混凝土施工温度

混凝土施工温度（精选12篇）

混凝土施工温度 第1篇

在大体积混凝土工程中, 温度应力及温度控制具有重要意义, 在施工中混凝土常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性, 温度变化对结构的应力状态具有不容忽视的影响。本文主要对施工中混凝土温度裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1 裂缝的原因

混凝土中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、结构不合理、原材料不合格 (如碱骨料反应) 、模板变形、基础不均匀沉降等。

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。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右, 短期加荷时的极限拉伸变形只有0.6~1.0 mm, 长期加荷时的极限位伸变形也只有1.2~2.0 mm。由于原材料不均匀, 水灰比不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度, 往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力, 因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

温度应力的形成可分为以下三个阶段:早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30 d。这个阶段两个特征, 一是水泥放出大量的水化热, 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。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及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, 在此期间混凝上的弹性模量变化不大。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 温度应力引起的原因

(1) 自生应力。边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如, 桥梁墩身, 结构尺寸相对较大, 混凝土冷却时表面温度低, 内部温度高, 在表面出现拉应力, 在中间出现压应力。

(2) 约束应力。结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

上述两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的释放, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响。

4 温度的控制和防止裂缝的措施

控制温度的措施:采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土, 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;拌合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;在混凝土中埋设水管, 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块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。

5 混凝土施工过程技术分析

改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 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, 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。

5.1 控制拆除模板时间

在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力迭加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海棉等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。

5.2 加筋对大体积混凝土的温度应力影响

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍, 当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过10~20 N/mm2。因此, 在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝, 其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

5.3 正确使用外加剂

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的措施之一。例如使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%;水泥用量可减少15%, 其体积用增加骨料用量来补充;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;提高水泥浆与骨料的粘结力。掺加外加剂可使混凝土密实性好, 可有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩。掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当, 在有效防止水泥迅速水化放热基础上, 避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加;掺外加剂混凝土和易性好, 表面易摸平, 形成微膜, 减少水分蒸发, 减少干燥收缩。

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。

6 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, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降引起的, 因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发, 防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度过大, 应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

混凝土的早期养护, 主要目的在于保持适宜的温湿条件, 一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩。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。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析, 新浇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引起水分损失, 从而推迟或防碍水泥的水化, 表面混凝土最容易受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期, 在施工中应切实重视起来。

7 结论

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨, 虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论, 但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一, 同时在实践中的应用效果也是比较好的, 具体施工中要靠我们多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。

摘要：介绍了在大体积混凝土施工中裂缝原因, 温度应力及温度控制, 分析了混凝土常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性的原因, 提出了温度变化对结构的应力状态控制混凝土裂缝技术措施。

控制混凝土温度裂缝的施工技术措施 第2篇

口口葛华辉（福建联美建设集团有限公司，福建福州３５０

摘要：从控制混凝土温升、提高混凝土极限拉伸值、改善边 界约束和构造设计等方面，对建筑工程混凝土施工过程中控 制温度裂缝的施工技术措施进行了探讨。关键词：温度裂缝；施工；温差；收缩 中图分类号：ＴＵ ５２８．０７ 文献标识码： 引言 在建筑工程混凝土施工过程中，温度裂缝控制 是施工质量控制的一项重要内容，尤其是对体积较 大的混凝土，如较大规模的地下室底板、大截面的转 换梁等，由于水泥水化热引起混凝土内部温度和温 度应力的剧烈变化，是导致混凝土发生裂缝的主要 原因。因此，在施工过程中应采取有效的技术措施，减少和防止混凝土温度裂缝的产生。本文结合笔者 从事工程施工管理的实践经验，从控制混凝土温升、提高混凝土极限拉伸值、改善边界约束和构造设计 等方面，对建筑工程混凝土施工过程中控制温度裂 缝的施工技术措施进行探讨。１控制混凝土温升 混凝土结构在降温阶段产生温度应力的原因在 于降温和水分蒸发等导致的收缩，而外在约束使其 不能自由变形。因此，对水泥水化热导致的温升进 行控制，可以减小降温温差，从而降低温度应力，防 止温度裂缝。控制水泥水化热产生的温升可以采取 下列措施：（１）选用中低热的水泥品种。混凝土升温的热 源是水泥水化热，在施工中应选用水化热较低的水 泥，并尽量降低单位水泥用量。为此，施工大体积混 凝土结构多使用Ｐ・Ｓ ３２．５和Ｐ・Ｓ ４２．５水泥。（２）利用混凝土的后期强度。试验结果表明，每ｍ 的混凝土中水泥用量每增加或减少１０ ｋｇ，混 凝土温度会相应地升高或降低１℃。因此，为控制 混凝土温升，减小温度应力，降低温度裂缝产生的可 能性，可根据结构实际的荷载状况，用 √＇酏或 替 代，２８作为混凝土设计强度。这样可使混凝土中水泥用量减少４０—７０ ｋｇ／ｍ，混凝土的水化热温升也 相应减少４—７℃。但利用混凝土后期强度时，要专 门进行混凝土配合比设计，并通过试验证明２８ ｄ之 后混凝土强度能继续增长。（３）掺加外加剂。为了满足送到现场的混凝土 具有一定的坍落度，若单纯增加单位水泥用量，不仅 多用水泥，加剧混凝土收缩，而且会使水化热增大，容易引起开裂。因此，应掺用适当的外加剂。木质 素磺酸钙属阴离子表面活性剂，对水泥颗粒有明显 的分散作用，并能使水的表面张力降低而引起加气 作用。在混凝土中按水泥质量的０．２５％掺人木质 素磺酸钙减水剂，不仅能使混凝土的和易性明显改 善，同时减少１０％左右的拌和水，节约１０％左右的 水泥，降低了水化热。近年来出现了许多新型外加 剂（如ＵＥＡ、ＡＥＡ等），掺用后可使混凝土空隙中水 分表面张力下降，从而减少收缩４０％一６０％。但 能否有效地控制收缩裂缝，还应注重其应用条件和 后期收缩。（４）掺加粉煤灰外掺料。粉煤灰具有一定的活 性，不但可以替代部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球 形，具有“滚珠效应”，可起到润滑作用，能改善混凝 土的粘塑性，并可使泵送混凝土要求的０．３１５ ｍｍ 以下细粒含量增加，改善混凝土的可泵性，降低混凝 土的水化热。大体积混凝土的初期强度增长较快，而到后期则增长缓慢，其原因是混凝土在初期处于 高温条件下，水化作用迅速，随着混凝土龄期的增 长，水化作用慢慢停止。掺加粉煤灰可改善混凝土 的后期强度，但会使其早期抗拉强度和早期极限拉 伸值少量降低。因此，对早期抗裂要求较高的工程，粉煤灰掺入量应少一些，否则表面易出现细微裂缝。（５）控制混凝土的出机温度和浇注温度。混凝 土原材料中石子的比热较小，但其在每ｍ 混凝土 中所占的比例较大；水的比热最大，但在每ｍ 混凝 土中只占小部分。因此，对混凝土出机温度影响最 大的是石子及水的温度，砂的温度次之，水泥的温度 影响很小。为了降低混凝土的出机温度，最有效的

