2010年二級建造師公路工程輔導：施工中混凝土溫度對裂縫的影響及預防措施

通過多年的施工現場觀察，以及查閱有關混凝土內部應力方面的專著，我對混凝土溫度裂縫產生的原因及現場混凝土溫度的控制和預防裂縫的措施進行闡述。
    1裂縫的原因
    混凝土中產生裂縫有多種原因，主要溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。
    混凝土硬化期間水泥大量放出水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期再降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力，當這些拉應力超出混凝土抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度變化較大或發生劇烈變化，如養護不周，時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。
    2溫度應力的分析
    根據溫度應力的形式過程可分為以下三個階段：
    （1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約為30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水熱化，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。
    （2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻劑外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。
    （3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。
    3溫度的控制和防止裂縫措施 
    為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。
    4控制溫度的措施
    合理地分縫分塊；避免基礎過大起伏；合理的安排施工工序皮面過大的高差和側面長期暴露。
    此外改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。
    為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂措施之一。 
    本人在實踐中總結出以下幾點：
    （1）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%. 
    （2）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。
    （3）提高水泥漿與骨料的粘結力，挺高混凝土抗裂性能。
    （4）在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高混凝土抗拉強度，大幅度提高混凝土的抗裂性能。
    （5）摻減水防裂劑后混凝土緩凝，時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。
    5混凝土的早期培養
    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，應該盡量設法式混凝土的施工期最低溫度不低與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。
    6混凝土的早期養護
    主要目的在于保持適宜得濕溫條件，已達到兩個方面的效果：
    （1）使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。
    （2）使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。
    從理論上分析，新澆筑混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常常引起水分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時刻，在施工中要切實重視起來。這樣混凝土的裂縫就可以完全避免。