混凝土溫度裂縫的原因分析與防治措施

摘 要：砼的溫度裂縫影響著結構的整體性和耐久性，對砼的溫度裂縫特征及原因進行了分析，從材料選用、溫度控制、約束條件和養護保溫等四個方面提出了一些預防和治理措施。

關鍵詞：砼溫度裂縫 原因分析 防治措施

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0101-01

砼是一種由骨料、水泥、結構鋼筋及存留其中的氣體和水組成的非勻質性材料，在現代工程建設中占有重要的地位。但是在實際施工時，由于在硬化過程中各種材料變形不一致，混凝土普遍存在裂縫現象，常常出現溫度裂縫。盡管在施工時采取各種措施，但裂縫仍然時有出現。絕大多數裂縫是肉眼看不見的微裂縫，只有肉眼可見的宏觀裂縫才是通常所說的裂縫?；炷廉a生裂縫的原因很多，對結構的影響差異也很大，其中溫度應力及溫度控制是重要的原因之一，工程中出現的由于溫度引起的溫度裂縫，嚴重影響著結構的整體性和耐久性，它對工程防災減災也具有重要的意義。因此，在工程設計和施工時，須弄清裂縫產生的機理，考慮溫度裂縫產生的各種原因，避免和控制溫度裂縫的產生。

1 溫度裂縫的特征及產生的原因

砼溫度裂縫的走向無一定規律性，大面積結構裂縫常縱橫交錯；梁板類或長度尺寸較大的構件，裂縫多平行于短邊，裂縫沿全長分段出現，寬度大小不一。溫度裂縫一般可分為表面裂縫和貫穿裂縫，它主要出現在大體積砼結構或者溫差變化較大地區的砼結構中。砼澆筑后，在硬化過程中，水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用，由此產生的溫度收縮應力是砼結構產生裂縫的主要原因。表面裂縫是由于砼表面和內部的散熱條件不同，存在較大的溫度差，形成了溫度梯度，從而使砼的內部產生壓應力，表面產生拉應力，當表面的拉應力超過砼的抗拉強度所引起的。貫穿裂縫是由于大體積砼在強度發展到一定程度，溫度逐漸下降，降溫差引起的變形加上砼因失水引起的體積收縮變形，受到地基和結構邊界條件的約束引起的拉應力，超過砼抗拉強度所產生的貫穿整個界面的裂縫。

2 溫度裂縫的防治措施

根據以上對溫度裂縫成因的分析，應主要從原材料的選用、施工階段的溫度控制、約束條件的改善、養護保溫等方面考慮預防和控制砼溫度裂縫。

2.1 原材料的選用

2.1.1 水泥的品種

在常溫下不同品種的水泥在不同齡期的水化熱是不同的，高水化熱水泥前3 d的水化熱為70～85 kcal·kg-1，中水化熱水泥前3d的水化熱為50～70 kcal·kg-1，低水化熱水泥前3d的水化熱為40～60 kcal·kg-1。如果砼越厚，內部的熱量不易散發而積聚，使內部溫度升高，隨之溫度應力也越大，隨著時間的延長，所產生的溫度裂縫逐漸增大延伸成貫穿裂縫。因此對于大體積或大斷面的砼結構，應優先選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥。

2.1.2 骨料的選用

選用質量優良的粗細骨料，可以提高砼的和易性，達到改善砼工作性能的目的，同時可以代替水泥，降低水化熱。

工程上應根據結構的斷面尺寸和砼輸送泵的內徑，合理選擇骨料粒徑。實踐證明：選用粒徑大的粗骨料，可減少水泥和水的用量，進而減小水化熱。因此，施工時要優先選用級配良好粒徑較大的粗骨料。

細骨料以中砂為宜，同樣可降低水泥水化熱、砼溫升和收縮。

2.2 溫度的控制

為了降低砼溫度裂縫的產生，工程上一方面采用改善骨料級配，選用干硬性砼，摻加外加劑等措施減少水泥用量；另一方面在拌和砼時預先用水將粗骨料冷卻。同時，應該提供溫度散發的途徑，利用澆筑面散熱；對于大體積砼，在砼中埋設冷水管；控制拆模時間，以免砼表面發生急劇的溫度梯度；對于施工中長期暴露的砼澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施。

2.3 改善約束條件

（1）合理地分層、分塊澆筑，改善因結構本身互相約束而出現的溫度應力。

（2）避免地基起伏過大，防止結構邊界受到外界的約束不能自由伸縮變形。

（3）控制澆筑流程，合理安排施工工序，避免過大的澆筑高差。

（4）在底板高低起伏和截面突變處，做成漸變化形式，消除或減少約束作用。

2.4 養護和保溫

2.4.1 一般砼結構

砼澆筑后，應加強養護和保溫，控制結構與外界溫度梯度在25 ℃范圍內。砼的裸露表面及時噴水養護，夏季應適當延長養護時間，提高抗裂能力。在冬季蒸汽養護時，適當延長保溫和脫模時間，控制好溫度的升降速度，使升溫速度不大于15 ℃/h，降溫速度不大于10 ℃/h。防止溫度驟變引起過大的溫度應力，導致裂縫的出現。對于基礎部分的砼結構應及早回填，保溫保濕，減少溫度收縮裂縫。

2.4.2 大體積砼結構

大體積砼澆筑后，表面及時用草墊、草袋或鋸屑覆蓋，并灑水養護；深坑基礎可采取灌水養護。加強養護期間的測溫工作，使砼緩慢降溫緩慢收縮，有效降低約束應力，提高結構的抗拉能力。

3 結語

砼的溫度裂縫對鋼筋銹蝕、碳化、抗凍融、抗疲勞以及結構的承載力等方面都有較大的影響，施工時應針對不同的工程項目，具體分析采用相應的措施，預防或減少溫度裂縫的出現。尚若不慎出現了溫度裂縫，應及時進行鑒定分析，積極采取措施進行補救，防止裂縫的進一步發展，這對保證砼的強度和結構的整體性、安全性和耐久性具有重要意義。

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