混凝土的施工温度与裂缝控制 第3篇

关键词：混凝土；温度应力；裂缝控制

中图分类号：TU755文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）18－0063－02

1前言

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。

在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义，其主要原因是：首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性；其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的、不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

2裂缝的原因

混凝土中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（如碱骨料反应）、模板变形、基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断升高，在表面引起拉应力；后期在降温过程中，由于受到基础或已定型混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力；气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周，时干时湿、表面干缩形变受内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104 MPa，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104 MPa。由于原材料不均匀、水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位，如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力，因此，掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

3温度应力的分析

3.1温度应力的形成过程

3.1.1早期

自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30 d。这个阶段有两个特征：一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土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。

3.1.2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，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起的，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。

3.1.3晚期

混凝土完全冷却后的运转时期。温度应力主要是由外界气温变化所引起的，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

3.2引起温度应力的原因

3.2.1自生应力

边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低、内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

3.2.2约束应力

结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁项板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。

4温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可从控制温度、改善约束条件和正确使用外加剂等方面入手。

4.1控制温度的措施

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，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。

（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。

（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

（5）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。

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

4.2改善约束条件的措施

其主要包括：①合理地分缝分块；②避免基础过大起伏；③合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

此外，改善混凝土的性能、提高抗裂能力、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十分重要，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十分困难，因此，施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差较小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100～200 kg/cm2。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。且钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会出现细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

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的措施之一。

4.3减水防裂剂的作用

（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增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。

（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结力，提高混凝土的抗裂性能。

（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热的基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易抹平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。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，会更加简捷、经济。

5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，其主要原因是温度梯度及寒冷地区的温度骤降也易形成裂缝。因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤为重要。

从温度应力观点出发，保温应达到下列要求：①防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；②防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土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温湿条件，以达到两个方面的效果：一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；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。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析，新浇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引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土易直接受到这种不利影响。因此，混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应给予足够重视。

6结束语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是较统一的，同时在实践中的应用效果也较好，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

Cracks in Concrete Construction and Temperature Control

Liang Yikun

Abstract: Through many years of on－site observation, access to the internal stress in the concrete of monographs, articles on the causes of cracks in concrete temperature, on－site concrete temperature control and prevention measures for cracks and other elaborate.

混凝土的施工温度与裂缝 第4篇

在大体积混凝土中, 温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先, 在施工中混凝土常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性。其次, 在运转过程中, 温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。

1 裂缝的原因

混凝土中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 (如碱骨料反应) , 模板变形, 基础不均匀沉降等。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。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右, 短期加荷时的极限拉伸变形只有 (0.6～1.0) 104, 长期加荷时的极限拉伸变形也只有 (1.2～2.0) 104。由于原材料不均匀, 水灰比较不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度, 往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力, 因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

⑴早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30天。这个阶段的两个特征, 一是水泥放出大量的水化热, 二是混凝土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。

⑵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及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, 在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

⑶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。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

⑴自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如, 桥梁墩身, 结构尺寸相对较大, 混凝土冷却时表面温度低, 内部温度高, 在表面出现拉应力, 在中间出现压应力。

⑵约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响, 具体计算这里就不再细述。

3 温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝, 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下:

