混凝土的施工温度与裂缝

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.浅谈混凝土的施工温度与裂缝摘 要 通通过多年年的现场场观察，通通过查阅阅有关混混凝土内内部应力力方面的的专著，对对混凝土土温度裂裂缝产生生的原因因、现场场混凝土土温度的的控制和和预防裂裂缝的措措施进行行等进行行阐述。关键词 混混凝土 温度应应力 裂缝 控制混凝土在现现代工程程建设中中占有重重要地位位。而在在今天，混混凝土的的裂缝较较为普遍遍，在桥桥梁工程程中裂缝缝几乎无无所不在在。尽管管我们在在施工中中采取各各种措施施，小心心谨慎，但但裂缝仍仍然时有有出现。

2、究究其原因因，我们们对混凝凝土温度度应力的的变化注注意不够够是其中中之一。在大体积混混凝土中中，温度度应力及及温度控控制具有有重要意意义。这这主要是是由于两两方面的的原因。首首先，在在施工中中混凝土土常常出出现温度度裂缝，影影响到结结构的整整体性和和耐久性性。其次次，在运运转过程程中，温温度变化化对结构构的应力力状态具具有显著著的不容容忽视的的影响。我我们遇到到的主要要是施工工中的温温度裂缝缝，因此此本文仅仅对施工工中混凝凝土裂缝缝的成因因和处理理措施做做一探讨讨。1 裂缝的的原因混凝土中产产生裂缝缝有多种种原因，主主要是温温度和湿湿度的变变化，混混凝土的的脆性和和不均匀匀性，以以及结构构不合

3、理理，原材材料不合合格（如如碱骨料料反应），模模板变形形，基础础不均匀匀沉降等等。混凝土硬化化期间水水泥放出出大量水水化热，内内部温度度不断上上升，在在表面引引起拉应应力。后后期在降降温过程程中，由由于受到到基础或或老混凝凝上的约约束，又又会在混混凝土内内部出现现拉应力力。气温温的降低低也会在在混凝土土表面引引起很大大的拉应应力。当当这些拉拉应力超超出混凝凝土的抗抗裂能力力时，即即会出现现裂缝。许许多混凝凝土的内内部湿度度变化很很小或变变化较慢慢，但表表面湿度度可能变变化较大大或发生生剧烈变变化。如如养护不不周、时时干时湿湿，表面面干缩形形变受到到内部混混凝土的的约束，也也往往导导致裂缝缝。混

4、凝凝土是一一种脆性性材料，抗抗拉强度度是抗压压强度的的110左右右，短期期加荷时时的极限限拉伸变变形只有有（0.61.00）1044， 长期加加荷时的的极限位位伸变形形也只有有（1.22.00）1044.由于于原材料料不均匀匀，水灰灰比不稳稳定，及及运输和和浇筑过过程中的的离析现现象，在在同一块块混凝土土中其抗抗拉强度度又是不不均匀的的，存在在着许多多抗拉能能力很低低，易于于出现裂裂缝的薄薄弱部位位。在钢钢筋混凝凝土中，拉拉应力主主要是由由钢筋承承担，混混凝土只只是承受受压应力力。在素素混凝土土内或钢钢筋混凝凝上的边边缘部位位如果结结构内出出现了拉拉应力，则则须依靠靠混凝土土自身承承担。一一般

5、设计计中均要要求不出出现拉应应力或者者只出现现很小的的拉应力力。但是是在施工工中混凝凝土由最最高温度度冷却到到运转时时期的稳稳定温度度，往往往在混凝凝土内部部引起相相当大的的拉应力力。有时时温度应应力可超超过其它它外荷载载所引起起的应力力，因此此掌握温温度应力力的变化化规律对对于进行行合理的的结构设设计和施施工极为为重要。2 温度应应力的分分析根据温度应应力的形形成过程程可分为为以下三三个阶段段：（1）早期期：自浇浇筑混凝凝土开始始至水泥泥放热基基本结束束，一般般约300天。这这个阶段段的两个个特征，一一是水泥泥放出大大量的水水化热，二二是混凝凝上弹性性模量的的急剧变变化。由由于弹性性模量的的

6、变化，这这一时期期在混凝凝土内形形成残余余应力。（2）中期期：自水水泥放热热作用基基本结束束时起至至混凝土土冷却到到稳定温温度时止止，这个个时期中中，温度度应力主主要是由由于混凝凝土的冷冷却及外外界气温温变化所所引起，这这些应力力与早期期形成的的残余应应力相叠叠加，在在此期间间混凝上上的弹性性模量变变化不大大。（3）晚期期：混凝凝土完全全冷却以以后的运运转时期期。温度度应力主主要是外外界气温温变化所所引起，这这些应力力与前两两种的残残余应力力相迭加加。根据温度应应力引起起的原因因可分为为两类：（1）自生生应力：边界上上没有任任何约束束或完全全静止的的结构，如如果内部部温度是是非线性性分布的的，

