水利水電工程施工溫度的控制和防止裂縫的措施

廣東省 河源市

摘要：在現代工程建設的過程中混凝土是十分重要的組成部分，但在現實生活中混凝土會因溫度的變化而產生裂縫，為了預防這種情況的發生對混凝土進行溫度控制變得尤為重要。為此本文簡要分析了一下混凝土產生裂縫的原因，對產生裂縫的原因進行探究，并針對這些問題提出幾點預防的對策，希望能對延長建筑物的耐久性做出一些貢獻。

關鍵詞：混凝土；裂縫；控制；對策

混泥土自身很容易出現裂紋，當混凝土在現實生活中廣泛應用于我國水利水電工程建設過程中，水利水電工程中很容易出現混凝土裂縫現象。導致這種現象的原因除了使用不合格的混凝土和混凝土自身原本就不均勻以外，產生這種現象的最根本的原因是我們對混凝土溫度控制的疏忽。

一、裂縫的原因

水利水電工程施工過程中混凝土經常出現溫度裂縫，不僅影響到水利水電工程結構的整體性還影響到建筑的耐久性。在水利水電工程日常運行的過程中，結構受溫度變化影響。一方面氣溫的變化會導致混凝土的性能產生變化，氣溫下降時會使混尼土的外表會出現拉應力。另一方面在實際施工中混凝土硬化的過程會釋放大量熱能，導致混泥土整體溫度上升，在表面出現拉應力。等這個過程結束，溫度相對下降時，新的混泥土容易受到之前基礎的約束，在混凝土的內部出現拉應力。當產生的拉應力大于混凝土的抗裂能力，混泥土就會開始出現裂縫。混凝土自身內部的濕度變化速度慢、變化幅度小，但混凝土表面受外界影響，濕度變化速度快、變化幅度大。在只有混凝土沒有鋼筋或處于混凝土的邊緣的情況下，混凝土必須依靠自己承受這些拉應力。脆性是混凝土的一個重要的屬性，它的抗壓強度較好但抗拉強度很差，混凝土拉伸變形極限.由于原材料本身比例不穩定不均勻，在澆筑和運輸的過程中可能會出現離析現象，并且在同一塊混凝土其內部各處的抗拉強度也是不盡相同的，有的地方抗拉能力強，有的地方抗拉能力弱，裂縫就容易出現在抗拉能力弱的地方。在工程理論設計的過程中都大程度的必免拉應力的出現，但是在實際施工的過程由于外部溫度和內部溫度的影響，常常在混凝土內部產生非常巨大的拉應力，使混泥土產生裂縫。

二、對溫度應力的分析研究

（一）兩個方面因素誘導起溫度應力產生：

第一方面：自生應力

混凝土的自身結構上的特特點，導致它本身的結構會引發溫度應力的出現。混凝土內部溫度常常會發生改變，混凝土在處于冷卻狀態下，由于它的內部溫度高于外部溫度，在混泥土的表面出現很大的拉應力。

第二個方面：自身約束

混泥土會受到許許多多來自外界的干擾，會因為不能自由發生變形而引起的應力，水分過度蒸發會導致混泥土整體體積變少。通過對已知溫度的分析研究，得出溫度應力的變化規律是一項十分麻煩的任務。通常需要建立模型進行一系列科學試驗才能計算出數值。

（二）根據溫度應力形成過程分解成以下三個步：

第一步：水泥在實際使用時會產生大量熱能，混凝土彈性模量發生較大變化在混凝土內部形成殘余應力。澆筑混凝土從開始釋放熱量所用時常一般需要三十天。

第二步：水泥水化熱反應完成后一直到混凝土充分冷卻至一定溫度。這一段時間，由外界氣溫變化和混凝土的自身冷卻所導致溫度應力產生，這些溫度應力與之前凝土內部形成殘余應力緊密結合在一起。

第三步：實際生活中混凝土得到完全冷卻之后。混凝土也會根據外界氣溫的變化而出現一些新的溫度應力，這些新的溫度應力與之前凝土內部形成殘余應力和自身冷卻時產生的應力緊密結合在一起。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