⑴采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土, 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;

⑵拌合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;

⑶热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热;

⑷在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温;

⑸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;

⑹施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施;

改善约束条件的措施是:

⑴合理地分缝分块;

⑵避免基础过大起伏;

⑶合理安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露;

此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 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, 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。

在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力迭加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海棉等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍, 当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100～200kg/cm2。因此, 在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝, 其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

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的措施之一。例如使用减水防裂剂, 笔者在实践中总结出其主要作用为:

⑴混凝土中存在大量毛细孔道, 水蒸发后毛细管中产生毛细管张力, 使混凝土干缩变形。增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六十年代就已被国际上所确认。

⑵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%。

⑶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。

⑷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。

⑸提高水泥浆与骨料的粘结力, 提高的混凝土抗裂性能。

⑹混凝土在收缩时受到约束产生拉应力, 当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度, 大幅提高混凝土的抗裂性能。

⑺掺加外加剂可使混凝土密实性好, 可有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩。

⑻掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当, 在有效防止水泥迅速水化放热基础上, 避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

⑼掺外加剂混凝土和易性好, 表面易摸平, 形成微膜, 减少水分蒸发, 减少干燥收缩。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。

4 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, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

从温度应力观点出发, 保温应达到下述要求:

⑴防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝。

⑵防止混凝土超冷, 应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

⑶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温湿条件, 以达到两个方面的效果, 一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩。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。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析, 新浇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引起水分损失, 从而推迟或防碍水泥的水化, 表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期, 在施工中应切实重视起来。

5 结束语

虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论, 但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一, 同时在实践中的应用效果也是比较好的, 具体施工中要靠我们多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。

摘要：对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。

混凝土施工温度 第5篇

网络经济的飞速发展以及物流行业的快速进步使得区域之间的经济与文化的交流更加频繁。为了满足人们日益增长的交通需求，近些年来，铁路重大桥梁的施工得到了大力的发展。为了提高工程质量，将其使用价值发挥到最大化，相关研究人员对施工过程中涉及到的施工技术进行了深入的研究，尤其在对于温度应力的控制方面取得了良好的研究成果。

一、铁路特大桥梁温度应力概述

混凝土是桥梁施工的主要施工材料，混凝土需要各种砂石材料按照严格的比例结构完成配比。在完成混凝土的浇筑工作后，混凝材料可能会在空气温度与湿度的影响下出现一定的水热变化。此外，由于特大铁路桥梁属于大型施工项目，它的整体规模较大，所以混凝土浇筑层通常都很厚，水热变化也会随着混凝土的厚度发生相应的变化，导致内外出出现明显的温度差异，这也就是混凝土施工过程中存在的温度应力问题。在出现温度应力的初级阶段，温度变化对于混凝土路面的影响并不严重，但是随着时间的不断推移，在外界作用和内部温度应力的共同影响下，混凝土内部的抗拉强度将逐渐失去对温度应力的控制和阻挡能力，这时就会导致桥梁路面出现裂纹、破损等问题，给后期的工程维护和维修带来巨大的不便。

另外，通过大量的工程经验可知，在对特大桥梁工程进行后期维护的过程中，养护温度也会导致出现一定的温度应力。比如在后期维护的温度较高时，混凝土的弹性模量就会出现快速的增长，但是为了将这种增长控制在一定的范围之内，防止对工程质量造成影响，就一定要通过相关的施工措施尽量将温度调低。在这个过程中，养护温度的升高将会与控制温度的不断降低形成一种反差，这种内外温度所差生的应力也是影响混凝土施工水平的重要原因之一。可见，减小混凝土内外层的温度差异，将温度应力控制在合理大范围之内是非常必要的。

二、温度应力计算系统的使用

（一）温度应力检测装置的构成

由于混凝土层的厚度以及温度变化的不可控制性，通过人为的方式控制混凝土的温度应力是非常困难的。近些年来，随着科学技术的不断发展，人们逐渐计算机技术应用到混凝土温度应力的控制当中，生成了全新的温度应力控制系统。比如在丰台桥梁厂建造的某次桥梁工程中，就使用了20kb存储量的AT89C52，单片机以及AT29C040大容量存储器以及其它各种硬件组织设置了温度应力检测装置。在后来的施工过程中，又逐渐兴起了DSI8B20温度传感器、手持式转储机、以及更加专业的计算机温度应力检测软件。

随着计算机技术的普及应用，温度应力监测计算机软件技术的使用更加普及和普遍。这项应力检测系统主要由DS12887终端电子程序、大容量的存储程序、专业的数据处理程序以及其它各种自子程序共同组成。在进行使用的过程中，工作人员需要注意收集数据的间隔时间，为了保证结果的准确性，每一个时间点都需要重复采收5次样本，并将这5次所得出的平均值作为最终的采样值。在完成采样和计算总结之后，将这些温度数据值确切的对应到具体的时间点上，并利用AT29C040大容量存储程序进行数据收集。

