混凝土施工溫度與裂縫防治

在大體積混凝土中，溫度應力及溫度控制具有重要意義。施工中由于溫度而產生的裂縫，影響到結構的整體性和耐久性。有必要對其成因和處理措施進行研究。

一、裂縫原因

混凝土硬化期間水泥釋放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

二、溫度應力分析

溫度應力的形成過程可分為早中晚三個階段。

(1)早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

(2)中期：自水泥放熱作用基本結束至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相迭加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

(3)晚期：混凝土完全冷卻后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應力可從控制溫度和改善約束條件兩方面著手。

控制溫度的措施如下：

(1)改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。

(2)拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

(3)夏季澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。

(4)在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫。

(5)規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度。

(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施。

改善約束條件的措施有三條，合理地分縫分塊;避免基礎過大起伏;合理安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫。

為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。

四、混凝土的早期養護

實踐證明，混凝土常見裂縫大多是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降形成裂縫。混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。

從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫;防止混凝土超冷，應盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度;防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩方面效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮;另一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。

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