混凝土施工中溫度裂縫的分析與控制

黃正瑞

【摘要】混凝土施工階段，由于溫度應(yīng)力的變化，導致混凝土可能出現(xiàn)溫度裂縫，影響到混凝土施工質(zhì)量與安全。本文就混凝土施工中溫度裂縫的成因分析，并提出具體的控制對策。

【關(guān)鍵詞】混凝土;溫度裂縫;溫度應(yīng)力;控制對策;約束條件

混凝土是工程建設(shè)的重要材料，多數(shù)項目施工時都需使用混凝土。為保證混凝土施工質(zhì)量，需對混凝土溫度裂縫進行分析控制，消除施工安全隱患，充分發(fā)揮出混凝土施工價值與優(yōu)勢。

1、混凝土施工中溫度裂縫分析

1.1裂縫原因分析

混凝土硬化過程中，水泥會放出大量水化熱，導致混凝土內(nèi)部溫度不斷上升，進而導致混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。后期混凝土凝固過程中，混凝土會出現(xiàn)大幅度降溫，在新舊混凝土的作用下，導致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低會導致混凝土表面產(chǎn)生一定拉應(yīng)力，在多個拉應(yīng)力集中后，一旦拉應(yīng)力大于混凝土的抗裂強度，混凝土則會出現(xiàn)裂縫。

混凝土作為一種脆性材料，抗拉強度僅為抗壓強度的十分之一。由于，混凝土原材料配比不合適、水灰比不穩(wěn)定、運輸出現(xiàn)離析現(xiàn)象，導致混凝土內(nèi)部的抗拉強度存在差異性。部分區(qū)域的抗拉能力非常低，則極易出現(xiàn)混凝土裂縫。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要由鋼筋進行承擔，混凝土僅承受壓應(yīng)力。在素混凝土施工設(shè)計時，應(yīng)當避免混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，導致混凝土施工質(zhì)量下降。

在實際施工過程中，混凝土由最高溫度冷卻到運行時期的穩(wěn)定溫度，由于溫度梯度的快速變化，導致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，如溫度應(yīng)力超過外部荷載應(yīng)力時，混凝土則可能在溫度應(yīng)力的影響下，導致混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，無法保證混凝土施工整體質(zhì)量與安全[1]。

1.2溫度應(yīng)力分析

早期，混凝土澆筑施工開始，直到水泥放熱基本結(jié)束，該時期約為30d，該階段混凝土溫度應(yīng)力變化時，主要是發(fā)出大量水化熱，導致混凝土彈性模量的急劇變化，使得混凝土內(nèi)部形成殘余應(yīng)力。

中期，從水泥放熱階段到混凝土冷卻階段，該時期溫度應(yīng)力變化時，主要是由于混凝土的自然冷卻與外界氣溫的變化，進而與早期形成的殘余應(yīng)力進行疊加，該時期混凝土的彈性模量變化不大。

晚期，混凝土完全冷卻并投入使用后，溫度應(yīng)力的產(chǎn)生，主要是由于外界氣溫變化引發(fā)，該時期產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，與早期、中期的溫度應(yīng)力進行疊加。在混凝土溫度應(yīng)力計算時，需對混凝土徐變進行考量，分析混凝土可能出現(xiàn)的溫度裂縫情況，主動對其裂縫隱患進行規(guī)避，保證混凝土施工質(zhì)量與安全，對溫度應(yīng)力進行合理控制，提高混凝土項目的整體建設(shè)可行性。

2、混凝土施工中溫度裂縫的控制對策探討

2.1溫度控制對策

第一，在對混凝土溫度控制時，應(yīng)當對骨料配比進行合理改善，如使用干硬性混凝土制備混合料，或在混合料中加入塑化劑、引氣劑，進而合理控制混凝土中的水泥用量，實現(xiàn)對混凝土溫度的控制。

第二，在混凝土拌和過程后，預(yù)先加入一定水量，或利用冷水對碎石進行整體冷卻處理，進而有效降低混凝土的澆筑溫度。

第三，若施工環(huán)境溫度過高時，必須合理減小混凝土的澆筑厚度，使得混凝土澆筑層得到快速散熱，保證后續(xù)混凝土澆筑的質(zhì)量與安全。

第四，工作人員在混凝土澆筑前，預(yù)先埋設(shè)水管。在混凝土澆筑過程中，及時通入冷水對混凝土進行降溫處理[2]。

第五，混凝土施工后期需進行拆模處理，工作人員需根據(jù)實際現(xiàn)場施工條件，對拆模時間進行合理控制。若氣溫驟降時，則需要對其表面進行保溫處理，避免混凝土表面出現(xiàn)急劇的溫度梯度，影響到混凝土凝固質(zhì)量。