（二）温度应力检测系统的应用价值

使用温度应力检测系统，施工人员可以对混凝土箱梁中各个检测位置的温度及进行持续性的检测和监控，并在此基础上生成准确的混凝土内部结构温度变化曲线图。这样一来，施工人员就可以明确当前的位置的水热变化情况，并在此基础上提出合理的温度应力控制的建议。同时所得到的温度应力数据情况也可以为今后同种类型的特大类型桥梁施工提供借鉴和指导，帮助有效的节省工程进度以及不必要的工程花费。

值得注意的是，为了保证温度应力监测系统所得到的数据的准确化，施工人员一定要在承混凝土施工层的中心平面位置全面、平均的分布测量点。同时为了确保所得到的温度就是混凝土内部真是的应力情况，施工人员在进行测量时，一定要注意将监测设备的温度误差降到最低，在日常生活中需要进行频繁的数据系统及设备的维护。在混凝土的温度达到最高值之前，需要每间隔2个小时进行一次温度检测。在最高值出现之后，混凝土的温度逐渐下降，并逐渐趋于稳定，这时需要每间隔4小时进行一次温度值的检测。检测时间通常需要持续5-7天，在这之后可以将适当的降低监测频率。

三、混凝土温度应力监控的施工要求

为了将温度应力所产生的不良影响降到最低，除了要准确的使用温度监测系统之外，还要相应的提高施工人员的工作能力和水平。

首先，在进行混凝土材料选购和配比调节的过程中，施工人员应该充分明确桥梁施工的目的和意义，并准确的预测桥梁的承受能力，适当的调节各种材料的比例结构。为了确保材料配比的合理性，需要进行严格的材料质量检测工作，尤其要注意控制混凝材料的含水量。

其次，在接下来的混凝土建筑环节，施工人员需要对混凝土浇筑地点的其它材料，比如钢筋构架、预埋件等进行细致的检查，这样可以将后期维护中出现问题的可能性降低，节省开销。

施工单位应该定期组织施工人员参加施工技术培训活动。提高施工人员浇筑混凝土的能力以及使用全新的温度监测技术的能力。同时，为了有效的规范施工人员的工作行为，施工单位应该制定严格的施工技术规范，并对施工人员的施工行为进行全面的监督。比如，在施工过程中，需要严格按照工程设计的要求，并遵从相应的厚度、方向等顺序进行混凝土的浇筑，浇筑过程应该尽量保持连续，否则浇筑层内的温度差异情况将有可能加剧，导致混凝土层内部出现更加严重的温度应力问题。另外在进行施工的过程中，施工人员需要及时的清理混凝土浇筑面及附近的杂物和积水，避免对施工质量造成影响。

最后，为了将混凝土中的温度应力降到最低，施工单位应该不断引进全新的施工技术，尽量加大在这一方面的成本花费。除了引进先进的技术之外，还要注意吸纳更多的专业人才。现如今，随着智能化技术的不断发展，工程软件中的科技含量也在逐渐提高。比如智能化数字传感器技术以及各种先进的数据技术等都已经在土木工程的施工中发挥出了巨大的作用和价值。

结语

综上所述，铁路特大桥梁的施工量近年来逐渐增加，对于混凝土温度应力的控制与调节是保证工程质量和桥梁使用安全的关键性技术之一。为此，相关工作人员一定要提高相应的温度应力监测技能，并严格按照工程规范进行施工，将温度应力所引发的桥梁使用风险降到最低。

浅谈混凝土的施工温度与裂缝 第6篇

摘要：混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。严重的会影响结构的整体性和耐久性。因此，我们对施工温度要加以控制。

关键词：混凝土施工施工温度裂缝控制

0 引言

通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1 裂缝的原因

混凝土中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(如碱骨料反应)，模板变形，基础不均匀沉降等。

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上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6～1.0)×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2～2.0)×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

2.1 根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：

2.1.1 早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，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。

2.1.2 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及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，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

2.1.3 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。

2.2 根据温度应力引起的原因可分为两类：

2.2.1 自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

2.2.2 约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。

3 温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下：①采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，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；②拌合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；③热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；④在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；⑤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；⑥施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；

改善约束条件的措施是：①合理地分缝分块；②避免基础过大起伏；③合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，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，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。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

4 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，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：①防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。②防止混凝土超冷，应该设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。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。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析，新浇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引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。

5 总结

混凝土的施工温度和裂缝解析 第7篇

1 混凝土裂缝成因

造成混凝土裂缝的因素很多, 主要包括混凝土湿度与温度的变化、结构不合理、不均匀性、原材料质量差、基础发生不均匀沉降、模板变形等等。

在混凝土硬化阶段, 由于水泥的水化作用会释放出大量的热量, 导致混凝土内部温度上升, 引起混凝土表面的拉应力。随着水化作用的结束, 混凝土内部开始不断降温, 在降温的过程中, 由于基础等造成的约束, 会导致其内部产生拉应力。同时外界温度的降低也会导致混凝土表面产生拉应力, 如果拉应力的大小超出了混凝土抗裂能力, 混凝土表面就会产生裂缝。另外, 混凝土内部湿度变化较为缓慢, 但其表面的湿度会受到外界环境的影响而发生较大的波动。如果对混凝土养护不合理, 混凝土内部湿度就会对其表面的干缩性造成制约, 这也是产生混凝土裂缝的原因之一。

