温度裂缝原因分析

温度裂缝原因分析（精选12篇）

温度裂缝原因分析 篇1

随着高层建筑的日益增多, 混凝土在现代工程建设中占有重要地位。目前, 混凝土的裂缝问题较为普遍, 引起裂缝最主要原因就是混凝土温度应力的变化。

在大体积混凝土中, 温度应力及温度控制具有重要意义。在施工中常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性。以下对施工中混凝土裂缝产生的原因和处理措施进行探讨。

一、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释放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到基础或旧混凝土的约束, 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。再有混凝土的内部湿度变化很小或变化缓慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不到、时干时湿, 表面干缩变形受到内部混凝土的约束, 导致混凝土出现裂缝。而混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度仅为抗压强度的十分之一左右。

二、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, 参混合料, 加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

(2) 拌合混凝土加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇注温度。

(3) 热天浇注混凝土时减少浇注厚度, 利用浇注层面散热。

(4) 在混凝土中埋设水管, 通入循环冷水降温。

(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注块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。

改善约束条件的措施:

(1) 合理的分缝分块。

(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的, 应特别注意避免产生贯通裂缝。

在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇注的混凝土尽早拆模。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。新浇注混凝土早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇注初期, 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, 此时拆除模版, 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, 与水化热应力叠加, 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, 钢筋的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢筋的线膨胀系数与混凝土线膨胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢筋的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍, 当混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力不超过10～20N毫米。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。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, 其主要作用表现为:

(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。

(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) 水泥用量也是影响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, 减少混凝土沁水, 减少沉缩变形。

(5) 提高水泥浆与骨料的粘结力, 提高混凝土抗裂性能。

(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混凝土的抗拉强度, 从而达到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, 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。

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。

温度裂缝原因分析 篇2

大体积混凝土承台温度裂缝的分析与控制

阐述了大体积混凝土承台温度应力的基本作用原理以及温度应力在承台内部的分布情况,通过实例计算大体积混凝土在浇筑各阶段的.温度变化和应力变化,分析施工阶段控制大体积混凝土承台裂缝应该注意的细节.

作 者：王保华 作者单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉,430063刊 名：交通科技英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(z1)分类号：U4关键词：大体积混凝土 承台 温度应力 温度裂缝

温度裂缝原因分析 篇3

关键词：住宅工程 裂缝 施工质量

对于住宅工程来说，砖混结构墙体裂缝是比较常见的质量缺陷，根据裂缝形成的原因，可以将住宅墙体裂缝分为：沉降裂缝、温度裂缝等。为了便于分析，本文以温度裂缝的技术问题为例进行阐述。

1 温度裂缝产生的特点

通常情况下，在住宅建成后1-2年容易出现温度裂缝，并且裂缝的宽度随着四季的交替不断扩大，对于裂缝来说，一般要经过3年沉降才趋于稳定。温度裂缝主要表现为八字型裂缝和水平裂缝。在顶层纵墙的两端容易出现“八字型”裂缝，情况严重时甚至扩展到房屋长度的1/3，八字型裂缝有时发生在横墙上。如果外纵墙的两端设有窗户，在这种情况下，裂缝会沿着窗口对角线方向展开。在平顶屋檐下或顶层圈梁底面标高处比较容易出现水平裂缝，并且断续分布在外墙顶部，与中间相比，两端比较严重。在纵横墙的转角处，出现相交的水平裂缝，进一步形成包角裂缝。另外，水平裂缝也容易出现在外窗洞口上皮砖标高处。对于温度裂缝来说，其分布特点主要表现为：两端严重，中间较轻；南朝向严重，北朝向较轻；两侧严重，东侧较轻；外窗洞口大者重，外窗洞口小者轻；并且裂缝从顶层向下逐渐延伸，情况比较严重时会向下延伸多个楼层，多条斜向裂缝呈现平行状。

2 温度裂缝产生的原因

对于住宅工程来说，产生温度裂缝的原因比较复杂，通常情况下，主要表现为：施工质量、屋面温度、钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同，以及温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩等。

2.1 施工质量

按照施工规范的相关要求，在砂浆饱满度方面，对于砌块水平灰缝来说，通常情况下不低于90%，竖向灰缝不低于80%。然而在施工过程中，由于施工企业对砌块灰缝铺设的饱满度缺乏足够的重视，进而在一定程度上会出现瞎缝、透明缝等，进一步降低了砌筑的砌体抗拉、抗剪方面的强度，受砌体干缩、温差等因素的影响和制约，在墙体中容易产生温度应力，进而导致墙体出现开裂现象。