第六，混凝土施工過程中，為避免內(nèi)部混凝土與表面混凝土出現(xiàn)較大溫度差，需對混凝土表面進行合理的溫度控制，主動規(guī)避溫度裂縫的出現(xiàn)。

2.2約束條件改善

第一，對混凝土設(shè)置合理的施工裂縫，規(guī)避溫度裂縫的出現(xiàn)。

第二，對混凝土施工工序進行細化，避免過大的高度差，導致混凝土構(gòu)件側(cè)面長期暴露，影響到混凝土凝固質(zhì)量。

第三，混凝土溫度裂縫控制時，應(yīng)當對混凝土的水灰比進行合理控制，混凝土制備時，合理應(yīng)用減水防裂劑，有效控制混凝土的用水量，對溫度裂縫進行一定抑制。

第四，通過對混凝土溫度裂縫分析可知，水泥用量是混凝土收縮的重要影響因子。為此，工作人員可摻加減水防裂劑，使得混凝土的水泥用量得到一定控制，并利用骨料補充混凝土體積缺失，保證混凝土施工質(zhì)量。

第五，通過減水防裂劑的合理應(yīng)用添加，可對水泥漿的黏稠度進行合理調(diào)整，減少混凝土出現(xiàn)泌水問題，避免混凝土出現(xiàn)沉縮變形。

第六，混凝土施工過程中，混凝土收縮會受到約束力的制約，當拉應(yīng)力大于混凝土強度時，混凝土則會出現(xiàn)裂縫。通過添加減水防裂劑，可有效提高混凝土的抗拉強度，提升混凝土的抗裂性能，避免混凝土出現(xiàn)嚴重溫度裂縫。

第七，在外加劑的合理應(yīng)用下，可有效提高混凝土的密實度，保證混凝土具有很好的抗氧化性，可規(guī)避混凝土出現(xiàn)碳化收縮，進而產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。

第八，在減水防裂劑的合理應(yīng)用下，可使得混凝土緩凝時間得到有效控制，避免混凝土由于水泥水化放熱，導致混凝土出現(xiàn)較大的溫度變化，同時可避免水泥長期不凝固，影響到混凝土凝固質(zhì)量，增加混凝土塑性收縮裂縫的產(chǎn)生風險。

第九，通過外加劑的應(yīng)用，可保證混凝土和易性較高、表現(xiàn)易搓平，進而形成微膜，對混凝土水分蒸發(fā)進行一定控制，減少混凝土干燥收縮。

第十，通過對混凝土裂縫問題進行深入分析可知，主要是由于溫度梯度的存在，導致混凝土無法進行整體凝固，導致混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。為此，在對混凝土溫度裂縫進行控制時，應(yīng)當對混凝土進行早期養(yǎng)護，避免混凝土內(nèi)外出現(xiàn)較大溫度差，避免混凝土表面裂縫出現(xiàn)。為防止混凝土出現(xiàn)超冷問題，應(yīng)當對混凝土的溫度與施工環(huán)境溫度進行對比，以保證混凝土的整體凝固質(zhì)量與安全。通過對混凝土溫度進行合理控制，可避免混凝土澆筑過程中產(chǎn)生更多約束力，保證混凝土達到預(yù)期設(shè)計的強度與抗裂效果。

結(jié)語：

綜上，筆者對混凝土施工中溫度裂縫的分析與控制進行闡述，旨在說明混凝土溫度裂縫控制工作開展的必要性與重要性。通過對約束條件合理改善，有效規(guī)避溫度裂縫問題的發(fā)生，保證混凝土項目的整體施工安全性與可靠性。

參考文獻：

[1]孫連龍.混凝土裂縫控制技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用分析[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47（16）：35-36.

[2]蔡兆渤.淺述大體積混凝土施工中的溫度裂縫控制[J].福建建設(shè)科技，2020（02）：62-64.