浅谈混凝土施工中的温度及裂缝控制

赵心睿

【摘要】混凝土施工过程中一定要控制好施工温度，并要注意混凝土裂缝的防治，还要注意混凝土的早期养护工作，只有这样才能保证建筑的施工质量。

【关键词】混凝土施工；温度控制；裂缝控制；早期养护

一、引言

混凝工作为重要的施工原材料之一，在工程施工中应用相当普遍，为确保工程质量，混凝土的质量控制尤为重要。混凝土裂缝成为所有混凝土施工中普遍存在的质量问题，不仅会导致工程结构主体发生渗漏、变形，破坏工程性能及质量，同时也会使整个工程功能受到影响，给国家、社会及人民财产安全造成巨大的经济损失。

二、产生裂缝的原因

在对工程项目进行建设的过程当中，其中的混凝土在硬化的环节当中，水泥在进行硬化之前，一直都会放出非常多的水化热，这就会致使混凝土的内部温度不断的升高，并且在表面会形成一定程度的拉应力。在对混凝土进行降温的过程当中，因为受到冷却的混凝土所产生的制约，就会在混凝土的内部当中产生一定的拉应力，但是，随着混凝土温度不断的降低，实际的拉应力就会不断的提升，如果拉应力大于混凝土抗裂能力的情况下，那么混凝土的表面就会出现裂缝的问题。但是，如果混凝土的内部湿度变化较小的话，那么表面的湿度又有很大的可能产生非常大的改变，所以，这也是形成裂缝的主要原因。

混凝土材料自身有非常大的脆性特点，而实际的抗拉强度还有抗压的强度为1：10的比例，所以，在对施工原材料进行运输的过程当中还有进行浇筑的过程当中就会产生离析的问题，还有的原材料没有均匀的进行配置从而致使有很大的不稳定，所以就有很大的可能会致使混凝土产生裂缝的问题。而出现混凝土裂缝的主要措施就是，一定要在进行施工的过程当中不断的加强重视的程度，并且相关的工作人员一定要对温度应力的变化，准确的有效的进行掌控，施工的合理以及结构设计的有效性对工程建设的工作起到非常关键的作用。

三、温度应力的分析

（一）根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30d。这个阶段的两个特征：①水泥放出大量的水化热；②混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

（二）根据温度应力引起的原因可分为两类

（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所弓l起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。

四、温度的控制和防止裂缝的措施

（一）控制温度的措施。a.采用改善骨料级配，用于硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；b.拌合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；c一热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；d.在混凝土中埋设水管，通人冷水降温；e.规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；f.施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

（二）改善约束条件的措施。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。只是对一般钢筋混凝土有影响。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。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者間只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100-200kg/cm2因此，在混凝土中想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、宽度与深度较小了。而且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，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：a.混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。b.水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。c.水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。d.减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。e.提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。f.混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。g.掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。h.掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。i.掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

五、结语

混凝土施工技术是确保水利工程施工质量的关键，在施工期间应加强对混凝土温度的控制，采取有效预防措施，避免混凝土产生裂缝，以提高工程质量，确保工程正常运行。

参考文献：

[1]段文祥.探究混凝土施工中的裂缝控制策略[J].山西建筑，2017（26）.

[2]邬晓光，俞向东.桥梁施工技术[M].西北工业大学出版社.