混凝土的施工温度和裂缝解析

 【摘要】：随着我国社会经济的快速发展,特别是城市化建设的不断深入,混凝土工程得到了长足的发展。在混凝土施工过程中,温度应力分析与控制对混凝土施工质量有重要的影响,这是因为在混凝土施工过程中温度会对其结构稳定性造成影响,从而形成裂缝,影响工程整体的质量。本文就对混凝土裂缝的成因进行分析,然后提出有效的混凝土施工温度控制与裂缝处理措施,供有关人员参考。

【关键词】:混凝土;施工温度;裂缝

        混凝土工程是建筑工程中重要的组成部分，其质量直接关系着整个建筑工程的安全与质量。在混凝土施工过程中，裂缝普遍存在，成为工程施工中的难点，尽管在施工中采取了各种有效的措施，但措施依然存在，造成这种现象的原因是由于施工人员对混凝土温度应力变化不够重视，没有从产生裂缝的原因上汲取经验。为了控制混凝土裂缝，需要充分了解裂缝成因，加强对混凝土施工温度的控制，并科学合理的进行混凝土施工管理与养护管理，提高混凝土工程的施工质量。

　　1 混凝土裂缝成因

　　造成混凝土裂缝的因素很多，主要包括混凝土湿度与温度的变化、结构不合理、不均匀性、原材料质量差、基础发生不均匀沉降、模板变形等等。
在混凝土硬化阶段，由于水泥的水化作用会释放出大量的热量，导致混凝土内部温度上升，引起混凝土表面的拉应力。随着水化作用的结束，混凝土内部开始不断降温，在降温的过程中，由于基础等造成的约束，会导致其内部产生拉应力。同时外界温度的降低也会导致混凝土表面产生拉应力，如果拉应力的大小超出了混凝土抗裂能力，混凝土表面就会产生裂缝。另外，混凝土内部湿度变化较为缓慢，但其表面的湿度会受到外界环境的影响而发生较大的波动。如果对混凝土养护不合理，混凝土内部湿度就会对其表面的干缩性造成制约，这也是产生混凝土裂缝的原因之一。

　　2 混凝土温度应力分析

　　根据混凝土温度应力产生的过程，能够将温度应力分为以下三个阶段: ( 1) 从混凝土浇筑到内部水泥水化放热结束，通常需要持续 30天。在这一阶段，混凝土主要有两个方面的特征: 第一，混凝土内部的水泥由于水化作用会释放大量的热量; 第二，这一阶段混凝土弹性模量会剧烈的变化，由于其弹性模量的变化会导致其内部出现残余的应力。( 2) 温度应力中期主要是从水化作用结束到混凝土基本冷却结束。在这一时期，温度应力的产生主要是由于混凝土冷却、外部温度变化引起的，这些应力与第一阶段混凝土内部残留的应力雷击。这一时期混凝土弹性模量不会发生太大的变化; ( 3) 在混凝土完全冷却后的运转其为混凝土温度应力的晚期。这一阶段外界温度变化是温度应力的主要来源，并对上两个阶段混凝土内部残余的应力相累积。

　　3 混凝土施工温度控制以及裂缝防治措施

　　3． 1 混凝土施工温度的控制措施
控制温度是防止混凝土裂缝重要的手段之一，具体的措施体现在以下几个方面: ( 1) 在混凝土配置过程中，应该适量的减少混凝土中水泥的用量。具体可以采用的措施包括掺混合料、使用硬性混凝土、改善骨料级配、添加塑化剂与引气剂。( 2) 在混凝土拌合过程中，加入适量的水，并在碎石添加前用水进行冷却，降低混凝土的浇筑温度。( 3) 在炎热的夏季进行缓凝土浇筑时，应该适当的减小混凝土浇筑的厚度，采取浇筑层散热的方式，控制混凝土温度; ( 4) 大面积混凝土浇筑过程中，可以在混凝土内部埋设水管，并流通冷水，达到降低温度的效果; ( 5) 科学的设计混凝土拆模的时间，如果外界温度下降较快，需要采取有效的保温措施，避免混凝土表面因温度急剧变化而产生裂缝; ( 6) 混凝土工程施工过程中，一些施工工期较长的工程，混凝土薄壁结构或混凝土浇筑块长时间的暴露在空气中，在历经冬季时，需要对其采用必要的保暖措施。
3． 2 防止混凝土裂缝的措施除了控制混凝土温度外，通过改善混凝土约束条件也能够对防止混凝土裂缝起到有效的作用。具体的措施体现在以下几个方面: ( 1) 合理分缝分块; ( 2) 尽可能避免混凝土基础有较大的起伏，避免出现基础不均匀沉降; ( 3) 对施工工序进行科学的安排，避免缓凝土侧面、高差长期暴露在空气中。
另外，防止混凝土裂缝的措施还包括以下几个方面: ( 1) 在混凝土中有大量毛细孔道存在，在混凝土内部水分蒸发后，毛细孔管会出现张力，导致混凝土变形。混凝土毛细孔道的孔径增加，会降低其表面的张力，从而影响混凝土的强度。( 2) 水灰比作为混凝土干缩重要影响因素，在配置过程中需要严格的进行控制。( 3) 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。( 4) 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。

　　4 混凝土早期养护

　　经过长期的实践证明，常见的混凝土裂缝，主要以表面裂缝为主，造成这种裂缝的原因是由于混凝土温度梯度变化造成的。因此，加强对混凝土的早期养护对防止混凝土前期裂缝具有重要的作用。基于上述对温度应力的分析，对混凝土早期的保温养护需要满足以下几个方面的要求: ( 1) 避免混凝土内部温度与外部温度差超过其表面的梯度，避免混凝土表面裂缝形成; ( 2) 避免混凝土出现超冷现象，应该保证施工期间混凝土的温度超过混凝土试用期稳定温度; ( 3) 避免老混凝土出现过冷现象，以减少其对新混凝土的约束。
对混凝土的早期养护，主要在于保持混凝土的温度、湿度条件，实现以下效果。第一，保证混凝土不会由于温度或湿度变化而出现变形、干缩等问题; 第二，保证混凝土中水泥水化作用有效的进行，达到混凝土设计的抗裂强度。一般来说，温度与湿度环境是相互关联的，常用的保温措施同时也具有一定的保湿效果。
理论上说，新浇筑的混凝土中，水分能够满足水泥水化作用要求，但是由于温度引起的水分蒸发会导致水分流失，影响水泥的的水化反应，从而对混凝土表面质量造成影响。所以，在混凝土刚刚浇筑后的一段时期，是混凝土工程养护的关键时期，相关的施工人员应该加强对前期养护的重视。

　　5 总结

　　综上所述，混凝土工程是建筑工程中重要的组成部分，混凝土施工质量关系着整个建筑工程的质量质量与使用功能。在混凝土工程中，裂缝是影响其质量的重要病害，也是整个混凝土施工中的控制难点与重点。为了防止混凝土裂缝，不仅需要对混凝土施工温度进行有效的控制，还需要改善混凝土约束条件，加强对混凝土的前期养护，提高混凝土整体的质量，确保建筑工程整体质量。

　　参考文献
［1］王丽娟． 浅谈混凝土的施工温度与裂缝［J］． 工程技术，2012，31( 17) : 124 －125．
［2］王淑英． 怎样控制混凝土的施工温度与处理混凝土的裂缝［J］． 建筑工程，2013，23( 4) : 99 －100．