探討建筑工程混凝土施工中的溫度與裂縫控制

摘要：混凝土在當今工程建設中占據重要地位，是任何一類工程施工中都不可或缺的基礎材料。在今天，混凝土在建筑中的應用越來越普及的同時，混凝土施工裂縫問題越來越普遍。雖然目前我們在工程施工中采取了各種措施和方法，慎之又慎的進行施工，但是裂縫問題還是時有發生，因此這里我們有必要對建筑工程混凝土施工中的溫度與裂縫控制要點進行分析。

關鍵詞：建筑工程;混凝土;溫度應力;裂縫;施工

近年來，隨著人們對建筑施工質量要求的提高，施工裂縫問題的解決方法越來越受到人們重視。裂縫是混凝土工程中一個普遍而又熱門的話題，它在任何一類工程施工中都會出現，可謂是最為普遍的工程質量問題。盡管目前的工程施工中我們已經采用了各種方法來進行裂縫控制，但效果一直不是十分理想。尤其是在大體積混凝土施工中，工程施工溫度應力控制難度大，給工程裂縫的控制帶來了更大的不利影響。就過去混凝土工程的使用情況進行分析，在眾多混凝土裂縫當中以溫度裂縫問題最為嚴重，這主要是因為我們在施工中對溫度變化的注重程度不夠。因此這里我們有必要對混凝土施工中常見的溫度裂縫產生原因及處理方法進行探討。

1、混凝土裂縫產生原因

在大體積混凝土施工中，溫度應力的控制非常關鍵，這是因為溫度應力的出現是引發裂縫的主要原因。就混凝土裂縫的產生進行分析，其主要的原因是溫度、濕度變化引起的，由于混凝土在施工中本身的脆性不佳、不均勻現象突出，這也給混凝土裂縫的產生提供了條件。在工程施工中，混凝土中的水泥在硬化期間會釋放出大量的水化熱，內部溫度隨著水化熱的釋放而不斷上升，這也給混凝土表面引發拉應力。而后期的混凝土施工中由于溫度降低且受到表面約束力的影響，在混凝土內部又會形成拉應力。這個時候一旦拉應力超過混凝土本身具備的抗裂能力，那么裂縫的出現將難以避免。由于混凝土在施工中溫度變化很小或者很慢，因此在過去施工中一直沒有引起人們的重視。就工程施工實際分析，這種情況的出現主要是因為混凝土養護工作不到位，使得混凝土在凝固階段時而干燥、時而濕潤等因素引起的，這也是造成混凝土裂縫的重要原因。

混凝土作為一種脆性材料，它在凝固階段抗壓強度很低，僅是常態下的十分之一左右，這個時候一旦產生過量拉應力或者長期受到極限荷載的影響，那么整個材料必然會出現不均勻現象，水灰比也不夠穩定，這個時候再加上運輸和建筑中出現的離析現象，使得混凝土本身的抗拉強度不均衡，從而產生各種裂縫。

在鋼筋混凝土結構中，混凝土的拉應力主要是由鋼筋承擔的，而混凝土則主要是承擔壓應力。因此若鋼筋混凝土邊緣部位出現了拉應力，那么混凝土的拉應力只能是依靠混凝土自身來抵抗。在工程建設中，設計人員通常都是將混凝土邊緣部位的拉應力設置很小，但是在實際工程施工中由于內部溫度、應力等因素的影響，邊緣部位往往都會成為混凝土溫度應力最集中的部位，因此合理掌握溫度應力的變化規律對于混凝土裂縫控制而言極為關鍵。

2、混凝土溫度應力分析

在大體積混凝土工程施工中，混凝土裂縫的產生主要是因為溫度應力過大造成的。在混凝土硬化階段，隨著水化熱的釋放，結構內部的溫度迅速上升，并在表面形成拉應力，這個時候如果混凝土整體抗拉力達不到內部拉應力要求，必然會產生混凝土裂縫問題。這種裂縫的產生主要可以從三個不同的階段進行分析。

