關于土木工程建筑混凝土的施工溫度應力分析及養護措施的探討

段文濤

長沙市軌道交通運營有限公司 湖南 長沙 410000

引言

目前，土木工程建筑的需求量逐漸升高，其建設質量一直是廣泛關注的問題。為了確保建筑的建設質量和安全，引入混凝土施工，能夠在一定程度上節約成本，提高建筑的牢固性，更適應現代化發展。但是在實際作業時，應嚴格遵循操作標準，重視混凝土養護，減少溫度應力的形成，以免影響建筑質量安全。本文主要總結了土木工程建筑混凝土溫度應力形成的過程，并對其產生原因展開了分析，探討了減少溫度應力的應對策略，便于為實際工作提供一定參考。

1 土木工程建筑混凝土施工要點

在建設土木工程中，應全面評估施工現場的周邊環境，檢測混凝土結構強度，并進行深入分析，盡可能避免混凝土質量問題，比如滲漏、裂縫等。此外，對于規模較大的土木工程，建設時應實時監測混凝土溫度、干縮應力值以及溫度應力等情況，如果相關參數表現異常，則應及時進行針對性干預，糾正不良影響。在選擇混凝土模板時，需根據建筑特點，評估力學性能，確保工程整體建設質量，降低承重力不足等情況發生風險。

2 混凝土溫度應力的形成

溫度應力主要是由于外界溫度變化，但是混凝土本身的自由伸縮能力不足，或者混凝土內部的溫度變化不均，而出現的機械應力，對于溫度應力的整個形成過程，主要分為三個階段。

2.1 第一階段

也稱為早期階段，從澆筑混凝土開始，直至水泥放熱基本結束，通常維持三十天左右。由于混凝土材料成分的因素，比如砂、水以及其他介質等，多種物質混合之后，引起相關化學變化，進一步釋放大量的水化熱，與此同時，混凝土彈性空間不足，容易出現熱量變化，從而在混凝土內部形成溫度應力。

此時是溫度應力的初期，需要加強關注，予以一系列有效養護措施，根據實際情況，適當和相關物質混合，進一步降低溫度應力。在實際作業過程中，加強保溫、防曬等工作，也能夠在很大程度上減弱溫度應力。

2.2 第二階段

也稱為中期階段，主要是水泥放熱結束到混凝土初步冷卻這段時間，同樣容易產生溫度應力。此時，混凝土結構已經基本穩定，能夠逐漸顯露出溫度應力的作用效果，主要是由于外界溫度變化、混凝土冷卻所致。由于早期殘余應力的存在，此階段產生的溫度應力容易與其產生疊加現象，但是并不會對彈性模量產生明顯影響，可以科學使用外部養護方法，減弱溫度應力。

2.3 第三階段

也稱為晚期階段，主要是混凝土完全冷卻開始，直至將其投入使用，在這個階段，由于環境溫度的改變，容易影響混凝土內部結構，而結構形變會進一步產生應力，并與前兩個階段的應力相疊加，進一步形成綜合作用。一般情況下，這個階段的應力效果不會對建筑主體造成顯著影響，定期予以科學、有效的養護措施，便可在一定程度上延長建筑使用時間。

作為施工人員，如果想要分析溫度應力分布情況，工作可能比較復雜且煩瑣，一般需要借助模型實驗。此外，對于整體的施工溫度應力，混凝土變化也具有明顯的影響，在計算的過程中也需要充分考慮。

3 混凝土溫度應力的危害

混凝土溫度應力的產生因素較多，不僅包括外界條件，也包括混凝土本身的結構。在混凝土施工過程中，需要使用骨質等材料，一般沒有外界約束，如果外界溫度變化，便容易產生機械應力，且呈現為非線性分布。此外，在混合各種材料時，也容易由于互相作用，產生化學變化，內部形成相互約束，從而形成溫度應力。另一方面，在外界因素中，光照、濕度、風速以及溫度等條件如果出現明顯變化，在振搗、澆筑等環節中，混凝土也會隨之產生溫度應力，且效果比較明顯，引起干縮、形變等情況。此外，在計算溫度應力時，由于工作比較煩瑣，應充分結合模型實驗以及項目實際情況，確保數據的準確性，同時考慮施工當天的自然數據，全方位預防溫度應力的形成。

