混凝土温度裂缝与控制

混凝土的温度裂缝与控制

摘要：在建筑施工中，混凝土温度裂缝的现在十分普遍，其危害也相当普遍，因此有必要及时的加以控制。本文通过对混凝土温度裂缝成因的分析，提出相应的控制措施如在混凝土表面增设抗裂钢筋网片、温度控制等……

关键词：混凝土；温度裂缝；温度应力；温度控制；

随着社会市场经济的发展，为适应建筑工程需要，混凝土在现代工程建设中占非常重要的地位。现如今．混凝土的裂缝已经成为普遍现象，特别在大体积的混凝土工程和桥梁工程施工中，裂缝无处不在。尽管我们已经采取各项措施，加倍地小心谨慎，但裂缝仍然没有彻底消失。究其根本原因，主要是对混凝土的温度应力变化不够关注。在大体积的混凝土中，温度控制和温度应力的意义重大。首先，施工过程中混凝土出现温度裂缝，会对工程结构的整体性和持久性产生影响；其次，温度变化会对结构的应力状态造成的影响，不容忽视。本文将对施工过程中混凝土的温度裂缝形成原因及相应处理措施进行深入的探讨。

一、混凝土温度裂缝的形成原因

首先，在混凝土逐渐硬化期间，水泥释放出大量的水化热，导致混凝土内部温度攀升，引起表面拉应力。在降温的过程中，由于受到老混凝土或基础的制约，又在混凝土的内部也会出现拉应力；同时，气温的下降的时候也会在混凝土表面引起很强的拉应力。当混凝土的抗裂能力低于这些拉应力时，就会导致温度裂缝。第二，

当混凝土的内部湿度变化较慢，表面湿度却可能生剧烈变化，面对如此状况，如若养护不及时周到，这样时干时湿，内部混凝土制约其表面的干缩变化，也能够造成裂缝。第三，作为一种脆质材料，混凝土的抗拉强度远不如抗压强度，仅为抗压强度的1/10 左右，短期加强拉伸负荷时，其极限拉伸变形只有（0.6~1.0）×10-4，长期加强拉伸负荷时，极限拉伸变形也只有（1.2~2.0）×10-4；第四，由于原材料的不均匀性，不稳定的水灰比及运输、浇筑过程中的离析现象，在相同的混凝土中，抗拉强度也是不均匀的，这就造成了混凝土中存在诸多容易裂缝的薄弱部位。

通常来讲，钢筋混凝土的拉应力由钢筋来承担，混凝土只用来承受压应力；一旦纯混凝土内部或钢筋混凝土的边缘出现拉应力，则必须由混凝土自身来承受。常规设计中都明确要求不允许出现拉应力抑或只允许很小的拉应力，但是在实际施工过程中，混凝土由原来最高温度被冷却到稳定的温度进行运转，将在混凝土的内部引起较大拉应力，然而温度应力可以超过其它外在负荷载引起的拉应力，因此温度应力的变化规律对于合理的结构设计和施工的安全进行极为重要。

二、对温度应力的分析

以温度应力的形成过程作为依据，其可分为三个阶段：

早期阶段：即从混凝土的浇筑开始至水泥的放热结束，一般约一个月。这个阶段水泥将释放大量的水化热，弹性模量变化剧烈。由于弹性模量的变化，这使混凝土内部形成残余的应力。

中期阶段：即从水泥放热结束起到混凝土冷却到一定稳定温度时止，由于混凝土内部的冷却和外界气温引起了温度应力，这些应力与原有的内部残余应力相互叠加。

晚期阶段：即混凝土彻底冷却之后的运转时期，由于外界的气温变化引起温度应力，这些应力将与前期和中期的残余应力进行叠加。

根据诱因的不同可将温度应力可分为两大类：①自生应力即对于没有任何边界约束或静止的结构来说，内部的温度呈非线性分布，因为结构本身的互相约束而出现的温度应力；例如，桥墩结构尺寸较大，混凝土冷却时表面温度与内部温度差距较大，导致表面出现拉应力，中间出现了压应力；②约束应力指由于结构因为全部或者一部分边界受到了外界约束而不能自由变形引起的应力。以上两种温度应力均与由于混凝土的干缩引起的应力协同作用。

