混凝土施工溫度及裂縫預(yù)控淺析

王全利

（山西省水利建筑工程局，山西 太原030006）

混凝土施工溫度及裂縫預(yù)控淺析

王全利

（山西省水利建筑工程局，山西 太原030006）

在水利工程施工中，由于溫度應(yīng)力及溫度控制兩方面的原因混凝土常出現(xiàn)溫度裂縫，從而影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，對(duì)工程質(zhì)量、安全性、穩(wěn)定性都會(huì)造成嚴(yán)重隱患，甚至造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。闡述了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與混凝土施工中溫度應(yīng)力分析，并提出防止混凝土裂縫措施，以確保整個(gè)水利工程施工質(zhì)量。

內(nèi)部溫度；混凝土養(yǎng)護(hù)；溫度應(yīng)力

混凝土作為重要的施工原材料之一，在水利工程施工中應(yīng)用相當(dāng)普遍，為確保工程質(zhì)量，混凝土的質(zhì)量控制尤為重要。混凝土裂縫成為所有混凝土施工中普遍存在的質(zhì)量問(wèn)題，不僅會(huì)導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)主體發(fā)生滲漏、變形，破壞水利工程性能及質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)使整個(gè)水利工程功能受到影響，給國(guó)家、社會(huì)及人民財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 裂縫成因分析

水、骨料、水泥、外加劑等是混凝土必不可少的原材料，并直接影響混凝土質(zhì)量。其中水泥起著關(guān)鍵性作用，主要是由于水泥和其他原材料自身的抗裂性相對(duì)較差，強(qiáng)度高，特別是水化作用過(guò)程中會(huì)釋放出大量熱量，混凝土整體溫度提升，而外界溫度沒(méi)有發(fā)生很大變化，使混凝土結(jié)構(gòu)體形成內(nèi)外部溫度差，導(dǎo)致內(nèi)部抗壓應(yīng)力、外部拉應(yīng)力出現(xiàn)沖突，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫?；炷磷鳛橐环N脆性材料，在硬化階段由于水泥與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成水化物過(guò)程中釋放出的熱能量，造成混凝土內(nèi)部溫度逐步持續(xù)提升，從而在結(jié)構(gòu)表面形成反作用力。

在溫度降低的情況下，混凝土?xí)艿浇ㄖ锘A(chǔ)（前期混凝土）的約束力，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生反作用力。外界氣溫的降低則會(huì)迫使混凝土表面反作用力增大。反作用力大于混凝土自身的抗裂能力時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

內(nèi)部濕度在大部分混凝土中變化細(xì)微或變化緩慢，而混凝土表面濕度可能會(huì)變化較大或發(fā)生劇烈變化。澆筑混凝土后若養(yǎng)護(hù)不到位、干濕不均勻，混凝土外露結(jié)構(gòu)面水分蒸發(fā)導(dǎo)致尺寸形變大于內(nèi)部混凝土的約束力，同樣會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫。由于混凝土配比中所需各種材料不均，水灰比不穩(wěn)定，以及在運(yùn)輸、澆筑過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，另外在同一部位的混凝土中抗拉強(qiáng)度也不相同，存在許多結(jié)構(gòu)脆弱部位，最終出現(xiàn)裂縫，最大均勻塑性變形的抗力低也會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫。

在混凝土結(jié)構(gòu)中，素混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了抵抗拉伸應(yīng)力，抵抗拉伸的應(yīng)力必須由混凝土本身進(jìn)行。與此不同的是，在鋼筋結(jié)構(gòu)混凝土中，混凝土自身承受沿軸線方向的應(yīng)力，鋼筋承擔(dān)抵抗拉伸應(yīng)力。但在施工中，混凝土由第一階段最高溫度冷卻到第三階段運(yùn)行階段的恒定溫度，則會(huì)在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。溫度應(yīng)力變化形成過(guò)程共分為三個(gè)階段。

