混凝土施工中温度裂缝的分析与控制

王小五

（山西一建集团有限公司， 山西 太原 030006）

任何工程的施工中混凝土都为主要的施工材料，采用混凝土进行施工在保障施工质量的前提下能对施工建筑物的安全性和牢固性以及耐久性进行提升， 如果不能对混凝土施工质量进行保障， 也就不能对施工的总质量进行保障。 通过对我国以往的建筑工程施工研究发现， 施工的过程中多种因素都会造成混凝土裂缝问题的出现， 其中温度因素是产生裂缝出现的主要原因， 针对这种情况， 为了对混凝土施工质量进行保障， 就要对由于温度因素而引起的混凝土裂缝问题进行分析， 以此来从问题的分析中制定出合理地解决措施。

1 混凝土裂缝的种类

工程施工过程具有施工环节多和施工难度大的特点， 在施工的过程中也会有着多种因素对施工质量产生影响， 混凝土的施工贯穿于整个工程施工过程中，所以在工程进行的过程中裂缝问题较为常见， 当工程施工出现裂缝问题时不但会降低工程的质量， 也会留下较大的安全隐患， 因此不利于施工企业的长期发展， 通过对我国以往的混凝土工程施工研究发现， 其常见的裂缝问题有以下几种。

第一， 根据对工程有害程度进行分析可以将混凝土裂缝分为有害裂缝和无害裂缝两种， 有害裂缝相比于无害裂缝来说对于工程的影响更大， 有害裂缝主要说的是裂缝宽度较大的裂缝， 无害裂缝就是裂缝宽度较小的裂缝， 不论是有害裂缝还是无害裂缝都会对混凝土工程的耐久性和牢固性产生影响。 其次， 对于裂缝的分类也可以从裂缝产生的时间来进行， 通过产生的时间可以将混凝土分为早期裂缝、 中期裂缝和晚期裂缝等几种。

第二， 根据裂缝的深度对混凝土裂缝进行分类可以分为表面裂缝和浅层裂缝以及贯穿裂缝， 其中表面裂缝就是指在混凝土表面所产生的裂缝， 该裂缝问题不会对混凝土的质量产生较大影响， 只会对混凝土的表面美观度产生影响。 浅层裂缝相比于表面裂缝对于混凝土的质量影响较大， 当浅层裂缝问题出现之后得不到有效地治理时， 长时间的发展下也会变化为深度裂缝。 贯穿裂缝就是所产生的裂缝在混凝土中贯穿，当出现这种裂缝问题时就说明混凝土的内部结构发生了破坏， 不但会造成渗水的问题也不能对工程的耐久性进行保障。

第三， 温度的不断变化也会造成混凝土裂缝的出现， 由于温度变化所产生的混凝土裂缝在初期并不会对工程的质量产生较大的影响， 如果在施工的过程中没有对已经产生的裂缝问题进行补救， 在混凝土裂缝问题严重的情况下就会造成渗水的情况出现。

2 混凝土施工中温度裂缝产生的原因

工程项目中的混凝土施工通常情况下是在露天环境中进行的， 所以不论是天气变化还是混凝土自身都可能会造成裂缝问题的出现， 通过对以往的混凝土施工研究发现， 其混凝土温度裂缝产生的原因主要有以下几个方面。

第一， 水泥水化热。 在混凝土的施工过程中多数的施工环节都会进行混凝土的浇筑工作， 其浇筑工作进行的面积也较大， 浇筑的过程中混凝土自身会发生水化热反应， 前期的浇筑工作进行时由于混凝土的弹性和强度还相对较低， 所以在水化热的反映中就会出现裂缝问题。 浇筑完成之后混凝土的弹性和抗伸拉性也会提升， 如果这种情况下混凝土自身的抗伸拉性如果还是不能与温度应力进行抵抗也会造成裂缝问题的出现。

第二， 施工环境温度的影响。 在混凝土的施工过程中施工环境温度对施工质量有着极为重要的影响，不论是日照还是骤降温度都会造成混凝土温度裂缝的出现。 在混凝土的施工过程中一天之中的光照始终处于变化的过程中， 其中不论是太阳的照射角度还是温度和风速都会产生变化， 在一些施工面积较大的混凝土施工中， 当混凝土施工受到的光照不均匀时就会由于混凝土自身温度不同而从热胀冷缩的问题中导致裂缝的出现。