2 混凝土温度应力分析

根据混凝土温度应力产生的过程, 能够将温度应力分为以下三个阶段: (1) 从混凝土浇筑到内部水泥水化放热结束, 通常需要持续30天。在这一阶段, 混凝土主要有两个方面的特征:第一, 混凝土内部的水泥由于水化作用会释放大量的热量;第二, 这一阶段混凝土弹性模量会剧烈的变化, 由于其弹性模量的变化会导致其内部出现残余的应力。 (2) 温度应力中期主要是从水化作用结束到混凝土基本冷却结束。在这一时期, 温度应力的产生主要是由于混凝土冷却、外部温度变化引起的, 这些应力与第一阶段混凝土内部残留的应力雷击。这一时期混凝土弹性模量不会发生太大的变化; (3) 在混凝土完全冷却后的运转其为混凝土温度应力的晚期。这一阶段外界温度变化是温度应力的主要来源, 并对上两个阶段混凝土内部残余的应力相累积。

3 混凝土施工温度控制以及裂缝防治措施

3.1 混凝土施工温度的控制措施

控制温度是防止混凝土裂缝重要的手段之一, 具体的措施体现在以下几个方面: (1) 在混凝土配置过程中, 应该适量的减少混凝土中水泥的用量。具体可以采用的措施包括掺混合料、使用硬性混凝土、改善骨料级配、添加塑化剂与引气剂。 (2) 在混凝土拌合过程中, 加入适量的水, 并在碎石添加前用水进行冷却, 降低混凝土的浇筑温度。 (3) 在炎热的夏季进行缓凝土浇筑时, 应该适当的减小混凝土浇筑的厚度, 采取浇筑层散热的方式, 控制混凝土温度; (4) 大面积混凝土浇筑过程中, 可以在混凝土内部埋设水管, 并流通冷水, 达到降低温度的效果; (5) 科学的设计混凝土拆模的时间, 如果外界温度下降较快, 需要采取有效的保温措施, 避免混凝土表面因温度急剧变化而产生裂缝; (6) 混凝土工程施工过程中, 一些施工工期较长的工程, 混凝土薄壁结构或混凝土浇筑块长时间的暴露在空气中, 在历经冬季时, 需要对其采用必要的保暖措施。

3.2 防止混凝土裂缝的措施

除了控制混凝土温度外, 通过改善混凝土约束条件也能够对防止混凝土裂缝起到有效的作用。具体的措施体现在以下几个方面: (1) 合理分缝分块; (2) 尽可能避免混凝土基础有较大的起伏, 避免出现基础不均匀沉降; (3) 对施工工序进行科学的安排, 避免缓凝土侧面、高差长期暴露在空气中。

另外, 防止混凝土裂缝的措施还包括以下几个方面: (1) 在混凝土中有大量毛细孔道存在, 在混凝土内部水分蒸发后, 毛细孔管会出现张力, 导致混凝土变形。混凝土毛细孔道的孔径增加, 会降低其表面的张力, 从而影响混凝土的强度。 (2) 水灰比作为混凝土干缩重要影响因素, 在配置过程中需要严格的进行控制。 (3) 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。 (4) 混凝土在收缩时受到约束产生拉应力, 当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度, 大幅提高混凝土的抗裂性能。

4 混凝土早期养护

经过长期的实践证明, 常见的混凝土裂缝, 主要以表面裂缝为主, 造成这种裂缝的原因是由于混凝土温度梯度变化造成的。因此, 加强对混凝土的早期养护对防止混凝土前期裂缝具有重要的作用。基于上述对温度应力的分析, 对混凝土早期的保温养护需要满足以下几个方面的要求: (1) 避免混凝土内部温度与外部温度差超过其表面的梯度, 避免混凝土表面裂缝形成; (2) 避免混凝土出现超冷现象, 应该保证施工期间混凝土的温度超过混凝土试用期稳定温度; (3) 避免老混凝土出现过冷现象, 以减少其对新混凝土的约束。

对混凝土的早期养护, 主要在于保持混凝土的温度、湿度条件, 实现以下效果。第一, 保证混凝土不会由于温度或湿度变化而出现变形、干缩等问题;第二, 保证混凝土中水泥水化作用有效的进行, 达到混凝土设计的抗裂强度。一般来说, 温度与湿度环境是相互关联的, 常用的保温措施同时也具有一定的保湿效果。

理论上说, 新浇筑的混凝土中, 水分能够满足水泥水化作用要求, 但是由于温度引起的水分蒸发会导致水分流失, 影响水泥的的水化反应, 从而对混凝土表面质量造成影响。所以, 在混凝土刚刚浇筑后的一段时期, 是混凝土工程养护的关键时期, 相关的施工人员应该加强对前期养护的重视。

5 总结

综上所述, 混凝土工程是建筑工程中重要的组成部分, 混凝土施工质量关系着整个建筑工程的质量质量与使用功能。在混凝土工程中, 裂缝是影响其质量的重要病害, 也是整个混凝土施工中的控制难点与重点。为了防止混凝土裂缝, 不仅需要对混凝土施工温度进行有效的控制, 还需要改善混凝土约束条件, 加强对混凝土的前期养护, 提高混凝土整体的质量, 确保建筑工程整体质量。

参考文献

[1]王丽娟.浅谈混凝土的施工温度与裂缝[J].工程技术, 2012, 31 (17) :124-125.