2.2 屋面温差

在夏季进行施工时，由于屋面与墙体之间存在的温差比较大，受高温的影响，在混凝土的屋面容易发生膨胀，墙体受低温的约束进而造成屋面发生变形，进一步在屋面与墙面的接触面上产生水平剪应力，最终使得墙体产生斜裂缝或八字形裂缝。

2.3 钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同

在施工过程中，由于材料随着时间和自然界温度的变化发生收缩变形时，在收缩系数、线膨胀系数方面，由于钢筋混凝土与墙体砌体材料之间存在一定的差异，在房屋墙体及楼盖结构中，由于约束变形，进而在一定程度上容易引发附加应力，如果这种附加应力过大，进而在墙体上就会产生局部的竖向裂缝。

2.4 温度变化不均使砌体产生不均匀收缩

在墙体施工过程中，由于室内外温差过大，在温度变形方面，使得钢筋混凝土楼盖与墙体之间存在巨大的差异，进而在一定程度上容易使外纵墙在门窗洞口附近、楼梯间等墙体薄弱的部位出现竖向贯通裂缝。通常情况下，樓盖的相应部位受这种裂缝的影响，有时会发生断裂，进一步形成内外贯通的周围裂缝。

3 预防温度裂缝的措施

3.1 在施工过程中，严把质量关，同时对砌筑砂浆的配合、砌筑工艺等进行严格的控制，进而在一定程度上确保砌体砂浆的饱满度，对各抹灰层的时间间隔、厚度等进行控制。在确保砌体的砌筑质量的前提下，采取相应的措施，进一步提高砌体的抗剪强度，进而避免产生温差裂缝。

3.2 在保温材料方面，优先选用保温隔热性能好的材料，同时适当增加保温层的厚度，进一步满足热工规范的相关要求，进而在一定程度上降低屋面与顶层墙体之间的温度差，同时实现有效控制温度应力的目的。另外，在施工过程中，对于屋面保温层的施工要进行科学合理地安排，由于完成屋面结构层施工后，直到保温层施工，两道施工工序之间有一段时间间隔，在这一时间段内，避免高温季节对屋面进行施工。

3.3 对屋面圈梁及顶层墙体的构造柱需要进行科学合理地布置，需要对屋面板设置相应的伸缩缝，在一定范围内，对温度变形进行适当的调节、释放等，进而在一定程度上减小屋面与墙面之间接触面的水平剪应力。

4 结论

在对住宅墙体进行施工的过程中，虽然产生温度裂缝的原因比较多。但是，只要严格执行相应的规范，在材料、设计、施工等环节进行层层把关，同时采取有效的预防措施，还是可以防止温差裂缝的。近几年，通过对管辖范围内同类工程的质量进行控制，对于已经竣工验收的同类工程中，温度裂缝等通病基本上给予了杜绝。

参考文献：

[1]于学智.砖混住宅工程墙体温度裂缝的产生原因及预防[J].中国新技术新产品，2009（07）.

[2]赵文博.砖混住宅工程墙体温度裂缝的产生原因及预防[J].现代装饰（理论），2013（10）.

[3]李文斌，李锋，孙建国.砖混住宅工程墙体温度裂缝的产生原因及预防[A].土木工程建造管理：辽宁省土木建筑学会建筑施工专业委员会论文集[C]，2012（07）.

[4]陈鹏，李志强.砖混住宅工程墙体温度裂缝产生的原因及预防[N].驻马店日报，2011-08-11.

混凝土施工温度与裂缝技术分析 篇4

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。

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。

(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。

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。

3.1 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。

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。

3.3 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。

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。

5 结语

温度裂缝原因分析 篇5

一、大体积混凝土温度裂缝产生的原因

1、混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度将显著升高，而混凝土表面土则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土的表面产生裂缝。