骤降温度影响简单来说就是在混凝土的施工过程中由于温度变化过快而导致的裂缝问题出现， 在混凝土的施工过程中当在混凝土没有干透的情况下施工环境突然变冷， 就会导致混凝土的表面温度急速下降，而在混凝土凝固的过程中其混凝土的内部会产生较大的热能， 这时就会导致混凝土的内部温度和外部温度之间的差距过大而导致裂缝的出现。 其次， 在昼夜温度变化较大的地区进行混凝土的施工也会造成混凝土温度裂缝的出现， 混凝土在凝固的过程中由于表面的温度与空气直接接触所以凝固的速度较快， 而混凝土的内部温度由于不直接与空气进行接触所以凝固较慢， 而在夜晚时间天气逐渐变冷的情况下混凝土的表面温度也会逐渐的下降， 这时也会由于混凝土内部和外部温度过大而造成温度裂缝的出现。

第三， 混凝土收缩变形产生的影响， 在混凝土施工完成之后凝固的过程中当混凝土自身所具备的水分较多， 那么在凝固过程中水分的挥发工作中就会导致混凝土自身产生收缩变形的情况， 混凝土收缩和变形的情况下当气候条件较为干燥就会由于混凝土自身内部水分蒸发过猛而导致收缩变形情况加剧造成温度裂缝的出现， 这种情况所造成的温度裂缝具有较强的不规则性。

第四， 混凝土养护工作力度不足。 要想对混凝土施工质量进行保障除了从施工技术提升和施工管理工作合理进行中来实现也要做好混凝土的养护工作， 这是由于在混凝土施工完成之后到混凝土完全凝固要经过一段时间， 在养护工作的进行中如果没有在混凝土的表面进行薄膜的覆盖就会在外界温度的影响下造成温度裂缝的出现， 这种情况所导致的温度裂缝问题形成有两个方面原因， 一是没有做好混凝土的保温处理而使得内外部温差过大而产生热胀冷缩情况造成温度裂缝出现， 另一种是在寒冷和大风的天气下混凝土自身的水分流失过快而造成的裂缝出现。

3 温度应力分析

温度应力可以分为两种类型， 第一种是自身应力， 第二种是约束应力， 自身应力简单来说就是内部温度变化分为非线性的分布， 所以在各个构件的互相约束过程中就会导致自身的结构变形而造成温度应力的出现， 约束应力就是混凝土的施工过程中， 外界因素对内部结构产生影响使得结构不能自由变形而产生的应力。 根据对混凝土施工过程研究发现， 其温度应力所产生的主要过程主要由下所示。

第一， 早期阶段。 早期阶段就是混凝土的浇筑环节， 在混凝土浇筑完成之后其自身所发生的反应通常会持续一个月左右， 混凝土中的水泥材料在凝固的过程中会持续地放热， 水泥放热的过程中会产生较大的水化热来提升混凝土自身的弹性模量， 该过程中就会在混凝土的内部产生残余应力。

第二， 中期阶段。 中期阶段就是混凝土浇筑完成之后至其内部水化热反应到平稳的过程， 这个阶段中的温度应力产生主要是来自于混凝自身的变化和外界的温度变化。 第三个阶段为晚期阶段， 该阶段所产生的温度应力主要也是由于外界环境所导致。

混凝土工程施工中的主要构件有墙、 柱、 梁和板、 在温度应力的影响下使得墙和柱等构件发生变形时， 由于该部位结构具有较强的灵活性， 所以不会给工程的总体质量带来较大的影响， 而当梁和板在温度应力的作用下发生结构变形时就会在内部构件受到束缚和压迫的过程中由于内部压力过大而造成变形和裂缝情况出现。

