淺談混凝土施工中溫度裂縫的成因及處理措施

黃明剛

摘要：現階段，混凝土施工技術被廣泛使用于房屋或者道橋的建設，然而在施工時卻常常會被混凝土由于溫度變化而出現裂縫的問題所困擾。而通過多年的現場觀察和通過查閱有關混凝土內部應力方面的專著，筆者想在下文中對混凝土溫度裂縫產生的原因、現場混凝土溫度的控制和預防裂縫的措施等進行相關的闡述，希望能對混凝土施工技術的改善有所幫助。

關鍵詞：混凝土施工；溫度裂縫；相關成因；處理措施

中圖分類號：TU37 文獻標識碼： A

前 言：

隨著我國城市化進程的不斷推進，全國各個地方都在大興土木，而混凝土施工技術作為其中的主角，在相關的施工建設中扮演著不可替代的重要角色。混凝土具有強度高、硬度適中等優點，但是也存在其具有的弊端，由于施工技術水平的限制，混凝土施工中不可避免的會出現一些溫度裂縫，這些裂縫對于橋梁或是房屋等建筑體都存在著一定的影響，并且可能會成為相關的安全隱患，所以改善混凝土施工技術，盡可能的減少溫度裂縫的出現就具有十分重要的意義。

1. 混凝土溫度裂縫產生的原因

1.1混凝土溫度裂縫產生的機理

只有了解了混凝土溫度裂縫產生的機理，才能采取相應的措施，從而從其根源上對其進行有效的防治，也只有這樣才能起到較為明顯的立竿見影的效果，這也就是所謂的“知己知彼，百戰百勝”，由此可見，了解混凝土溫度裂縫產生機理的重要性不容小覷。顧名思義，溫度裂縫肯定是與溫度有著千絲萬縷的關系，事實也是如此，在混凝土澆筑后的硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱，這些汽化熱就是產生溫度裂縫的直接原因，為什么這么說呢？因為由于混凝土的體積較大, 大量的水化熱聚積在混凝土內部不易散發, 導致內部溫度急劇上升。可是混凝土表面由于能夠接觸到外部流動的空氣，因而散熱相對來說較快, 混凝土內外的結構散熱速度不一致，這就導致內部與外部熱脹冷縮的程度不同, 使混凝土表面產生一定的拉應力，而當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時, 混凝土表面就會產生裂縫。換言之，也就是說混凝土汽化熱造成的其內外結構的溫差是溫度裂縫的直接的原因。而在實際的施工過程中，由于施工的環境更為復雜和不可預料，所以這種溫度裂縫出現的可能性就進一步提高了，尤其是在混凝土施工中后期遇到溫差變化較大或者是混凝土受到寒流的襲擊的情況時,低溫會導致混凝土表面溫度急劇下降并且產生收縮, 表面收縮的混凝土與內部熱量還未釋放的混凝土形成了鮮明的對照, 將會產生很大的拉應力而出現裂縫, 這種裂縫雖然往往只在混凝土表面較淺的范圍內產生，但是其一旦出現就不會是一小部分，常常是在一定的范圍內密集出現。而裂縫一旦出現，不僅會降低混凝土的相關性能參數，引起混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞和抗滲透的能力，而且由于裂縫為混凝土中的鋼筋接觸氧氣提供了良好的環境，因而會混凝土中鋼筋的銹蝕, 二鋼筋都被銹蝕了，也就為相關的建筑埋下了安全隱患。

1.2混凝土溫度裂縫的影響因素

了解了混凝土施工中溫度裂縫產生的機理后，再讓我們了解一下影響混凝土溫度裂縫的相關因素，這樣有助于我們進一步加深對于混凝土溫度裂縫的認識，從而采取有效的措施，對混凝土溫度裂縫進行相關的防治。結合混凝土溫度裂縫的成因我們不難推測，影響其的重要因素就是溫差，溫差越大，在混凝土中產生的張力和拉力也就越大，相關的裂縫也就越多越密集。那么什么因素會影響到溫差呢？通過多年的觀察總結和查閱相關的文獻著作，筆者發現混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關。混凝土越厚, 水泥用量越大，在澆筑時可能產生的內外的溫差也就越大。而對于大體積混凝土, 其形成的溫度應力與其結構尺寸相關，并且總體上呈現一種正相關的趨勢。也就是說，在一定尺寸范圍內, 混凝土結構尺寸越大, 其外部冷卻的速度越快，其內部散熱的速度越慢，因而其產生的溫差也就越大, 所以引起裂縫的危險性也越大, 這就是大體積混凝土易產生溫度裂縫的主要原因。