7、由于于结构本本身互相相约束而而出现的的温度应应力。例例如，桥桥梁墩身身，结构构尺寸相相对较大大，混凝凝土冷却却时表面面温度低低，内部部温度高高，在表表面出现现拉应力力，在中中间出现现压应力力。（2）约束束应力：结构的的全部或或部分边边界受到到外界的的约束，不不能自由由变形而而引起的的应力。如如箱梁顶顶板混凝凝土和护护栏混凝凝土。这两种温度度应力往往往和混混凝土的的干缩所所引起的的应力共共同作用用。要想根据已已知的温温度准确确分析出出温度应应力的分分布、大大小是一一项比较较复杂的的工作。在在大多数数情况下下，需要要依靠模模型试验验或数值值计算。混混凝土的的徐变使使温度应应力有相相当大的的松驰，计

8、计算温度度应力时时，必须须考虑徐徐变的影影响，具具体计算算这里就就不再细细述。3 温度的的控制和和防止裂裂缝的措措施为了防止裂裂缝，减减轻温度度应力可可以从控控制温度度和改善善约束条条件两个个方面着着手。控制温度的的措施如如下：（1）采用用改善骨骨料级配配，用干干硬性混混凝土，掺掺混合料料，加引引气剂或或塑化剂剂等措施施以减少少混凝土土中的水水泥用量量；（2）拌合合混凝土土时加水水或用水水将碎石石冷却以以降低混混凝土的的浇筑温温度；（3）热天天浇筑混混凝土时时减少浇浇筑厚度度，利用用浇筑层层面散热热；（4）在混混凝土中中埋设水水管，通通入冷水水降温；（5）规定定合理的的拆模时时间，气气温骤降降

9、时进行行表面保保温，以以免混凝凝土表面面发生急急剧的温温度梯度度；（6）施工工中长期期暴露的的混凝土土浇筑块块表面或或薄壁结结构，在在寒冷季季节采取取保温措措施；改善约束条条件的措措施是：（1）合理理地分缝缝分块；（2）避免免基础过过大起伏伏；（3）合理理的安排排施工工工序，避避免过大大的高差差和侧面面长期暴暴露；此外，改善善混凝土土的性能能，提高高抗裂能能力，加加强养护护，防止止表面干干缩，特特别是保保证混凝凝土的质质量对防防止裂缝缝是十分分重要，应应特别注注意避免免产生贯贯穿裂缝缝，出现现后要恢恢复其结结构的整整体性是是十分困困难的，因因此施工工中应以以预防贯贯穿性裂裂缝的发发生为主主。在

10、混凝土的的施工中中，为了了提高模模板的周周转率，往往往要求求新浇筑筑的混凝凝土尽早早拆模。当当混凝土土温度高高于气温温时应适适当考虑虑拆模时时间，以以免引起起混凝土土表面的的早期裂裂缝。新新浇筑早早期拆模模，在表表面引起起很大的的拉应力力，出现现“温度冲冲击”现象。在在混凝土土浇筑初初期，由由于水化化热的散散发，表表面引起起相当大大的拉应应力，此此时表面面温度亦亦较气温温为高，此此时拆除除模板，表表面温度度骤降，必必然引起起温度梯梯度，从从而在表表面附加加一拉应应力，与与水化热热应力迭迭加，再再加上混混凝土干干缩，表表面的拉拉应力达达到很大大的数值值，就有有导致裂裂缝的危危险，但但如果在在拆除

11、模模板后及及时在表表面覆盖盖一轻型型保温材材料，如如泡沫海海棉等，对对于防止止混凝土土表面产产生过大大的拉应应力，具具有显著著的效果果。加筋对大体体积混凝凝土的温温度应力力影响很很小，因因为大体体积混凝凝土的含含筋率极极低。只只是对一一般钢筋筋混凝土土有影响响。在温温度不太太高及应应力低于于屈服极极限的条条件下，钢钢的各项项性能是是稳定的的，而与与应力状状态、时时间及温温度无关关。钢的的线胀系系数与混混凝土线线胀系数数相差很很小，在在温度变变化时两两者间只只发生很很小的内内应力。由由于钢的的弹性模模量为混混凝土弹弹性模量量的715倍倍，当内内混凝土土应力达达到抗拉拉强度而而开裂时时，钢筋筋的应

