混凝土温度裂缝产生的原因及控制

摘要：文章分析了混凝土温度裂缝产生的原因，并提出相应的控制与预防措施。

关键词：混凝土;温度裂缝;产生原因;控制

Abstract: this paper analyzes the concrete temperature cracking reason, and put forward the corresponding control and prevention measures.

Keywords: concrete; Temperature crack; Reason; control

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，尽管我们在施工中采取各种措施防止裂缝的产生，但裂缝仍然时有出现。裂缝的出现会影响到结构的整体性和耐久性，甚至会影响结构的安全从而影响结构的使用寿命。

1裂缝的原因

1.1混凝土具有热胀冷缩和湿涨千缩的特性。产生裂缝有多种原因，主要是：温度和湿度的变化。混凝土的脆性和不均匀性、以及结构不合理、原材料不合格、摸板变形及基础不均匀沉降等。裂缝的表现形式一般有：塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、凝缩裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、碳化裂缝、化学反应裂缝、沉陷裂缝和冻胀裂缝等。混凝土的变形主要体现为收缩变形，混凝土的收缩变形会引起其内部产生很大的弹性拉应力，当拉应力大干混凝土抗拉强度时，混凝土表面就会开裂。

1.2混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂时，即会出现裂缝。

1.3许多混凝土的内部湿度变化很小或变化很慢，但表面温度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周，时干时湿，表面干缩变化受到内部混凝土约束.也往往导致裂缝。

2温度应力的分析

根据温度应力的形式过程可分为以下三个阶段：

(1)早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约为30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水热化，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却剂外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

3温度的控制和防止裂缝措施

3.1严格控制粗细骨料的质量，砂中的含泥量不应大干1%，粒径应选择上偏粗的中砂。碎石应控制粉尘含量使其不应大于2%，并应选择级配良好的石子以减杀空隙率和孔隙率。采用改善骨料级配，用干硬混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;加强对混合料的控制，尤其是水灰比和搅拌时间的控制，以免拌和不均影响混凝土的质量造成混凝土中含水量局部过大而产生收缩裂缝。

3.2拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度，热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热;混凝土中埋设水管，通入冷水降温;规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

3.3优化振捣工艺确保混凝土振捣密实，振捣时间以混凝土表面呈现泛浆，混凝土不再下沉，表面无气泡为止。浇筑厚度应严格控制，对于无模板的顶层混凝土表面应在混凝土终凝之前抹面压实。

3.4加强水泥质量的控制，使其各项指标军要达到国家标准的要求;加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要的，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

改善约束条件;一是合理地分缝分块;二是避免基础过大起伏;三是合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂措施之一。例如使用减水防列剂，笔者在实践中总结出其主要作用：

① 混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后细管中产生毛细管张力，使混凝土千缩变形。曾大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低，这个表面张力理论早在上世纪60年代就已被国际上所确认。

② 水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

③ 水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

④ 减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。

⑤ 提高水泥浆与骨料的黏力，提高混凝土抗裂性能。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。混凝土的早期养护实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，温度梯度也是形成裂缝的主要原因。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

3.6从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

① 防止混凝土内外温差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。

② 防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

③ 防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的湿温条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变化的侵袭，防止有害的冷缩和千缩，另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。从理论上分析，新浇筑混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。

4结束语

混凝土出现裂缝是由多种因素综合作用的结果，硬化时的干燥收缩及自缩受到约束产生的收缩应力，水化热温升及环境温度变化所引起的不均匀温度变形等，采用科学合理的控制手段，通过加强施工过程管理、优化混凝土配合比、加强温控监测及合理的养护措施，延缓混凝土的初凝时间，平缓水化热高峰，减少水泥用量，减少水化热，减少混凝土的内外温差，使温度应力缓慢释放，从而有效预防和控制混凝土裂缝的发生。

参考文献：

[1]王铁梦,工程结构裂缝控制.

[2]田崇庆 种秀,混凝土施工中对温度裂缝产生的原因及控制措施—民营科技2011.

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