如果出現溫度應力，則可能會造成裂縫、滲漏等諸多質量問題。混凝土結構一般比較龐大，在具體實踐時，一旦未做好混凝土養護工作，不重視溫度應力預防，則容易由于外界條件變化等原因，出現混凝土機械性形變的情況，從而對建筑質量和耐久性造成直接影響。尤其是結構比較厚的位置或者板梁交接處，由于外界溫度和內部溫度的差異性，非常容易形成裂縫，一旦形成的裂縫超過標準值，甚至還會影響建筑的穩固性，縮短其使用壽命。

4 土木工程建筑混凝土的溫度應力控制對策

對于土木工程建筑，混凝土溫度應力的影響較大，直接關系著項目整體質量和工程結構，尤其是混凝土裂縫等。混凝土的原料比較多，施工時需要與周圍土質融合，其黏性應有所保證。在具體施工時，可能會出現溫度應力，從而導致混凝土與周圍材料出現排斥反應，由于體積膨脹進一步導致崩裂、開裂的情況。對于施工單位而言，需要加強溫度把控，提高混凝土黏性、密度，進而確保建筑結構的整體性以及質量。如果溫度控制情況不佳，未嚴格遵循相關標準操作，不僅會導致經濟損失，浪費人力、物力，也會造成質量安全問題。

4.1 材料配比科學

出于減少溫度應力，提高建筑耐久性的考慮，在實際作業時，應注意結合當地環境因素，比如濕度、溫度以及風速等，同時根據建筑物質量條件，對混凝土材料的配比進行嚴格把控，盡可能避免水化熱的不良影響，確保混凝土強度達到設計要求以及行業標準[1]。與此同時，還需要適當添加緩凝劑、減水劑等添加劑，進一步調整混凝土性能，也能夠減弱溫度應力。如果添加引起劑、減水劑，則會對混合物的流動性產生影響，有利于提高混凝土耐久性，此外，嚴格遵循緩慢振搗、逐層澆筑的操作標準，可以有效釋放其內部應力，改善粘聚性以及保水性等特征。

加入添加劑后，也能夠在一定程度上調整水泥放熱的速度，促使熱量得到緩慢釋放，操作過程中，應注意避免混凝土內外溫度變化過大，從而造成溫度應力形成或增強。在澆筑混凝土時，也應注意層層夯實的原則，杜絕澆筑過快、一次性澆筑過多等情況的發生，否則可能會增加溫度應力的作用。通過這種緩慢施工的方式，能夠達到有機流動的目的，穩定保水，混凝土逐漸凝聚，合理改善其整體結構。

4.2 合理控溫

混凝土施工時，需要合理添加冷水，在冷水的作用下，快速冷卻碎石溫度，進一步降低混凝土溫度。如果外界溫度過高，也應注意減少澆筑厚度，巧妙利用澆筑層，提高散熱的效果，此外，也可以增設水管，在混凝土施工時，將冷水導入水管中，進一步促使混凝土降溫[2]。在拆模前，應進行科學、合理的規劃，如果環境溫度下降比較突然，還應加強保溫措施，以免受到溫度梯度的不良影響，導致崩裂等情況，對比較薄的結構或者長期暴露在外的部分，應重視混凝土保溫措施。

4.3 改善約束條件

通過分縫、分塊的方式，能夠有效改善混凝土結構約束條件，作為相關工作人員，應嚴格執行標準工序以及流程，確保工程建設科學、合理。在實際作業時，盡可能減少混凝土暴露時間，降低高度差，與此同時，也要加強原材料質量的控制，保證混凝土的綜合性能，充分發揮其抗裂性[3]。施工時還應注意確保混凝土結構正常，這對于減少崩裂具有積極意義，還需重視貫穿裂縫的情況，因此此類質量問題通常比較嚴重，且不易恢復，需將其作為質量控制的重點內容。

