高溫季節(jié)混凝土施工如何防止裂縫的產(chǎn)生

趙玉斌

我國南方一年一度的盛夏季節(jié)，既是高溫又是雷雨交加的季節(jié)。高溫季節(jié)混凝土施工是裂縫產(chǎn)生的易發(fā)期，為切實(shí)加強(qiáng)高溫期安全質(zhì)量的生產(chǎn)工作，本文針對(duì)高溫混凝土施工、溫度應(yīng)力形成與裂縫產(chǎn)生的原因作了大致的分析。

1 溫度應(yīng)力的形成

1)自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束一般約為 30 d，這時(shí)水泥放出大量的水化熱和混凝土的彈性模量急劇變化，因彈性模量的變化混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力稱為早期溫度應(yīng)力的形成。2)自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度為止，由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起的應(yīng)力稱為中期溫度應(yīng)力的形成。在這期間混凝土的彈性模量與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，其混凝土的彈性模量變化不大。3)結(jié)構(gòu)物在沒有完全靜止和無任何約束時(shí)，內(nèi)部溫度是非線性分布的，這時(shí)混凝土表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力。

2 產(chǎn)生裂縫的主要原因

1)混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)結(jié)構(gòu)物某個(gè)面受到曝曬后溫度明顯高于其他位置，溫度梯度是非線性分布。結(jié)構(gòu)物內(nèi)部發(fā)生變化，這時(shí)混凝土將發(fā)生變形，由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大而產(chǎn)生溫度裂縫，如:橋面板、大梁、橋墩側(cè)面受到太陽曝曬導(dǎo)致的溫度裂縫是最常見的原因。2)驟然降溫，突降大雨，冷空氣侵襲，日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面溫度突然下降，但因內(nèi)部溫度變化相對(duì)較慢而產(chǎn)生溫度梯度，當(dāng)這些拉應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。3)混凝土施工，收縮引起的裂縫也是常見的。混凝土收縮又可分為塑性收縮和縮水收縮兩種。a.塑性收縮時(shí)發(fā)生在混凝土施工澆筑后 4 h～5 h左右。此時(shí)水泥水化反應(yīng)決裂分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)?；炷潦湛s所產(chǎn)生的量很大，可達(dá) 1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫在構(gòu)件豎向變面處，如:T梁，箱梁的底板、腹板與頂板交接處因硬化前沉實(shí)不均勻?qū)a(chǎn)生表面順腹板方向的裂縫。b.混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，溫度逐步降低，混凝土體積減小稱為縮水收縮。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失較慢，因此產(chǎn)生表面收縮大，內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面混凝土收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。4)由于原材料不合格，水灰比不穩(wěn)定，拌合不均勻及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，混凝土施工工藝不合理，如:混凝土澆筑過快，振搗不密實(shí)，施工時(shí)模板剛度不足，過早拆模，在高溫下澆筑無保護(hù)措施等都是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因。5)養(yǎng)護(hù)不周，時(shí)干時(shí)濕，表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，混凝土硬化期間水泥放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力，尤其是在大體積混凝土澆筑后由于水泥水化放熱，致使內(nèi)部濕度很大，內(nèi)外溫差太大致使表面出現(xiàn)裂縫也是主要原因之一。

3 防治措施

在高溫季節(jié)混凝土施工應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理安排施工順序和作業(yè)時(shí)間，改善約束條件以防止裂縫的產(chǎn)生。1)改善施工條件，錯(cuò)開太陽高照時(shí)間。在夏季施工應(yīng)避免在正午(12:00～15:00)澆筑混凝土。澆筑混凝土前應(yīng)對(duì)砂石材料，模板和作業(yè)場地進(jìn)行澆水降溫、準(zhǔn)備足夠的保養(yǎng)材料，如:水泵，保養(yǎng)布等。2)改善骨料級(jí)配，控制水灰比，正確使用外加劑和合理的施工工藝。根據(jù)當(dāng)天的天氣情況和混凝土的數(shù)量以及運(yùn)距的遠(yuǎn)近來確定水灰比和坍落度。在混凝土強(qiáng)度達(dá) 70%時(shí)方可拆模。3)專人專職及時(shí)對(duì)已澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)物澆水保養(yǎng)，尤其是在施工中長期暴露的混凝土結(jié)構(gòu)物表面進(jìn)行覆蓋、保持混凝土的溫濕穩(wěn)定。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，混凝土在高溫季節(jié)施工是最易產(chǎn)生裂縫的，其主要是濕度梯度造成溫度驟降所形成的裂縫。因此對(duì)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)保持適宜的條件，可達(dá)到兩個(gè)方面的效果。一方面是使混凝土免受不利溫度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。另一方面是使水泥水化作用順利進(jìn)行，以達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。從理論分析，就澆筑混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求，因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，特別是在高溫季節(jié)混凝土施工更應(yīng)切實(shí)重視。

[1] 雷保棟，彭小金.基于溫度對(duì)大體積混凝土裂縫的影響分析[J].山西建筑，2009，35(7):165-166.