混凝土施工中温度裂缝的分析与控制探讨

李新 范世强

【摘 要】：在混凝土施工中会受到很多的因素而导致出现一些裂缝，本文主要针对温度原因产生的裂缝进行分析。温度裂缝在混凝土施工的初期并不会体现出来，但随着建设后时间的推移，一旦混凝土建筑中出现问题就会越来越严重，甚至会引发安全事故，引起了建筑行业的广泛重视和关注。本文从温度裂缝产生的原因进行了深入的分析，从而提出了针对于问题提出了控制措施。

【关键词】：混凝土施工；温度裂缝；控制

随着城市化进程不断加快，城市建筑也越来越多，混凝土施工也就随之增多，且工程量较大，工期较长。虽然在混凝土施工中会采取各种各样的措施提高工程的质量，但是由于混凝土建筑会受到温差和温度的影响，温度裂缝的问题依然经常出现，所以，混凝土中对于温度裂缝的控制起到了至关重要的作用。

一、温度裂缝产生的原因

温度裂缝的问题主要可以总结为外因和内因两个方面，其中外因主要是由于在工程建筑的过程中受到温度的在短时间急剧变化导致的。内因主要是是因为混凝土因为自身发热造成内外温度不均匀所导致。其次由于温度引起的湿度差也对混凝土早期裂缝的生成产生一定的推动作用。这三个方面都较为集中的出现在大体积混凝土的浇筑作业上，下面对温度裂缝产生的原因进行具体的分析。

（一）受到温度的直接影响

因为混凝土施工的施工环境在室外，经常会受到一些自然环境因素的影响，在广东地区主要表现在秋冬或者春夏的交替季节中，此时间段不但昼夜温差较大，昼夜的湿度差也较大。多发生表面温度裂缝。究其产生原因是由于混凝土结构，特别是大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时（如施工中注意不够，过早拆除模板；冬季施工，过早除掉保温层，或受到寒潮袭击），将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面胺到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低，因而出现裂缝（这种裂缝又称为内约束裂缝）。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，裂缝只在接近表面较浅的范围出现，表面层以下结构仍保持完整。

（二）热胀冷缩后受外应力的影响

当混凝土结构降温差较大，受到外界的约束极易产生深进的和贯穿的腐蚀性裂缝。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基（特别是岩石地基）或厚大的老混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果混凝土浇灌时温度很高，加上水泥水化热的混凝土冷却收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束，裂缝将出现在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现，裂缝生成较深，有时是贯穿性的，将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填，受风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础连接，或预制构件浇筑在台座伸缩缝处，因温度变形受到约束，降温时也常出现这类裂缝。采用蒸汽养护的预制构件，混凝土降温制度控制不严，降温过速，或养生窑坑急剧揭盖，使混凝土表面剧烈降温，而受到肋部或胎模的约束，常导致构件表面或肋部出现裂缝。

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（三）受到其它因素的影响

因为混凝土建筑工程是一项工期长且工作量较大的工程，在整个建设的过程中也就存在着很多的不确定因素和误差影响着混凝土施工的质量。混凝土表面的空气中由于受到温度的变化经常会产生一定的雾气，从而增加了空气中的湿度，因为混凝土塑形收缩裂缝产生的实质原因主要是由于混凝土因为各种原因造成混凝土含水率出现内外不均的梯度差，含水率的梯度差又产生了混凝土的收缩差。在不同部位的收缩率不同的情况下，混凝土表面和内部产生收缩拉应力。当该拉应力超过混凝土抗拉强度时，就会在混凝土内部产生裂缝。

二、混凝土温度的检测和控制

表面裂缝与内部裂缝叠加起来，就可能贯穿结构的整个截面，造成严重危害。所以在施工及养护阶段应严格控制温升，对于强度要求较高的混凝土，水泥用量相对较多，水化热大，温升速率也较大，一般可达35℃左右，加上初始温度可使混凝土内部最高温度达到70～80℃，一般混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃，当温度下降20～25℃时造成的冷收缩量为2～2.5×10-4，而混凝土的极限拉伸值只有1～1.5×10-4，因而冷收缩常引起混凝土的开裂。对混凝土浇筑过程中混凝土内外部温度的变化的监控能较有利于指导混凝土的浇筑和养护，从而减少因温湿度变化而引起的混凝土裂缝。

大体积混凝土浇注块体温度监测点布置，以真实地反映出混凝土块体里外温差、降温速度及环境温度为原则，一般可按下列方式布置：

1、温度监测点的布置范围以所选混凝土的浇注块体平面图对称轴的半条轴线为测温区（对长方体可取较短的对称轴线），在测温区内温度测点呈平面布置；

2、在测温区内，温度监测的位置与数量可根据混凝土浇注块体内温度场的分布情况及温控的要求确定；

3、 保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定；

4、混凝土浇注块体的外表温度，应以混凝土外表以内50～200mm处的温度为准；

5、混凝土浇注块体底表面的温度，应以混凝土浇注块体底表面以上50～200mm处的温度为准。

在浇注混凝土之前，每一测温点分上、中、下分三处埋设测温线（测温线由插头、导线和温度传感器组成）分别测各部位的温度，其中上、下部传感器距混凝土表面50～200mm。测温线的埋设方法见下图：

觀测时期与观测频率

温度监测是在混凝土成型后即混凝土养护期间监测混凝土内外温度变化情况，以确保混凝土养护期保温、保湿的目的实现，控制混凝土的内外温度差在25℃范围内，以保证混凝土不出现裂缝，尤其是不出现贯穿性的裂缝，保证混凝土的质量。