浅谈混凝土构件温度裂缝与控制

    姜建华　时　鹏

    摘 要：混凝土广泛使用于工程建设中，尽管施工期采取消种施，但裂缝现象仍时有发生，分析其原因，对凝土温度应力重视不够是其中之一，下面对施工中混凝土裂缝的原因与控制做一下探讨。

    关键词：混凝土；温度；裂缝

    1 裂缝产生的原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等，在钢筋混凝土中，拉应力主要由钢筋承担，混凝土只承受压应力，在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担，在施工中混凝土由最高温度冷却到使用期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力，有时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尤为重要。

    2 温度应力的分析

    2.1 温度应力的形成分三个阶段：

    早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，约30天，阶段特征：水泥放出大量的水化热，混凝土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：自水泥放热结束起至混凝土冷却至稳定温度为止，这一时期的温度应力主要因混凝土的冷却及外界气温变化引起，这些应力与前期残余应力叠加，此期混凝土的弹性模量变化不大。

    晚期：混凝土完全冷却后的动转时期，温度应力主要是外界气温变化所致，这些应力与前两期的应力相迭加。

    2.2 根据温度应力引起的原因分为两类：

    自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度呈线性分布，由于结构本身互相约束出现的温度应力，如桥梁墩身，表面产生拉应力，中间产生压应力。

    约束应力：结构的全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 温度的控制和预防裂缝的措施。

    3．1 温度的控制措施：改善骨料级配，采用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂等措施，以减少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土时加水不或用水将碎石冷却以降低混凝土 的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理的拆模时间，气温骤降时进行保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；冬季对施工中暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构采取保温措施。

    3.2 改善约束条件的措施：合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理按排施工工序，避免过大的温差和侧面长期暴露。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很重要，施工中应以预防贯穿性裂缝为主。

    在混凝土的施工中，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。在混凝土浇筑初期，在拆模后及时在表面覆盖轻型保温材料，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力显著效果。

    加筋对大体积混凝土的温度影力影响很小，因为大体积混凝土的配筋率低，对一般的钢筋混凝土有影响。但加筋后结构内的裂缝一般变得数目多，间距小，宽度和深度较小，如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性较好。

    正确使用外加剂也是减少裂缝的措施之一。例如使用减水防裂剂。许多外加剂都有缓凝，增加和易性，改善塑性的功能，在工程实践中应多进行这方面的实验和研究，比单纯地靠改善外部条件会更加简捷，经济。

    4 混凝土的早期养护

    实践证明，混凝土常见的裂缝大多是不同深度的表面裂缝，其主要成因是温度梯度而致，寒冷地区的温度骤降也易形成裂缝。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝十分重要。

    从温度应力考虑，保温应达到下述要求：防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；防止混凝土超冷，应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；防止旧混凝土过冷，以减少与新混凝土间的约束。

    适宜的温湿度是相互关联的，混凝土的保温措施也有保湿的效果，从理论上而言，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，在施工中应重视起来。

    以上对混凝土施工温度与裂缝之间的关系进行的初步探讨，在实践中的应用效果也比较好，具体施工中我们要多观察，多分析，多总结，混凝土的裂缝问题最终还是可以解决的。