论混凝土的施工温度与裂缝 第8篇

混凝土中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 (如碱骨料反应) , 模板变形, 基础不均匀沉降等。

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上的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右, 短期加荷时的极限拉伸变形只有 (0.6~1.0) 104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有 (1.2~2.0) 104。由于原材料不均匀, 水灰比不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度, 往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力, 因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

2.1 根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

a.早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30天。这个阶段的两个特征, 一是水泥放出大量的水化热, 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。

b.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及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, 在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

c.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。

2.2 根据温度应力引起的原因可分为两类:

a.自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如, 桥梁墩身, 结构尺寸相对较大, 混凝土冷却时表面温度低, 内部温度高, 在表面出现拉应力, 在中间出现压应力。

b.约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响, 具体计算这里就不再细述。

3 温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝, 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下:

a.采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土, 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;

b.拌合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;

c.热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热;

d.在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温;

e.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;

f.施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。

改善约束条件的措施是:

a.合理地分缝分块;

b.避免基础过大起伏;

c.合理的安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露。

此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 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, 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。

在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力迭加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海棉等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍, 当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2.因此, 在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝, 其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

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的措施之一。主要作用为:a.混凝土中存在大量毛细孔道, 水蒸发后毛细管中产生毛细管张力, 使混凝土干缩变形。增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20世纪60年代就已被国际上所确认。b.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%。c.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。d.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。e.提高水泥浆与骨料的粘结力, 提高的混凝土抗裂性能。f.混凝土在收缩时受到约束产生拉应力, 当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度, 大幅提高混凝土的抗裂性能。g.掺加外加剂可使混凝土密实性好, 可有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩。h.掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当, 在有效防止水泥迅速水化放热基础上, 避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。i.掺外加剂混凝土和易性好, 表面易摸平, 形成微膜, 减少水分蒸发, 减少干燥收缩.

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。

浅析混凝土的施工温度与裂缝 第9篇

关键词：混疑土,施工温度,裂缝,防控

1 裂缝的原因

混凝土中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(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。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。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2-2.0)×104。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。

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

2.1 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。

2.2 中期:

白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。

2.3 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 控制温度的措施改善混凝土的性能,提高抗裂能力,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,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。合理地分缝分块;避免基础过大起伏;合理的安排施工工序皮面过大的高差和侧面长期暴露。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时问,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表而产生过大的拉应力,具有显着的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。

3.2 正确使用外加剂。

(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增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六十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粘结力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。

3.3 混凝土的保温。

(1)防止混凝土内外温度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温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。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。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

大体积混凝土温度裂缝控制施工 第10篇

百度国际大厦东塔楼工程位于深圳市南山区高新技术产业园, 本工程地下3层, 地上39层, 建筑面积为90 733 m2, 塔楼高189.3 m, 用地面积5 995 m2, 框架—核心筒结构, 作为百度华南地区的总部和研发中心, 是一座集运营和研发为一体的综合性研发办公楼, 如图1所示。

2 大体积混凝土施工路线

塔楼区一次性浇筑完成, 方量约6 500 m3, 采用3台车载泵同时浇筑, 56 h浇筑完成, 3台汽车泵分段分层进行, 先深后浅, 连续浇筑, 保证浇筑质量。

塔楼的底板形式类似“U”形, 核心筒底板集中在“U”形的底部, 并且较厚, 根据先深后浅的原则, 3台布料机同时浇筑两个电梯井 (核心筒位置) ;当电梯井浇至平底板底时, 留1台接着浇筑3.5 m厚底板 (避免核心筒先浇部分混凝土出现施工冷缝) , 另外2台布料机从“U”形的一边往另一边推移式连续浇筑。

3 大体积混凝土测温监控

百度国际大厦东塔楼的底板厚度有600 mm, 800 mm, 2 000 mm, 3 500 mm, 部分高低跨的地方有4 700 mm, 5 900 mm, 7 100 mm, 承台的厚度有1 300 mm, 2 700 mm, 3 500 mm等, 取2 000 mm, 3 500 mm, 4 700 mm, 5 900 mm, 7 100 mm厚度作为测温点, 根据塔楼结构底板厚度接近对称, 测温点布置图如图2所示。

本工程采用中国建筑技术中心工程智能化研究所韦永斌所长研发的无线测温技术, 可以实时无间断读取混凝土温度数据, 可以动态观察各层混凝土的温度变化, 设置每5 min读取一次数据。每个测温点设置上中下三点, 上点离顶面及下点离底面都是大约10 cm, 现场测温点埋设如图3所示。

现场大体积混凝土温度数据信息采集无线发射器, 如图4所示。

根据现场布置的5个测温点, 塔楼非核心筒区域板厚为2 m, 核心筒底板3.5 m厚占的比例比较大, 并且部分承台的厚度为3.5 m, 故以2 m, 3.5 m处的测温点为重点分析位置, 混凝土实测温度数据半天整理一次。当混凝土内部最大温度与大气温度之差小于25℃时, 以及混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃可以停止测温, 本工程在15 d左右时内部最大温度与大气温度之差小于25℃, 本工程在17 d后结束测温, 其实测温度数据汇总如表1~表3所示。