2、大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。

二、大体积混凝土温度裂缝控制措施：

1、严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少(1～1.5%以下)。

2、细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。

3、采用综合措施，控制混凝土初始温度

如在混凝土体内埋设冷却水管和风管、表面洒水冷却、表面保温材料保护。主要是针对后期而言，对早期因热原因引起的裂缝是无助的。比如表面保温材料保护可以减少内外温差，但不可避免的招致混凝土体内温度T1很高，从受约束而导致贯穿裂缝的角度看，是一个潜在恶化裂缝的条件。因为体内热量迟早是要散发掉的。另外人工控制混凝土温度还需注意的问题是防止“过速冷却”和“超冷”，过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大，而且早期的过速超冷会影响水泥—胶体体系的水化程度和早期强度，更易产生早期热裂缝。超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝

浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。

4、根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少用 水量，减少水化热和收缩。

5、加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。

6、混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于设计要求。

7、采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

8、根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。

9、对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰，掺量15%～50%。

一、施工组织设计编制依据有哪些？

1、设计图纸，水文地勘报告；

2、现行国家行业施工规范、规程、验收标准；

3、国家法律法规及其他要求；

4、工程承包合同，5、本公司管理体系文件。

二、砼冬季施工措施：

1、冬期施工砼对原材料的要求

(1)、水泥优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸水泥，应注意其中掺合材料对砼抗 冻、抗渗等性能的影响，水泥标号不应低于425•号，砼的水泥最小用量不应少于300kg／m3，水灰比不应大于0.6。•掺用防冻剂的砼，严禁使用高铅水泥。

(2)、砼所用骨料必须清洁，不得含有冰雪等冻结物及易冻裂的矿物质。在掺用含有钾、钠离子防冻剂的砼中，骨料中不得混有活性材料，以免发生碱－－骨料反应。

(3)、在冬季浇筑的砼工程，根据施工方法，合理选用各种外加剂,应注意含氯盐外加剂对钢筋的锈蚀作用，宜使用无氯盐防冻剂，对非承重结构的砼使用氯盐外加剂中应有氯盐阻锈剂这类的保护措施。氯盐掺量不得超过水泥重量的1%，•素砼中氯盐掺量不得大于水泥重量的3%。外加剂的种类、用途见附表。

(4)、拌合水，一般饮用的自来水及洁净的天然水都可作为拌制砼用 水，但污水、工业废水、ph值小的酸性水、硫酸盐含量(按so4)超过水重约1％的水，不得用于混凝土中。为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度.办法是：控制塌落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。

2、砼的搅拌

冬期砼搅拌应制定合理的投料顺序，•使砼获得良好的和易性和使拌合物湿度均匀，有利于强度发展。

其投料顺序一般先投入骨料和粉状外加剂，干拌均匀再投入加热的水，等搅拌一定时间后,水温降至40℃左右时投入水泥，拌合均匀.注意搅拌时要绝对避免水泥遇到过热出现假凝现象。砼的搅拌时间应比常温延长50％并符合有关规定。

3、砼搅制好后，应及时运到浇灌地点，在运输过程中，要注意防止砼热量散失、表层冻结、砼离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。在运输距离长，倒运次数多的情况下，•加强运输工具的保温覆盖。保证砼入模温度10℃左右，最少不低于5℃。当通过热工计算，砼的入模温度达不到5℃以上时应对搅拌水及骨料加热，加热温度见表。水泥种类拌合水骨料

标号小于525＃的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥 80℃60℃

标号小于525＃的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥 60℃40℃

砼在浇灌前，应清除模板和钢筋的冰雪和污垢，装运拌合物用的容器应有保温措施，浇灌过程中发生冻结现象时，必须在浇筑前进行加热拌合，保证砼的入模温度不低于15℃。

温度裂缝原因分析 篇6

关键词：大体积混凝土 温度裂缝 解决措施

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（b）-0025-02

建筑大体积混凝土经常会出现温度裂缝问题，主要因为其具有强度高、表面积小、水泥散热性慢的特点，当大体积混凝土结构内外出现温度差的时候，混凝土就会产生温度拉伸的应力，进而产生裂缝，对其造成较为不利的影响。

1 大体积混凝土温度裂缝产生的原因

在大体积混凝土出现温度裂缝之后，会对建筑施工质量造成较为不利的影响，无法促进其质量的提升。由此可见，技术人员与管理人员必须要重视温度裂缝原因，保证能够有效地分析出以下几点裂缝因素。