首先，早期的混凝土溫度裂縫。這一環節主要是混凝土從澆筑開始到水泥水化熱釋放基本完成的一個階段，這一個階段一般都為三十天。這個階段的混凝土裂縫通常都表現出兩個非常明顯的特征，第一是混凝土在凝固的時候出現大量的水化熱，其次是混凝土表面彈性模量迅速的發生變化。

其次，第二階段的混凝土溫度裂縫問題，這一階段也就是中期階段的混凝土溫度裂縫，其是從混凝土水化熱釋放結束到混凝土冷卻溫度穩定這一個階段。這一階段的混凝土溫度裂縫的產生主要是因為外界氣候變化引起的。

最后，晚期的混凝土溫度裂縫問題，這階段的混凝土裂縫是因為混凝土在完全冷卻之后，受到外界氣溫變化而引起的混凝土結構裂縫，它也是前兩種殘余應力同外界溫度應力疊加構成的裂縫形式。

3、溫度混凝土防止裂縫的有關措施

由于溫差的作用，裂縫的產生是不可避免的。根據計算可以看出，可以采用摻加粉煤灰等有效方法，以降低混凝土硬化過程中混凝土內表的溫差。因而，在施工中采取適宜的措施，能夠避免有害裂縫的出現。

降低水泥水化熱。包括：混凝土的熱量主要來自水泥水化熱，因而選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土較好·精心設計混凝土配合比。采用摻加粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術，減少每立方米混凝土中的水泥用量，以達到降低水化熱的目的;選用適宜的骨料。施工中根據現場條件盡量選用粒徑較大，級配良好的粗骨料;選用中粗砂，改善混凝土的和易性，并充分利用混凝土的后期強度，減少用水量。嚴格控制混凝土的塌落度。在現場設專人進行塌落度的測量，將混凝土的塌落度始終控制在設計范圍內，一般以7～9cm為最佳，夏季施工時，在混凝土內部預埋冷卻水管，通循環冷卻水，強制降低混凝土水化熱溫度。冬季施工時，采用保溫措施進行養護，如技術條件允許，可在混凝土結構中摻加10%～15%的大石塊，減少混凝土的用量，以達到節省水泥和降低水化熱的目的。

降低混凝土入模溫度。包括：澆筑大體積混凝土時應選擇較適宜的氣溫，盡量避開炎熱天氣澆筑。加強施工中的溫度控制。改善約束條件，削減溫度應力。在大體積混凝土基礎與墊層之間可設置滑動層，如技術條件許可，施工時宜采用刷熱瀝青作為滑動層，以消除嵌固作用，釋放約束應力。

提高混凝土的抗拉強度。包括：控制集料含泥量。砂、石含泥量過大.不僅增加混凝土的收縮，而且降低混凝土的抗拉強度，對混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時必須嚴格控制砂、石的含泥量，將石子含泥量控制在1%以下.中砂含泥量控制在2%以下.減少因砂、石含泥量過大對混凝土抗裂的不利影響，改善混凝土施工工藝。可采用二次投料法、二次振搗法、澆筑后及時排除表面積水和最上層泥漿等方法。加強早期養護，提高混凝土早期及相應齡期的抗拉強度和彈性模置，在大體積混凝土基礎表面及內部設置必要的溫度配筋，以改善應力分布.防止裂縫的出現。

4.混凝土的早期養護

實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數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也容易形成裂縫。因此說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：1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。2）防止混凝土超冷，應該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。3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

5、結束語

以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了初步探討，雖然目前建筑領域對于混凝土裂縫的成因分析有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

參考文獻：

[1]張宗，王焰華." 地下空間結構裂縫控制與防水新技術[J]. 黑龍江科技信息. 2012（28）

[2]苑恕，劉錫鵬." 鋼筋混凝土結構的裂縫控制[J]. 黑龍江科技信息. 2009（17）

[3]李向如，趙重陽." 淺談建筑施工中的裂縫控制與處理措施[J]. 科技信息. 2011（09）