浅谈混凝土的施工温度与裂缝的关系

混凝土，简称为“砼（tóng）”：指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。在建筑中混凝土出现裂缝直接影响工程质量。下面我将结合理论知识与多年施工实践谈谈施工温度与混凝土裂缝的关系，力求避免建筑工程中混凝土产生裂缝。

一、产生裂缝的原因与温度应力分析

在大体积混凝土中，混凝土产生裂缝的主要原因是由于温度应力的作用。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

1. 根据温度应力的形成过程可分为以下3个阶段：

早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征.一是水泥放出大量的水化热，二是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。

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。

晚期：混凝土完垒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。

2. 根据温度应力引起的原因可分为两类

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。约束应力：结构的垒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。如箱粱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引起的应力共同作用。

3.控制温度措施

1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，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

2）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； 3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热 4）在混凝土中埋设冷却水管，通入冷水降温

5）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

6）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

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要的，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑砼早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

二、温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从温度控制和改善约束条件两个方面着手。 控制温度的措施如下：

1）采用干硬性混凝土，使用外加剂，混合料减少混凝土中水泥用量。 3）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。 4）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。 5）在混凝土中埋设水管，通过冷水降温。

6）不能拆模过早，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。

7）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。

改善约束条件的措施是： 1）合理分缝分块。 2）避免基础过大起伏。

3）合理安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

另外正确使用外加剂也是减少裂缝的重要措施。在实践中总结出其主要作用为：

1）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。 2）减水防裂剂可有效提高混凝土的抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。 3）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。

三、混凝土的早期养护

实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面温度梯度，防止表面裂缝。 2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以達到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，但由于蒸发等原因常常引起水分损失，从而

推迟或妨碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。

总结

在房屋建筑施工中常遇到质量通病是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。在施工中切实抓好混凝土的配和比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节，尽可能将其有害程度控制在允许范围之内，通过改善混凝土的质量并采取有效的浇注后的防治措施，混凝土的质量通病现象是可以避免的。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社，1997. [2]水蕴华.科学技术研究方法[M].西北工业大学出版社，1988. [3]吴岱明.科学研究方法学[M].湖南人民出版社，1987.