防止混凝土裂縫必須控制好混凝土的溫度，有兩個方面可以入手進行混泥土溫度：

（一）混凝土溫度的控制

1.攪拌混凝土時要注意溫度的變化，把冷水或冰和碎石摻在一起，使原材料充分冷卻，用來降低混凝土在澆筑的時候產生的熱能。

2.經常對混凝土澆水，給混泥土鋪設冷水管，對混泥土進行冷卻降溫。

3.為了避免免混凝土表面產生較大的溫度變化，當外界氣溫改變的時候，需要對混凝土的表面采取相應措施，氣溫降低時對混凝土進行保暖工作，氣溫升高時對混凝土進行降溫工作。

（二）對制約條件進行改善

1把混凝土體分為一塊一塊的幾個部分，在塊與塊之間保持一定間隔。

2.在鋪設混泥土之前，地基一定要打好，杜絕地基不平現象的發生。

3.按照規定的工序去澆筑混凝土，如果不去那規定澆筑混泥土，會使混泥土的一部分側面長期暴露。

在一定范圍內合理使用外加劑可以提高混凝土的整體性能，混凝土表面和內部都存在許許多多微小通道，混凝土中的水蒸發掉以后，通道的張力會讓混凝土變形，所以減小通道張力，就能有效防止混凝土變形。同時水和石灰之間的比例也是直接影響混凝土收縮的重要組成部分，使用減水防裂劑將混凝土攪拌是需要的水分減少四分之一。當水和石灰之間的比例變大，水泥水化熱的速度也會變快，所以水泥的分量也是混凝土收縮率的重要重要組成部分，使用減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少六分之一的水泥用量。在混泥土攪拌過程中很多外加劑都改善混泥土性能的功能，在實際工程建設中要在這方面多研究，使混泥土性能更完善，同時也能降低施工成本，實現雙贏的局面。

四、對混凝土進行早期養護

新澆筑的混凝土中所含有的水分完全可以完成對水泥水熱化的供給。但隨著時間的流逝，水分漸漸蒸發導致混凝土中含有的水分不足，當水泥無法繼續進行水熱化，最直接的表現形式就是混凝土表面出現裂紋。混凝土表面與內部溫度產生一定差距時，也會造成混凝土在不同深度、不同部位出現裂縫。特別是在溫度變化較快的地方，混凝土出現裂縫的幾率更大，造成這種現象的原因是，對混凝土的保溫和降溫工作做的不到位。因此混凝土澆筑完成的第一個星期是混凝土養護的非常重要的時間段，必須給予足夠重視。

從溫度應力方面角度出發，混凝土保溫降溫工作按照以下幾點完成：

1.保持混泥土表面濕度，防止混凝土內部與外部溫度差異過大，在寒冷地區必須鋪設保暖層，在炎熱地區必須鋪設降溫層。

2.避免混凝土過于冷卻，必須想辦法讓混凝土在施工期間的最低溫度大于等于混凝土運行期的規定溫度。

3.表面溫度變化頻繁會造成混泥土出現裂縫，減少混泥土表層溫度的變化的幅度。

4.必須控制好老混泥土和新混泥土之間的溫度差異，減少新混凝土與老混凝土之間的溫差差異，老混凝土溫度太低會導致混泥土整體的降溫速度變慢，

混凝土的早期養護要實現兩個方面的效果，其關鍵在于是混泥土處于合適的溫濕環境中。一方面讓混凝土溫度變化不要太過頻繁，減少水分過度蒸發的概率。另一方面讓水泥可以繼續水熱化，增強混泥土的抗拉能力，延長水利水電工程的耐久性。

五、結語

混凝土是我國水利水電工程建設中廣泛應用的一種重要材料，水利水電工程施工過程中混凝土最容易出現的問題是總是出現溫度裂縫，混凝土的質量直接影響到水利水電工程的建設完后的使用情況。本文針對在水利水電工程中混泥土施工的溫度控制與產生裂縫的原因進行了探究，并提出預防的對策，在實際施工的過程中采取相應的對策，減小混凝土由于溫度控制不當而產生裂縫的可能性，從而保障整個水利水電工程的耐久性。

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