4 混凝土施工中温度裂缝的预防控制

4.1 合理选用施工原材料

混凝土施工中温度裂缝的出现与使用的原材料质量也有着直接的联系， 因此为了对施工中的温度裂缝问题进行有效控制， 就要合理地对施工原材料进行选用， 根据研究可知水泥和骨料为混凝土材料中使用的主要原材料， 为了保障原材料的质量， 在对水泥材料进行选择时应该优先选择使用低热矿渣水泥和中热硅酸盐水泥， 这两种水泥具有较强的抗裂性能和强度，应用在混凝土的施工中不但能够保证混凝土的施工质量， 也能有效地避免温度裂缝的出现。 混凝土施工过程中， 温度裂缝出现的主要原因之一是由于水化热原因造成， 而低热矿渣水泥和中热硅酸盐水泥具有的水化热较低， 这种水化热较低的性质虽然能够避免温度裂缝的出现， 但在施工的过程中也会造成析水现象的出现。 析水现象会对工程的总体质量产生严重的影响， 面对这种情况为了避免温度裂缝出现， 就要在低热矿渣水泥使用的过程中适当的添加粉煤灰或者碱水剂等材料。

对骨料材料进行选择时， 通常都是使用细骨料或者粗骨料两种， 细骨料主要指的是中砂， 粗骨料指的是碎石， 细骨料相比于粗骨料来说起到的作用更多。为了保证混凝土施工的质量， 在对骨料进行选择时不论是细骨料的选择还是粗骨料的选择， 其最低粒径和最大径粒都要在标准的要求之内。

4.2 合理选择和配比混凝土原材料

配比和拌和过程也是对混凝土质量产生影响的重要环节， 为了减少混凝土施工过程中温度裂缝的出现， 就要做好混凝土的配比工作。 在配比工作进行之前应该对混凝土制造的现场进行清理， 确保混凝土施工现场和需求相符之后才能进行后续的工作。 当对原材料配合比确定完成之后， 也要对混凝土的强度等级以及和易性等要求进行分析， 这样才能通过分析结果来合理地对水灰比中的水泥用量进行控制。 混凝土配比的过程中除了要用到水泥和骨料也要用到石子， 在石子的选择时应该要保障石子具有较好的级配度。

拌和工作进行的过程中不论是温度还是速度都会对配比的质量产生影响， 工作进行的过程中为了避免温度影响对混凝土质量进行降低， 在搅拌的过程中应该将水温控制在合理的范围之内， 水温的控制对于混凝土水化热的控制有着极为重要的作用， 搅拌工作进行时， 一般情况下使用的水温最低是在四摄氏度左右， 最高在13℃左右。

混凝土原材料中的骨料具有一定的吸水性， 如果在搅拌的过程中所使用的骨料吸收率较大， 那么就会从提升混凝土干缩性中引发裂缝问题的出现， 针对这种情况可以采用水泥浆来进行控制， 这样能够有效的对混凝土的干缩性进行降低， 采用水泥浆进行控制工作时虽然有着一定的作用， 但由于该方式主要是使用在混凝土骨料较大的情况下， 所以也具有一定的局限性。

搅拌工作进行的过程中也要适当的进行浇捣， 为了减少混凝土的空隙率， 在浇捣工作进行的过程中要加大混凝土的浇捣力度， 这样才能从减少混凝土内部空隙率中对混凝土的抗裂性和强度进行提升。

4.3 浇筑过程的控制

通过对混凝土温度裂缝产生的原因研究可以得知， 在混凝土施工过程中其温度的变化是造成温度裂缝出现的重要原因之一， 因此为了避免混凝土施工过程中温度裂缝的出现， 应该在工程建设时对建筑的温度进行严格控制。 浇筑工作进行的过程中， 当浇筑的面积较大或浇筑厚度较高时就不能保证混凝土进行有效地散热， 要避免这种情况造成的裂缝问题在工作之前应该对浇筑工作的面积和厚度进行分析， 保障浇筑面积和厚度在合理的范围之内后再进行浇筑工作。 浇筑完成之后， 为了避免混凝土出现内外部温差过大而造成裂缝问题出现， 应该在混凝土内进行循环冷水水管的埋设， 以此通过冷水水管来对混凝土内部温度进行降低。

4.4 优化拆模时间

在当前的建筑工程施工中， 为了提升施工材料的利用率， 一般都会将模板拆除的时间进行提升， 这样才能确保模板具有更高的周转率。 如果在模板拆除的过程中混凝土温度相比于室外气温较高时， 那么相应的工作人员应该对拆模的时间进行延长， 这是由于在温差较大的情况下进行模板的拆除会使得混凝土表面的温度骤降而造成内外部温差过大的情况出现， 当温差过大时就会产生温度裂缝， 因此为了避免拆模施工中混凝土温度裂缝的出现， 就要根据工作的实际气候情况对拆模时间进行确定或者在模板拆除之后对混凝土工程进行合理地保温处理， 以此避免混凝土表面温度骤降而引起热胀冷缩问题造成裂缝出现。