℃

4 混凝土温度数据分析及养护

4.1混凝土温度数据分析

根据GB 50496-2009大体积混凝土施工规范的规定:

1) 混凝土浇筑体的温度在入模温度的基础上的温升值不宜大于50℃。

℃

℃

2) 混凝土浇筑体的里表温差不宜大于25℃。

3) 混凝土的降温速率不宜大于2℃/d。

由表1可知混凝土里表温差不超25℃, 在降温过程中大体满足小于2℃/d的速率。由表2可知混凝土里表温差在25℃~30℃这个范围大概维持一周时间, 考虑到该区域混凝土经过4 d后其极限抗拉强度有较大提高, 并且厚度非常厚, 温差值可适当放宽 (根据文献[1], 里表温差不超过25℃~30℃) ;在降温过程中大体满足小于2℃/d的速率。

由表1, 表2对比可知, 较薄的底板中心温度的散热速度相对大一些, 在后期时中心温度比底部温度低。

由表3可知, 混凝土的温升值均不超过50℃;4.7 m, 5.9 m, 7.1 m处的中心温度并不比3.5 m厚处高很多, 甚至比其低, 主要是这三处不止表面散热, 侧面也散热, 加快了混凝土的散热。

4.2混凝土养护

为了保证混凝土不至于散热过快, 以及为了加快施工进程, 在某种程度上适当加快混凝土内部热量的释放, 混凝土较厚处里表温差可在25℃~30℃范围, 本工程采用一层薄膜加一层麻袋进行养护, 对混凝土进行保湿保温, 其养护如图5所示。

5结语

先采用三台泵集中浇筑核心筒区域, 再用一台泵浇筑核心筒, 两台泵从塔楼“U”形底板一边往另一边浇筑的施工路线不但可以避免施工冷缝的出现, 而且在某种程度上降低了核心筒区域混凝土的中心温度。里表温差在较厚的区域虽然超过25℃, 但在一定程度上可以加快内部热量的散失, 可加快施工进度, 里表温差主要引起的是表面裂缝, 在较厚区域可以把里表温差适当放宽, 后期的每天降温速率是引起贯穿裂缝的一个重要因素, 这是控制温度裂缝的一个重点。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制:抗与放的设计原则及其在跳仓法施工中的应用[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[2]冯乃谦, 顾晴霞, 郝挺宇.混凝土结构的裂缝与对策[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[3]花力.基于温度裂缝控制的特大超厚混凝土施工[J].结构施工, 2013 (6) :469-471.

混凝土的施工温度与裂缝处理探讨 第11篇

【摘 要】 通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。

【关键词】 混凝土；温度应力；裂缝；控制

Construction of concrete crack treatment temperature and Discussion

Wang Jia-guo,Zheng Guo-hui,Song Bo,Chen Ming

(Chen Feng Shenyang Commercial Concrete Co., Ltd Shenyang Liaoning 110000) 

【Abstract】 Through years of field observations, by referring to relevant aspects of the internal stress of concrete monograph, the cause of cracks in the concrete temperature control and crack prevention measures such as on-site concrete temperature will be elaborated.

【Key words】 Temperature stress;Concrete cracks;Control

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。

在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1. 裂缝的原因

（1）混凝土中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（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。

（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上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2. 温度应力的分析

2.1 根据温度应力的形成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30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，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及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，在此期间混凝上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。

2.2 根据温度应力引起的原因可分为两类：

（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。

3. 温度的控制和防止裂缝的措施

3.1 为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下：

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，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；

（2）拌合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；

（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；

（5）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；

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

3.2 改善约束条件的措施是：

（1）合理地分缝分块；

（2）避免基础过大起伏；

（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

3.3 此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，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，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。

3.4 在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。

（1）当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

（2）加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200Kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

endprint

3.5 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的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：

（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增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六十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粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

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。

4. 混凝土的早期养护

4.1 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，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

（1）防止混凝土内外温度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温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。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。

4.2 适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析，新浇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引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。

5. 结束语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。



［文章编号］1619-2737（2014）06-28-864

桥梁混凝土的施工温度与裂缝 第12篇

一、关于桥梁混凝土出现温度裂缝的原因分析

1. 裂缝的原因

导致混凝土出现裂缝的原因有很多种, 但主要的, 就是因为施工期间以及之后的温度和湿度的变化。其中更为主要的, 就是温度的原因。混凝土本身就具有一定的热胀冷缩的性质, 所以, 不论是外部环境还是结构内部温度发生变化时, 混凝土都会在一定的程度上发生变形。这个时候, 若变形遭到约束, 混凝土就会在结构内将产生应力。当应力超过混凝土抗拉强度时就会产生裂缝, 也就是俗称的温度裂缝。当然, 由于工程本身所具有的特殊性, 在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出活载应力。但是在一般的普通的桥梁的建设中, 一旦温度应力超过了负荷, 就会出现温度裂缝。