4.4 有機的自然養護

嚴格執行混凝土施工標準的同時，還需加強外部養護措施，進行有效的自然養護，比如將稻草、麻布袋覆蓋在表面，發揮保濕保溫的作用。作為施工人員，還應定期進行觀察，確保溫度變化、濕度等處于正常狀況，及時向混凝土澆水，在水分流動的作用下，分解水化熱的影響，減弱溫度應力[4]。一般情況下，自然養護需要維持一周以上，便于混凝土自然干結，確保其穩固性，降低裂縫等情況的發生風險。在實際施工過程中，部分單位發現深色以及透明塑料薄膜混合使用，也能夠有效隔絕空氣以及混凝土，避免水分蒸發的作用也比較明顯，同時能夠避免溫度急劇變化，進一步提高養護效果。

4.5 加熱養護

在外部養護過程中，還可以選擇加熱養護的方法，在蒸汽的作用下，加熱預制混凝土構件，從而柔和地進行硬化定性。在整個升溫、恒溫、降溫的過程中，能夠減少預制件裂縫現象的發生，也能夠減弱溫度應力，提高建設質量。在此過程中，通常需要進行反復加熱，確保加熱的均衡性，以免由于不均衡加熱，對養護效果造成負面影響。

5 混凝土養護要點

混凝土的養護工作并不簡單，養護工具、溫度、季節等均是需要考慮的因素，在此過程中，需要完善養護體系，提前制定應對措施，便于及時解決相關問題，實現未雨綢繆的效果。加強混凝土養護，能夠確保其硬化過程合乎標準，減少過快硬化的問題，保證混凝土施工質量。

在溫度應力的角度而言，深入分析混凝土施工過程，尤其需要重視混凝土保溫，如果外部溫度差較大，需要及時降低混凝土內部溫度，避免影響其內部結構。其次，對于混凝土表面溫度也應加強管理，避免溫度梯度的影響，減少裂縫等質量問題。對于周圍的溫度，也應加強控制，全方位保證混凝土溫度穩定，避免溫度應力形成，此外，在冷卻、凝固過程中，也應注意避免過冷情況的發生，避免新混凝土以及舊混凝土之間的隔閡，進一步提高其結構的完整性。

在整個混凝土養護中，最為關鍵的是早期養護，能夠取得比較理想的效果。而早期養護主要能夠確保混凝土溫度和濕度適宜，以免混凝土由于不良的外界條件因素，導致干縮、冷縮等情況的發生。同時，早期養護也能夠促進水化作用，進一步提高混凝土耐久性，確保其強度符合標準以及設計要求，對于混凝土而言，溫度和濕度條件的保持會互相影響，在進行有效保溫的同時，也能夠取得一定保濕的效果。

在夏季施工時，應注意避免混凝土水分過快蒸發，否則表面水分的快速流失可能會造成過早硬化，進一步引起脫落、裂縫等情況，需要及時予以失水補救措施，以免影響混凝土性能。在實際作業時，應大量補水，時刻保持混凝土濕潤。尤其是寒冷地區，容易出現溫度驟降的情況，應重視早期裂縫的現象，確保施工期最低溫度高于使用時的穩定溫度，同時混凝土應避免溫度過低。加強混凝土早期養護，主要能夠避免不利溫度以及濕度的影響，以免引起混凝土質量問題，提高抗裂能力以及混凝土強度。

6 結束語

隨著經濟的不斷發展，人們對建筑質量的要求也日漸增高，在土木工程建設過程中，混凝土施工應用比較廣泛，其質量直接關系著整體建筑的安全性以及使用壽命。如果施工不標準，或者受到施工溫度等情況，容易出現裂縫、崩塌等問題發生，直接影響建設質量和效率。在實際施工時，工作人員需嚴格遵循相關標準，避免違規操作，同時監測溫度應力情況，通過有效措施控制溫度，加強混凝土早期養護，減弱溫度應力的作用效果，從而提高項目質量，避免安全事故發生。