2. 現場混凝土溫度的控制和預防裂縫的措施

2.1混凝土原材料的選擇和其配比

既然已經明確了混凝土施工中溫度裂縫產生的成因及其影響因素都在于“溫差”二字，那么只要采取有效的措施在某種程度上將溫差控制住，就能有效的減少溫度裂縫出現的可能性。所以我們首先可以從混凝土原材料的選擇和其配比方面著手。一方面我們可以通過盡量選用低熱或中熱水泥, 減少水泥用量的方式減少溫度裂縫的產生。 選擇了地熱或者中熱的水泥原料，就可以有效的降低在澆筑混凝土過程中產生的熱量，而產生的熱量一旦降低，相關的溫差也自然而然的會隨之降低，進而相關的溫度裂縫會有效的減少。并且值得一提的是，這種方法十分適用于大體積鋼筋混凝土引起的裂縫，因為大體積鋼筋混凝土裂縫產生的主要原因是水泥水化熱的大量積聚, 使混凝土出現早期升溫和后期降溫, 產生內部和表面的溫差。而由于的用途就決定的其的體積較大，因而不能通過減少水泥用量的方式減少溫度裂縫的數量，在這種情況下，通過選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥減少溫度裂縫出現的頻率也就具有了十分重要的意義。此外，值得一提的是，在摻加泵送劑或粉煤灰時, 也可選用礦渣硅酸鹽水泥，這樣才能夠起到良好的降低水泥汽化熱量的效果。另一方面，在原料方面還能夠通過摻加摻合料也就是改變原料成分的配比來改善混凝土的性能，從而有效的減少溫度裂縫出現的頻率。而在長期的混凝土施工實踐中，人們發現：在混凝土中摻入一定數量優質的粉煤灰后, 不但能代替部分水泥,起到減少水泥用量的效果，間接的降低混凝土的內部熱量， 而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應,還能 起到可觀的潤滑作用, 從而有效的改善混凝土拌合物的流動性、粘合性和保水性,起到了意想不到的良好效果。并且十分值得一提的是,在采用了上述的方法，即摻加原狀或磨細粉煤灰后, 可以有效降低混凝土中水泥水化熱,而水泥的水化熱一旦下降，其相應的溫差就得到了有效的控制，減少絕熱條件下的溫度升高，這樣溫度裂縫就會得到有效的控制。

2.2 混凝土施工工藝相關控制

雖然從原料方面進行控制具有一定的效果，但是由于原料影響混凝土溫度裂縫的程度是有限的，所以盡管在原料方面做了很多工作，其能夠起到的效果也是十分有限的，在這種情況下，我們就要從其他方面尋找控制混凝土溫度裂縫的方法了，對混凝土的施工工藝進行相關的控制就是一種有效的方法。事實上，混凝土的施工工藝在很大程度上決定了澆筑混凝土中溫度裂縫的數量，高水平的施工工藝可以有效的控制相關的溫度裂縫，獲得高水平的混凝土。在實際的生產實踐中，我們可以從以下幾個方面改善混凝土澆筑的工藝：首先可以有效的改善攪拌工藝，攪拌得充分，就可以為高水平的澆筑打下良好的基礎，通常采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝進行相關的澆筑工作, 這是因為這種澆筑工藝不僅可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿的界面上, 而且可以使硬化后界面過渡層結構致密、粘結力增大, 從而提高混凝土強度10% 或節約水泥5% ,這樣水化熱和裂縫的數量就會獲得很大程度上的降低。總而言之，改善混凝土的攪拌加工工藝, 在傳統“三冷技術”的基礎上采用二次風冷新工藝,就會使混凝土的溫差獲得有效的控制，從而有效的降低混凝土的澆筑溫度，減少裂縫的數量。其次則應該嚴格控制澆筑流程，合理的施工工序是良好的建筑效果的有力保障, 在澆筑過程中我們可以通過分層、分塊澆筑的形式, 盡快將混凝土中積聚的熱量散出去，從而有效的避免溫差過大。而對于已經澆筑成型的混凝土, 在終凝前進行二次振動, 可有效降低混凝土中的溫差，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,這種均勻的結構可以有效的提高粘結力和抗拉強度,并減少內部裂縫與氣孔, 提高抗裂性。最后則應該注重澆筑完畢后的養護，很多人覺得混凝土澆筑完畢后就沒有事情了，事實上這也是一個絕大多數人都會陷入的誤區。混凝土養護水平的高低直接影響著其后的性能，因而混凝土養護的重要性不可忽視。在混凝土的養護方面主要需要保持適當的溫度和濕度條件。可以通過覆蓋潮濕的麻布等措施進行養護，同時要注意極端天氣下的保溫或者降溫，這里筆者就不再贅述。

3. 結語

綜上所述，混凝土施工中溫度裂縫的成因主要是由于澆筑過程中水泥內部的熱量不易散出，水泥體外部的熱量又較易散失，由此溫差就產生了相關的張力和拉力，而張力和拉力超過混凝土的承受范圍就會產生裂縫。明白了溫度裂縫的成因后，我們就可以抓住溫差，從原材料和施工工藝入手，控制溫度裂縫的數量和范圍，從而獲得良好的混凝土澆筑效果。

參考文獻：

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