温度裂缝与其他裂缝存在的最主要的区别, 就在于裂缝会随温度变化而扩张或合拢。混凝土中含有大量的水泥, 而水泥会在硬化期间放出大量的水化热, 进而导致混凝土内部的温度不断上升, 在表面引起拉应力。然后在工程后期的降温过程中, 由于受到各种因素的影响, 混凝土又会在内部出现一定的拉应力。当这些拉应力超出混凝土抗裂能力时, 就会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿、表面干缩形变受到内部混凝土的约束等, 也往往导致裂缝。

2. 温度应力的分析

根据施工情况的不同, 引起温度应力变化导致混凝土裂缝的原因可以分为两种。一种是自生应力, 它是指混凝土的边界上没有任何约束或完全静止的结构, 因为内部温度是非线性分布而导致结构本身互相约束而出现的温度应力。另一种是约束应力, 由于混凝土的结构的全部或部分边界受到外界的约束, 混凝土不能自由变形而引起的应力。

虽然根据施工情况的不同可以将温度应力分为两种, 可实际上, 导致温度应力的根本原因, 还是由于施工过程中的混凝土内部以及外部的温度变化引起的。内部原因, 主要因为自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束时会有两个基本的特征:一是水泥放出大量的水化热, 二是由于混凝上弹性模量的急剧变凝土内形成残余应力。外部原因温度应力主要是由于混凝土的冷却及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, 混凝上的弹性模量变化不大, 从而导致整体的温度应力超过了混凝土的负荷, 出现温度裂缝。

二、关于裂缝的控制措施

1. 改善施工方法, 加强温度控制

要想妥善的解决混凝土温度裂缝的问题, 首先, 要解决的就是改善施工方法, 加强对于施工温度的控制。在配置混凝土的时候, 充分改良骨料的配置, 适当增加添加剂, 尽可能采用干硬性混凝土进行桥梁施工, 有效降低混凝土中的水泥成分。在混凝土的拌和过程中, 在适当的时候将水洒在碎石上, 达到冷却碎石的目的, 从而降低混凝土浇注时的温度。尤其在夏天的施工中, 必须减少混凝土的浇注厚度, 利用浇注层的面积, 充分散热。适当条件下, 可在混凝土内部敷设降温水管, 达到全面降温混凝土的目的。另外, 混凝土的早起养护同样十分的重要, 这样可以有效的解决塑性裂缝的收缩问题。在早期的养护过程中, 可以用麻袋或者是海绵之类的东西覆盖在混凝土结构的表面, 然后在其上定时定量的浇水, 以减少混凝土中的水分的蒸发。尤其是在先天的时候, 对于混凝土的表面结构一定要定时的洒水, 保证混凝土温度一直保持在合适的温度上, 减少温度裂缝的出现。而如果是在冬天, 应该注重混凝土表面结构的保温作用, 防止冻裂。

2. 对温度进行有效的控制

在施工的过程中, 一定要对施工温度进行有效的控制。根据混凝土的具体配比以及施工环境的温度和天气变化做好控制和养护方案, 确保混凝土结构的温度应力不会超过工程的负荷。从而造成温度裂缝的出现, 影响工程施工质量。在对混凝土的温度控制上, 要在混凝土内部及外部设置温度测点、保温测点以及养护水温度测点。定期定时的对这三个测点的数据进行采集, 然后进行整理分析, 针对不同的情况做出不同样的防护措施。对于混凝土进行严格的控制, 确保混凝土不会出现超过标准规定的温度裂缝。除此之外, 还要对混凝土内部以及外部的温度应力进行实时的检测, 确保温度应力在混凝土结构可以承受的范围之内。

3. 降低水泥水化热

水泥的水化热会放出大量的热量, 这也是导致温度裂缝出现的主要原因之一。所以, 在施工的时候, 也应该尽量降低水泥的水化热。由于水泥水化热主要取决于水泥的矿物组成、用量和放热速率, 因此在水泥的选择上, 应该选择低中热水泥。另外, 通过大量的试验资料表明, 表面每立方米砼每减少10 kg水泥用量, 砼的水化热温升降低1℃左右。所以, 在施工的时候, 在不影响施工的整体质量的时候, 我们也可以通过减少水泥的用量来降低水泥的水化热。

4. 混凝土养护

做好了施工中的相关工作, 那施工之后, 也同样应该做好相关的工作。比如, 混凝土的养护。刚浇筑的混凝土、强度低、抵抗变形能力小, 如遇到不利的温湿度条件, 其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度, 防止表面裂缝的发生。所以, 在混凝土的浇筑以及压面的工作做完之后, 工作人员应该做好混凝土的后期养护工作, 避免因为养护不当, 导致混凝土出现裂缝。

三、结语

虽然在桥梁的建设中, 混凝土经常会出现裂缝问题, 一直困扰着施工人员。但实际上, 经过长期以来的调查研究发现, 只要在建设过程中做好施工、处理以及养护的工作, 还是能够有效解决混凝土温度裂缝问题的, 尤其是现在越来越过的专业人员开始致力于研究解决混凝土温度裂缝的出现。我们有必要相信, 在不久的将来, 这个困扰着我们许久的问题, 一定会得到妥善的解决。

参考文献

[1]崔进强.浅谈桥梁施工裂缝的形成原因[J].科技咨询导报, 2001 (11) .

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.