12、力力将不超超过10002200kkgcm22.因因此，在在混凝土土中想要要利用钢钢筋来防防止细小小裂缝的的出现很很困难。但但加筋后后结构内内的裂缝缝一般就就变得数数目多、间间距小、宽宽度与深深度较小小了。而而且如果果钢筋的的直径细细而间距距密时，对对提高混混凝土抗抗裂性的的效果较较好。混混凝土和和钢筋混混凝土结结构的表表面常常常会发生生细而浅浅的裂缝缝，其中中大多数数属于干干缩裂缝缝。虽然然这种裂裂缝一般般都较浅浅，但它它对结构构的强度度和耐久久性仍有有一定的的影响。为保证混凝凝土工程程质量，防防止开裂裂，提高高混凝土土的耐久久性，正正确使用用外加剂剂也是减减少开裂裂的措施施之一。例例如使用用

13、减水防防裂剂，笔笔者在实实践中总总结出其其主要作作用为：（1）混凝凝土中存存在大量量毛细孔孔道，水水蒸发后后毛细管管中产生生毛细管管张力，使使混凝土土干缩变变形。增增大毛细细孔径可可降低毛毛细管表表面张力力，但会会使混凝凝土强度度降低。这这个表面面张力理理论早在在六十年年代就已已被国际际上所确确认。（2）水灰灰比是影影响混凝凝土收缩缩的重要要因素，使使用减水水防裂剂剂可使混混凝土用用水量减减少255。（3）水泥泥用量也也是混凝凝土收缩缩率的重重要因素素，掺加加减水防防裂剂的的混凝土土在保持持混凝土土强度的的条件下下可减少少15的的水泥用用量，其其体积用用增加骨骨料用量量来补充充。（4）减水水防

14、裂剂剂可以改改善水泥泥浆的稠稠度，减减少混凝凝土泌水水，减少少沉缩变变形。（5）提高高水泥浆浆与骨料料的粘结结力，提提高的混混凝土抗抗裂性能能。（6）混凝凝土在收收缩时受受到约束束产生拉拉应力，当当拉应力力大于混混凝土抗抗拉强度度时裂缝缝就会产产生。减减水防裂裂剂可有有效的提提高的混混凝土抗抗拉强度度，大幅幅提高混混凝土的的抗裂性性能。（7）掺加加外加剂剂可使混混凝土密密实性好好，可有有效地提提高混凝凝土的抗抗碳化性性，减少少碳化收收缩。（8）掺减减水防裂裂剂后混混凝土缓缓凝时间间适当，在在有效防防止水泥泥迅速水水化放热热基础上上，避免免因水泥泥长期不不凝而带带来的塑塑性收缩缩增加。（9）掺外

15、外加剂混混凝土和和易性好好，表面面易摸平平，形成成微膜，减减少水分分蒸发，减减少干燥燥收缩.许多外加剂剂都有缓缓凝、增增加和易易性、改改善塑性性的功能能，我们们在工程程实践中中应多进进行这方方面的实实验对比比和研究究，比单单纯的靠靠改善外外部条件件，可能能会更加加简捷、经经济。4 混凝土土的早期期养护实践证明，混混凝土常常见的裂裂缝，大大多数是是不同深深度的表表面裂缝缝，其主主要原因因是温度度梯度造造成寒冷冷地区的的温度骤骤降也容容易形成成裂缝。因因此说混混凝土的的保温对对防止表表面早期期裂缝尤尤其重要要。从温度应力力观点出出发，保保温应达达到下述述要求：1）防止混混凝土内内外温度度差及混混凝

16、土表表面梯度度，防止止表面裂裂缝。2）防止混混凝土超超冷，应应该尽量量设法使使混凝土土的施工工期最低低温度不不低于混混凝土使使用期的的稳定温温度。3）防止老老混凝土土过冷，以以减少新新老混凝凝土间的的约束。混凝土的早早期养护护，主要要目的在在于保持持适宜的的温湿条条件，以以达到两两个方面面的效果果，一方方面使混混凝土免免受不利利温、湿湿度变形形的侵袭袭，防止止有害的的冷缩和和干缩。一一方面使使水泥水水化作用用顺利进进行，以以期达到到设计的的强度和和抗裂能能力。适宜的温湿湿度条件件是相互互关联的的。混凝凝上的保保温措施施常常也也有保湿湿的效果果。从理论上分分析，新新浇混凝凝土中所所含水分分完全可可以满足足水泥水水化的要要求而有有余。但但由于蒸蒸发等原原因常引引起水分分损失，从从而推迟迟或防碍碍水泥的的水化，表表面混凝凝土最容容易而且且直接受受到这种种不利影影响。因因此混凝凝土浇筑筑后的最最初几天天是养护护的关键键时期，在在施工中中应切