缝，严重影响着结构的整体性和耐久性，它对工程防灾减灾也具有重要的意义。因此，在工程设计和施工时，须弄清裂缝产生的机理，考虑温度裂缝产生的各种原因，避免和控制温度裂缝的产生。

1 温度裂缝的特征及产生的原因

砼温度裂缝的走向无一定规律性，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类或长度尺寸较大的构件，裂缝多平行于短边，裂缝沿全长分段出现，宽度大小不一。温度裂缝一般可分为表面裂缝和贯穿裂缝，它主要出现在大体积砼结构或者温差变化较大地区的砼结构中。砼浇筑后，在硬化过程中，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此产生的温度收缩应力是砼结构产生裂缝的主要原因。表面裂缝是由于砼表面和内部的散热条件不同，存在较大的温度差，形成了温度梯度，从而使砼的内部产生压应力，表面产生拉应力，当表面的拉应力超过砼的抗拉强度所引起的。贯穿裂缝是由于大体积砼在强度发展到一定程度，温度逐渐下降，降温差引起的变形加上砼因失水引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束引起的拉应力，超过砼抗拉强度所产生的贯穿整个界面的裂缝。

2 温度裂缝的防治措施

根据以上对温度裂缝成因的分析，应主要从原材料的选用、施工阶段的温度控制、约束条件的改善、养护保温等方面考虑预防和控制砼温度裂缝。

2.1 原材料的选用

2.1.1 水泥的品种

在常温下不同品种的水泥在不同龄期的水化热是不同的，高水化热水泥前3 d的水化热为70～85 kcal·kg-1，中水化热水泥前3d的水化热为50～70 kcal·kg-1，低水化热水泥前3d的水化热为40～60 kcal·kg-1。如果砼越厚，内部的热量不易散发而积聚，使内部温度升高，随之温度应力也越大，随着时间的延长，所产生的温度裂缝逐渐增大延伸成贯穿裂缝。因此对于大体积或大断面的砼结构，应优先选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥。

2.1.2 骨料的选用

选用质量优良的粗细骨料，可以提高砼的和易性，达到改善砼工作性能的目的，同时可以代替水泥，降低水化热。

工程上应根据结构的断面尺寸和砼输送泵的内径，合理选择骨料粒径。实践证明：选用粒径大的粗骨料，可减少水泥和水的用量，进而减小水化热。因此，施工时要优先选用级配良好粒径较大的粗骨料。

细骨料以中砂为宜，同样可降低水泥水化热、砼温升和收缩。

2.2 温度的控制

为了降低砼温度裂缝的产生，工程上一方面采用改善骨料级配，选用干硬性砼，掺加外加剂等措施减少水泥用量；另一方面在拌和砼时预先用水将粗骨料冷却。同时，应该提供温度散发的途径，利用浇筑面散热；对于大体积砼，在砼中埋设冷水管；控制拆模时间，以免砼表面发生急剧的温度梯度；对于施工中长期暴露的砼浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

2.3 改善约束条件

（1）合理地分层、分块浇筑，改善因结构本身互相约束而出现的温度应力。

（2）避免地基起伏过大，防止结构边界受到外界的约束不能自由伸缩变形。

（3）控制浇筑流程，合理安排施工工序，避免过大的浇筑高差。

（4）在底板高低起伏和截面突变处，做成渐变化形式，消除或减少约束作用。

2.4 养护和保温

2.4.1 一般砼结构

砼浇筑后，应加强养护和保温，控制结构与外界温度梯度在25 ℃范围内。砼的裸露表面及时喷水养护，夏季应适当延长养护时间，提高抗裂能力。在冬季蒸汽养护时，适当延长保温和脱模时间，控制好温度的升降速度，使升温速度不大于15 ℃/h，降温速度不大于10 ℃/h。防止温度骤变引起过大的温度应力，导致裂缝的出现。对于基础部分的砼结构应及早回填，保温保湿，减少温度收缩裂缝。

2.4.2 大体积砼结构

大体积砼浇筑后，表面及时用草垫、草袋或锯屑覆盖，并洒水养护；深坑基础可采取灌水养护。加强养护期间的测温工作，使砼缓慢降温缓慢收缩，有效降低约束应力，提高结构的抗拉能力。

3 结语

砼的温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融、抗疲劳以及结构的承载力等方面都有较大的影响，施工时应针对不同的工程项目，具体分析采用相应的措施，预防或减少温度裂缝的出现。尚若不慎出现了温度裂缝，应及时进行鉴定分析，积极采取措施进行补救，防止裂缝的进一步发展，这对保证砼的强度和结构的整体性、安全性和耐久性具有重要意义。

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