淺談混凝土施工中溫度裂縫的有效控制

【摘 要】泵送混凝土能改善混凝土的施工性能，對薄壁密筋結構少振搗或不振搗施工，具有提高抗滲性、改善耐久性的特點。但由于泵送混凝土骨料級配的限制，膠凝材料的大量使用，產生大量的水化熱，造成溫度裂縫，在一定程度上影響了結構的抗滲性和耐久性，應當引起足夠的重視。在施工中，應充分認識到裂縫的出現對建筑物的危害性，采取各種有效的措施和合理的處理方法，來預防裂縫的出現和發展，不斷提高混凝土澆筑質量，滿足建筑結構安全穩定的要求。

【關鍵詞】混凝土；溫度；裂縫；控制

目前泵送混凝土施工技術在建筑行業廣泛應用。泵送混凝土能改善混凝土的施工性能，對薄壁密筋結構少振搗或不振搗施工，具有提高抗滲性、改善耐久性的特點。但是，由于泵送混凝土骨料級配的限制，膠凝材料的大量使用，產生大量的水化熱，造成溫度裂縫，在一定程度上影響了結構的抗滲性和耐久性，應當引起足夠的重視。

一、溫度裂縫產生機理及特征

混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發，導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，使得混凝土結構內外出現較大的溫差，這些溫差造成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。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，這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中，當溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導致混凝土表面溫度急劇下降，而產生收縮，表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束，將產生很大的拉應力而產生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。

溫度裂縫的走向通常無一定規律，大面積結構裂縫常縱橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般和短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細，而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。

二、影響因素和防治措施

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，水化熱越高的水泥，其內部溫度越高，形成溫度應力越大，產生裂縫的可能性越大。

對于大體積混凝土，其形成的溫度應力與其結構尺寸相關，在一定尺寸范圍內，混凝土結構尺寸越大，溫度應力也越大，因而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。因此，防止大體積混凝土出現裂縫最根本的措施，就是控制混凝土內部和表面的溫度差。

（一）混凝土原材料及配合比的選用

1.盡量選用低熱或中熱水泥，減少水泥用量。大體積鋼筋混凝土引起裂縫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。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有，可充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量。改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。

2.摻加摻合料。大量試驗研究和工程實踐表明，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，而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應，起到潤滑作用，可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性，從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化熱，減少絕熱條件下的溫度升高。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。

（二）施工工藝流程改進

1.改善攪拌工藝采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，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%，并進一步減少水化熱和裂縫。改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統的三冷技術的基礎上采用二次風冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。

2.嚴格控制澆筑流程合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。對己澆筑的混凝土，在終凝前進行二次振動，可排除混凝土因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，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。在高溫季節泵送，宜用溫草袋覆蓋管道進行降溫，以降低入模溫度。

3.注重澆筑完畢后養護混凝土養護主要是保持適當的溫度和濕度條件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫?；炷翝仓?，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊。

三、溫度裂縫的處理方法

混凝土裂縫的修補措施主要有采取以下4種方法：

（一）表面修補法

表面修補法主要適用于穩定和結構承載能力沒有影響的表面裂縫，以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時，為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

（二）嵌縫法

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等；常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿。

（三）結構加固法

當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采用加固法對混凝土結構迸行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固、噴射混凝土補強加固。

（四）混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

四、結束語

溫度裂縫的存在是混凝土施工中不可避免的普遍現象，泵送混凝土施工同樣如此。但是，應該明白裂縫的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。因此，在施工中，應充分認識到裂縫的出現對建筑物的危害性，采取各種有效的措施和合理的處理方法，來預防裂縫的出現和發展，不斷提高混凝土澆筑質量，滿足建筑結構安全穩定的要求。