前期完成混凝土施工后，后期需要進(jìn)行精心養(yǎng)護(hù)以避免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。如果后期養(yǎng)護(hù)不到位，混凝土表面水分蒸發(fā)較快，很容易導(dǎo)致變形而造成裂縫。但在實(shí)際施工過(guò)程中，大多施工技術(shù)人員對(duì)混凝土后期養(yǎng)護(hù)重視不夠，未按照相關(guān)技術(shù)要求全面養(yǎng)護(hù)，進(jìn)而造成混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

2 混凝土施工溫度控制以及裂縫預(yù)控

2.1 混凝土施工溫度控制措施

夏季施工時(shí)應(yīng)控制澆筑混凝土澆筑進(jìn)入模板溫度在25℃以下。冬季施工時(shí)應(yīng)控制澆筑混凝土澆筑進(jìn)入模板溫度超過(guò)10℃。

控制氣溫條件措施主要是減少澆筑混凝土配比中水泥的使用量，優(yōu)化混凝土骨料級(jí)配，加強(qiáng)干硬性混凝土、混合料摻入，在混凝土拌制過(guò)程中按相應(yīng)比例加入引氣劑、塑化劑。澆筑過(guò)程中可預(yù)調(diào)混凝土在澆筑時(shí)的溫度，拌制時(shí)用冰水或水提前將骨料進(jìn)行冷卻降溫。

氣溫較高時(shí)澆筑混凝土，應(yīng)降低混凝土的澆筑厚度，并擴(kuò)大澆筑面，利用混凝土的澆筑層面進(jìn)行散熱。在澆筑混凝土中提前埋設(shè)水管，通入冷水對(duì)混凝土進(jìn)行內(nèi)部降溫；另外應(yīng)保證拆模時(shí)間合理，氣溫發(fā)生驟降時(shí)及時(shí)進(jìn)行表面保溫，避免混凝土表面溫度梯度產(chǎn)生；冬季施工時(shí)應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面、薄壁結(jié)構(gòu)采取保溫措施，防止混凝土裂縫。

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)部由于氣溫變化產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：控制好混凝土內(nèi)外部的溫度差以及混凝土表面的溫度梯度，杜絕混凝土暴露在超低氣溫環(huán)境中，確?；炷潦┕て谧畹蜏囟却笥诨炷潦褂闷诘姆€(wěn)定溫度，并避免老舊混凝土過(guò)冷引起對(duì)新老混凝土的約束。

2.2 選擇合格的混凝土配比材料，嚴(yán)控材料配合比

采取改善骨料級(jí)配、摻混合料、加引氣劑或塑化劑的措施，以減少混凝土中的水泥用量來(lái)控制溫度?；炷林谱髑皣?yán)格水泥、摻合料等原材料的選擇，材料采購(gòu)人員應(yīng)優(yōu)先選擇水化熱較低的水泥，使水泥強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度保持一致，并選擇細(xì)度模數(shù)較差的水泥，以提高混凝土抗裂性。骨料應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法》選擇，并嚴(yán)格規(guī)范原材料的配合比，確?；炷临|(zhì)量。施工材料不僅應(yīng)選擇合適，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制材料配合比，結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)是混凝土施工中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)?；炷翍?yīng)力變化第一階段應(yīng)注意控制混凝土溫度、濕度，保持混凝土內(nèi)外溫度的動(dòng)態(tài)平衡，避免其出現(xiàn)干縮、變形。同時(shí)，應(yīng)保證水泥水化熱可正常進(jìn)行，確?；炷劣休^高的強(qiáng)度和良好的耐久性。施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)表面、底層應(yīng)采用覆蓋措施，并定期進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)論

混凝土施工技術(shù)是確保水利工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，在施工期間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度的控制，采取有效預(yù)防措施，避免混凝土產(chǎn)生裂縫，以提高工程質(zhì)量，確保工程正常運(yùn)行。

TV431［

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］1004-7042（2016）08-0032-02

王全利（1973-），男，2008年畢業(yè)于河北工程大學(xué)水利水電工程專(zhuān)業(yè)，工程師。

2016-06-18；

2016-07-23