1.1 内部矛盾因素

在大体积混凝土温度裂缝原因分析过程中，内部矛盾因素是较为重要的，一方面，在温度出现变化的时候，就会引起应力，进而发生应力的变化，产生裂缝现象；另一方面，大体积混凝土自身就具有较高的强度，并且能够抗变形，但是，当其温度发生变化的时候，就会使混凝土内部与外部受到约束，产生较大的应力，一旦温度超过混凝土自身承受的范围，就会出现裂缝现象。

1.2 水泥水化因素

大体积混凝土在浇筑的过程中，在水泥水化的时候，会产生一定热量，并且，大体积混凝结构一般情况下是较厚的，水泥在水化的时候，一旦产生热量，就很难散发，根据对大体积混凝土体温度的测试得知，水泥水化的温度一般可以达到25 ℃，最高温度甚至可以达到30 ℃左右，对其发展造成较为不利的影响。同时，大体积混凝土缺乏良好的导热性能，在初期浇筑的过程中，大体积混凝土强度与弹性很低，无法有效约束水泥热化温度上升，温度应力也是很小的。另外，在大体积混凝土形成之后，其内部温度收缩性越来越大，进而出现拉应力，一旦大体积混凝土的抗拉强度不能达到相关标准，就会出现裂缝现象。

1.3 材料质量问题

在大体积混凝土施工过程中，经常会出现温度应力情况，管理人员与技术人员就会采取有效措施对温度进行降低，进而减小大体积混凝土内部与外部的温度差，虽然管理人员是在解决问题，但是，由于对大体积混凝土的施工材料质量较为忽视，不能合理地利用水泥与掺和料，没有引进新兴工艺，这对其发展造成较为不利的影响。同时，还会因为外部环境因素、骨料温度因素、养护因素等出现裂缝现象，无法有效提升大体积混凝土的施工质量，对其发展造成较为不利的影响[1]。

2 大体积混凝土裂缝控制重要性

大体积混凝土质量对于建筑施工而言是至关重要的，相关管理人员与技术人员必须要予以一定的重视。随着人们生活质量的提升，对建筑结构功能有着较高的要求，一旦出现裂缝现象，不仅会对建筑施工企业造成经济效益的影响，还会降低人们的生活质量，严重的甚至会对人们的人身财产安全造成威胁。然而，在大体积混凝土裂缝控制之后，建筑施工质量能够得以提升，管理人员制定完善的预防措施，进而对裂缝进行控制。建筑施工与人们的日常生活息息相关，可以满足人们的需求。同时，在大体积混凝土温度裂缝原因分析之后，相关管理人员与技术人员会采取有效措施防止裂缝问题的出现，有效提升大体积混凝土质量，使建筑施工质量问题得到解决，在一定程度上，能够有效提升大体积混凝土的经济效益，使其向着良好的方向发展[2]。

3 大体积混凝土温度裂缝控制措施

在建筑施工过程中，大体积混凝土结构温度裂缝是没有办法避免的，最为重要的就是，能够有效预防与控制温度裂缝的发展，一方面，相关管理人员应该对大体积混凝土的温度进行控制，使其得以改善与约束；另一方面，要对大体积混凝土抗裂缝的能力加以提升，使其性能得以改善，在相互约束与联系的基础上，全面考虑大体积混凝土温度裂缝问题。

3.1 合理地选择原材料

混凝土原材料的选择与配比，对混凝土的抗裂缝能力具有直接的影响，因此，相关管理人员与技术人员必须重视材料的选择与配比，做好以下几点工作。

第一，合理选择水泥材料。水泥材料的水化散热是大体积混凝土温度裂缝的主要因素，不同水泥材料中掺杂的合料是不同的，水泥水化的热量差异也是较大的。此时，管理人员就要对水泥材料的实际情况进行分析，降低水泥水热化程度，进而减小混凝土出现体积变形的问题。大体积混凝土浇筑的过程中，一般情况下会利用热硅酸水泥与低热矿渣水泥材料，除了使用这些低热化的水泥材料，还要减小温度变形情况，进而降低水泥的用量，使其质量得以有效提升[3]。

第二，混合料与外加剂材料的选择。大体积混凝土混合料与材料的选择工作，必须重视材料的温度情况，管理人员在实施管理工作的过程中，不仅需要推迟水化温峰的时间，还要利用外加剂防治裂缝问题，保证能够更好地对大体积混凝土进行接缝处理，避免对其质量造成不利影响[4]。