4.5 改善约束条件

温度应力也是造成温度裂缝出现的重要因素， 因此在混凝土施工过程中， 为了避免温度应力而造成温度裂缝的出现， 相关的工作人员在施工的过程中要合理应用分缝措施来对温度应力进行降低。 在分缝措施开展的过程中还要将浇筑工作来分层进行， 这样能够从减少混凝土约束中实现混凝土的快速散热。 如果在分缝措施进行之前已经完成了混凝土浇筑施工， 这种情况下为了避免温度应力造成裂缝的情况， 应该在终凝阶段进行二次振捣， 二次振捣工作的主要目的就是对混凝土中的空隙和水分进行排出， 这样能够对混凝土的凝聚力和抗伸拉性进行提升。 除此之外在混凝土施工的早期阶段， 也要对混凝土的温度环境和湿度进行控制， 这样能从避免冷缩变化和干缩变化中减少裂缝产生。

4.6 合理应用添加剂

对混凝土温度裂缝进行控制除了从施工过程中进行， 也可以通过对一些添加剂的使用来提升混凝土自身的抗伸拉性以及耐久性， 当混凝土自身具有较强的抗伸拉性和耐久性时， 就能对开裂和裂缝的问题进行缓解。 添加剂的使用中可以使用减水防裂剂， 减水防裂剂的主要作用是对骨料和水泥浆之间的粘结力进行提升， 进而使得所配制出的混凝土具有较高的抗裂性。 对混凝土收缩产生较大影响的为水灰比， 通过对减水防裂剂的使用也能对混凝土中的水分进行有效地减少， 因此能避免干缩变化而造成的裂缝出现。

除了对减水防裂剂进行使用也可以使用一些其他的外加剂， 通过对外加剂的合理使用能够对混凝土的和易性进行提升， 一些特殊的外加剂也能在混凝土表面形成一层薄膜， 进而使得水分蒸发和干燥收缩等问题进行有效降低。 虽然外加剂的使用能够有效地对温度裂缝问题进行避免， 但要保障使用具有较好的效果也要对添加剂的剂量进行合理地控制。

5 混凝土施工中温度裂缝的后期养护

混凝土保温保湿工作是从降低混凝土内外部温差工作中对温度裂缝问题进行避免， 当混凝土的施工是在冬季进行时， 应该在浇筑工作完成之后采用相关的设备做好保温工作， 以此来对混凝土内外温差进行降低。 进行混凝土二次抹光时， 需要对覆盖物进行揭开， 当二次抹光工作完成之后要再次进行覆盖。 通常情况下养护工作一般是在14d 左右， 只有保证了充足的养护时间， 才能对控制混凝土裂缝具有强大的帮助。

为了避免混凝土施工过程中出现起伏过大的问题， 应该确保混凝土划块分缝具有合理性， 这就要求了相应工作人员在施工的过程中， 应该按照合理的施工顺序进行混凝土的调度和控制。 模板拆除工作是造成裂缝出现最为重要的环节， 为了避免模板拆除后混凝土裂缝的出现， 在工作完成之后， 要注意对混凝土表面温度进行保温工作。 养护工作进行的过程中， 如果遇到下雨天气， 为了避免雨水对混凝土表面的浆料进行冲刷， 应该在混凝土表面覆盖一层塑料膜。

6 结语

综上所述， 混凝土作为工程施工中的主要施工材料对施工的质量有着重要的影响， 通过对我国以往的工程施工研究分析发现在施工的过程中有多种因素会对混凝土产生影响而造成温度裂缝的出现， 当混凝土出现温度裂缝问题时就会对自身的耐久性和牢固性进行降低， 针对这种情况为了避免温度裂缝的出现， 可以从对施工原材料进行合理选择、 对配比工作进行合理提升、 对浇筑过程进行合理控制以及对拆模时间进行合理优化等方式中来实现。