三、对混凝土裂缝的温度控制和防范

（一）从对温度的控制和约束条件的改善两个方面着手防止裂缝，减轻温度应力的方式

控制温度。①通过改善骨料的级配，用干硬性混凝土掺入混合料，加塑化剂或引气剂等方式，减少混凝土中掺入的水泥用量；②搅拌混凝土用水冷却碎石以达到对降低混凝土的浇筑温度；③天气炎热时，减少浇筑混凝土厚度，利用浇筑层面进行散热；④将水管埋设在混凝土中，通过注入冷水来降温；确定合理的拆模时限，当温度骤降时及时对表面进行保温，以防混凝土的表面发生急剧的温

度差异；在寒冷季节对施工过程中长期暴露的混凝土浇筑块或薄壁结构采取保温措施。

改善约束条件。合理进行分缝和分块，尽可能的避免基础的起伏；安排合理的施工程序，避免巨大的高差和长期暴露侧面；

（二）对混凝土配合比及水灰比的严格掌握

为有效控制和预防发生混凝土的温度裂缝，可根据工程条件，统一优化设计砂率、水泥用量、水灰比及相关掺入料的用量等的配比，优中选优。砂率适用性的选择对混凝土裂缝的控制起着积极作用；随砂率增大，混凝土的干燥收缩率也随之增大。对于泵送混凝土，过高的砂率能导致混凝土变得粘稠，内部摩擦阻力从而导致混凝土的扩展性和流动性随之下降；同时结构表层也容易因此产生较厚的砂浆层，这种状况不利于对混凝土裂缝的防控，所以在预拌用于顶板的混凝土时，其砂率应当综合考虑泵送高度、泵送过程与混凝土的标号等条件。相反的，由于粗骨料含量随着砂率的减小而增大，相同条件对比，当混凝土弹性模量较高，其收缩量相对较小，且由于粗骨料能够制约收缩，可大大减少混凝土开裂的可能。水泥浆体水分蒸发时所引起的自身收缩及塑性收缩会对混凝土的温度裂缝产生影响，增加混凝土中的水泥、水的用量，致使水泥浆的体积随之增大，这将增大混凝土的干缩程度，从而引发混凝土的干缩裂缝和塑性收缩裂缝。在进行混凝土配比设计过程中以满足强度要求为前提，选择最适当的水泥用量，选用收缩小和水化热的水泥，可以有效地降低混凝土的裂缝发生率。

（三）从混凝土的早期养护做起

实践证明，常见的混凝土裂缝，多数是深度不同的表面裂缝，裂缝的形成主要是由于温度的梯度造成严寒地区温度骤降，这极其容易形成裂缝。从温度应力的观点出发，要做到保温应达到如下要求：①防止混凝土的内外温度差额及混凝土表面温度梯度，以预防混凝土表面裂缝。②防止混凝土温度过低，设法将混凝土的施工期间的最低温度不低于混凝土在被使用期间的稳定温度。③防止老混凝土温度过低，减少新老混凝土之间的相互制约。早期养护混凝土，根本目的在于保持适宜的温度和湿度的条件，一方面达到使混凝土免遭不合时宜的温度和湿度变话的侵扰，防止冷缩裂缝和干缩裂缝的危害的作用；一方面达到保证水泥的水化作用的顺利进行，以期发挥设计的强度和抗裂能力的作用。

综上所述，随着混凝土的应用逐渐趋于普遍，混凝土在我国建设起到了越来越重要的作用，控制和改善混凝土裂缝的现象应当充分引起我们的重视。虽然学术界对于混凝土裂缝的计算方法和形成原因等都有自己不同的简介，但对于具体混凝土的控制、预防和改善的措施意见比较统一，经过实践证明。这些措施的效果还是比较令人欣慰的，在具体的施工过程中。我们多看、多比，出现问题就多分析、多总结。总之，结合多种控制和防护手段，完全可以避免混凝土的温度裂缝。

参考文献：

[1]崔志雷．浅谈混凝土温度裂缝的成因与控制[m]．科技信