第三，调整大体积混凝土骨料粒径。在大体积混凝土施工过程中，管理人员必须要重视骨料粒径情况，最好可以选择大粒径的材料，使大体积混凝土强度得以有效提升，使水泥有所节省，进而降低大体积混凝土的温度[5]。

3.2 合理控制温度

在建筑施工过程中，要想更好地避免大体积混凝土出现裂缝问题，就要对温度进行合理控制，具体措施包括以下几点。

第一，对入模的温度进行控制。大体积混凝土入模的温度是最为重要的，管理人员必须要对其加以重视，主要就是对原材料冷却搅拌进行调整，使大体积混凝土的浇筑温度降低，同时，要在运输工具上铺设麻袋等物质，阶段性地进行喷水降温，使大体积混凝土的温度得以有效控制[6]。

第二，对最高温度进行控制。管理人员要想更好地控制大体积混凝土最高温度，就要在大体积混凝土内部设置水管，利用冷却水解决水泥水化热的问题，控制大体积混凝土的水化热温度，此类温度控制方式具有较为良好的灵活性，进而控制大体积混凝土内部整体温度。

第三，对养护温度进行控制。在控制大体积混凝土养护温度的时候，为了使其内部与外部的温度能够降低，就要利用混凝土表面保温的方式，合理地控制温度。同时，管理人员还要利用保温材料，将其放置在大体积混凝土的表面，进而减少温度裂缝的出现。

3.3 分缝分块浇筑

浇筑人员利用分缝分块的方式实施浇筑工作，不仅可以方便施工，还能在浇筑大体积混凝土的时候，防止出现裂缝的现象，增加散热面，使施工期间的温度降低，进而减小应力，有效地预防裂缝问题。

4 结语

大体积混凝土温度裂缝的出现，对建筑施工质量产生较为不利的影响，因此，相关管理人员必须要重视温度裂缝原因分析工作，采取有效措施对其进行预防或是处理，避免温度裂缝的再次发生。

参考文献

[1]陈汉清.大体积混凝土温度裂缝的成因及预防措施[J].河南建材，2016（1）：131-134.

[2]余双伍.大体积混凝土温度裂缝的成因及其温控措施[J].建筑工程技术与设计，2016（8）：866.

[3]余跃.大体积混凝土温度裂缝的产生机理研究[J].上海建材，2014（6）：16-18.

[4]彭宇.刍议大体积混凝土温度裂缝的成因与控制[J].建筑·建材·装饰，2016（2）：88.

[5]闫振林.浅谈大体积混凝土温度裂缝控制措施[J].四川水泥，2015（12）：109.

混凝土温度应力裂缝分析与控制 篇7

混凝土的裂缝较为普遍,尽管在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。原因之一是对混凝土温度应力的变化注意不够。

在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。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的影响。因此对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨,并联系本地某高层建筑地下室结构在施工中产生温度裂缝作出分析和防治措施。

1 温度应力与裂缝的产生

1.1 温度应力形成

(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。

(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叠加。

1.2 两类温度应力

根据应力引起的原因,温度应力可分为两类:

(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。

(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。

混凝土产生裂缝的原因主要有:温度和湿度的变化、脆性和不均匀性、结构的不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形及基础不均匀沉降等。通常见到的是温度裂缝。

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。

2 温度和裂缝控制措施

2.1 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)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,在寒冷冷季节采取保温措施;

2.2 改善约束条件的措施

(1)合理地分缝分块;

(2)避免基础大起伏;

(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。

2.3 混凝土的早期养护

混凝土的早期养护很重要,其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:一是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;二是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。混凝七的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混疑土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求。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。

3 工程实证分析

3.1 工程概况

某高层建筑由二个主楼和一个裙房组成,主楼地上26层,地下二层;裙房地上二层,地下二层,主楼地下室与裙房地下室之间均设后浇带。基础采用Φ800的钻孔灌注桩,地下室底板厚600,墙板厚350,边柱尺寸为800×800,地下室的层高3.13m,地下室平面尺寸为:25000×35600,整个地下室结构混凝土均为C40。

地下室结构混凝土采用商品混凝土,配合比为1:0.5:133:238,每立方米混凝土中水泥用量434kg。现场采用混凝土泵车浇筑,浇筑顺序为:地下室底板地下二层墙柱和地下一层楼盖地下一层墙柱和±0.000楼盖。当地下二层墙柱和地下一层楼盖混凝土浇筑后约10天左右,在地下室墙板两侧,沿着柱边产生贯穿地下二层墙板和地下一层楼板的细小裂缝。

3.2 裂缝原因分析

混凝土浇筑后10天,水泥水化热基本上已释放,混凝土从最高温逐渐降温,降温的结果引起混凝土收缩,再加上由于混凝土中多余水分蒸发,碳化等引起的体积收缩变形,而该收缩又受到基础底板等外界条件的约束(外约束),不能自由变形,导致产生温度应力(拉应力),如该温度应力超过当时混凝土的抗拉强度,则从约束面向上开裂形成温度裂缝。

3.3 防止温度裂缝的技术措施

通过对裂缝产生原因的分析,表明地下室结构混凝土产生的温度应力较大,为了防止后续工程施工中产生温度裂缝,在施工之前及施工过程中必须采取有效的技术措施,降低结构温差,减少温度应力。在后续工程施工时,应采取了以下措施:

(1)选用中低水化热的水泥品种。采用425级矿渣水泥代替了原来用的425级普通水泥,可使混凝土的早期温升减少约3℃左右。

(2)利用混凝土的后期强度。在征得设计同意后,用F60替代F28,这样大约使每立方米混凝土的水泥用量减少40～70kg左右,混凝土的温升相应降低4～7℃

(3)掺加木质素磺酸钙减水剂。在混凝土中掺入水泥重量025%的减水剂,大约减少了10%右的拌合水,节约10%左右的水泥,同时延迟了水化热释放的速度,从而减小了温度应力,使出现温度裂缝的可能性变小。

(4)掺加粉煤灰外掺料。在每立方米混凝土中掺入50kg的粉煤灰,替代了部分水泥,同时也改善了混凝土的粘塑性和可泵性。

(5)选用良好的粗、细骨料和合适的坍落度。要求商品混凝土供应站采用自然连续级配的粗骨料,增大石子的粒径,减少针、片状颗粒。细骨料中砂以上,石子的含泥量控制在1%以内,砂的含泥量控制在2%以内。另外加强混凝土坍落度的检查,严格控制坍落度在120～140mm.

(6)加强混凝土的保湿、保温养护。混凝土浇筑后,在楼板上面覆盖塑料薄膜和草包,墙、柱侧面盖上油布,另外推迟拆模时间,待拆模后,尽快回填土,以延缓混凝土降温速度。

在后续工程施工中,由于采取了上述技术措施,有效地减少了结构混凝土的温度应力,避免了温度裂缝的产生,达到了预期目的。

结束语:造成混凝土出现裂缝的原因是多种多样,非常复杂的,设计疏漏、施工低劣、监理不力等,均可能使混凝土出现裂缝。结构设计中,钢筋混凝土结构构件是允许带裂缝工作的,问题不在有无裂缝,而在于出现什么样的裂缝。当发生开裂现象后,应从设计、施工及其使用状况等各方面进行细致地调查测试及详尽地分析,找出开裂的主要原因,分析裂缝的性质,预料其对结构的危害性,判断其需要修补或加固的紧迫性,最后采取合理、有效、经济的修补加固措施,使建筑物的损伤尚在轻微时期就能得到修补,保证其正常地使用。

参考文献

[1]刘永坚，田道全．土木工程施工[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2003．

温度裂缝原因分析 篇8

热胀冻缩, 是各种物质的一个物理特征, 各种建筑材料及其所形成的构件也不例外。在建筑中, 各构件相互连接成一空间整体, 混凝土和砌体之间的变形差异导致构件中产生温度应力, 混凝土顶盖变形大, 墙体变形相对较小, 导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。当外界温度升高时, 使屋盖受压, 墙体受拉、受剪。当约束条件下作用于构件的温度应力足够大时, 超过砌体的抗拉或抗剪强度时就产生了裂缝, 这就是温度裂缝产生的直接原因。因此, 研究砌体结构温度应力下裂缝产生的原因及对温度应力实施预防是非常必要的。

1 温度裂缝的种类和成因

1.1 内外纵墙和根墙的“八”字形裂缝

这种裂缝多出现在每片墙体的端部, 而且集中出现在门窗洞口的角部, 呈“八”字形。当温度升高时, 屋面板伸长比相应砖墙伸长大, 使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉应力和剪应力的分布情况大体是:房屋平面中间为零, 两端最大, 因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂缝, 屋面保温隔热层的质量越差, 屋面板和墙体的相对位移越大, 裂缝越明显。

1.2 窗台出现水平裂缝、斜裂缝

当房屋的长高比较大, 而且室内空间比较宽敞高大的房屋, 顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝, 窗口出现对角斜裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力, 使窗台部位的墙体内侧向外扩展, 外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂。

1.3 屋面板下面的外墙水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝

这种裂缝出现在屋面板底部, 顶层QL底部墙体, 门过梁上部墙体, 裂缝有时贯通墙厚。当升温时, 屋面板对顶层QL及墙体产生推力, 降温时, 屋面板对墙体产生拉力, 墙体抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。

1.4 女儿墙裂缝

不少房屋女儿墙建成后发生侧向弯曲, 女儿墙的根部和平屋顶面交接处墙体外凸或女儿墙外倾, 造成女儿墙开裂, 房屋的短边裂缝比长边明显。形成这种现象的主要原因是:钢筋砼屋盖和屋面的水泥砂浆面层, 在气温升高后的伸长比砖墙大, 砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长, 因此屋盖结构和砂浆面层对墙体产生推力导致女儿墙开裂。温差越大房屋越长, 面层砂浆越密越厚, 这种推力越大, 墙体开裂越严重。

通常情况下, 温度裂缝危害并不大, 但对房屋的整体性、耐久性和外观影响较大, 给住户产生一种不安全感, 特别是对商品房销售影响较大, 如遇到地震或水平荷载作用下有可能导致房屋破坏。因此, 在设计中, 应采取有效措施, 防止温度裂缝产生。

2 砌体温度裂缝的特征

2.1 根据砌体材料的特征和砌体结构的特

点, 墙体裂缝是不可避免的, 但是可以在材料、设计、施工等方面采取综合措施, 有效地加以控制。

2.2 温度裂缝大多分布在顶层, 一般楼层分布不多, 出现的方式有:墙体水平缝、墙体斜缝和窗角缝。

2.3 温度裂缝的发展特征。

大多数工程在主体竣工时既已出现温度裂缝, 但由于未做粉刷与装修, 一般不易被发现, 大多数在工程竣工2~6个月内被发现, 特别是经过夏、冬较大温差之后, 但一个冬夏后又逐渐稳定。

2.4 温度裂缝对结构的安全耐久性的影响。

一般不影响安全, 但裂缝引起的建筑物渗漏, 可能导致钢筋锈蚀, 结构承载能力下降, 缩短结构的合理使用年限, 使其耐久性降低。

3 温度裂缝控制措施

我国工程技术人员在实践中, 总结出了“防、抗、防”的设计理念以防止结构裂缝, 有的体现在现行的各种规范之中。如《砌体规范》GB5003-2001的抗裂措施主要有二条:一是第6.3.1条, 既防止房屋在正常使用条件下, 由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝, 应在墙体中设置伸缩缝;二是第6.3.2条, 既为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝, 可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;增加构造措施等方法。《砌体规范》的其它抗裂措施, 如在相关墙体及部位增加钢筋, 采用粘结性好的砂浆, 不仅针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的, 而且对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的混凝土砌块和硅酸盐砌体房屋, 也是适用的。

但这些措施未考虑我国辐员广大, 不同地区的气候温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。对于温度裂缝的防治措施, 国外已有比较成熟的经验值得借鉴。一是在较长的墙上设置控制缝 (变形缝) , 这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同, 而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形, 又能通风隔声和防风雨, 当需要承受平面外水平力时, 可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多, 如英国规范对粘土砖为10~15m, 对混凝土砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m;美国混凝土协会 (AC1) 规定, 无筋砌体的最大控制缝间距为l2~18m, 配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能, 配置一定数量的抗裂钢筋, 其配筋率各国不尽相同, 从0.03%~0.2%, 或将砌体设计成配筋砌体, 如美国配筋砌体的最小含钢率为0.7%, 该配筋率既可抗裂, 又能保证砌体具有一定的延性。

结合国内的实际情况, 在设计、施工、材料等方面采取综合措施控制墙体温度裂缝, 并提出如下建议:

(1) 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》GB5003-2001第6.3.1条的规定外, 宜在建筑物顶层墙体的适当部位设置控制缝, 控制缝的间距宜控制在l0~15m。

(2) 屋盖上设置保温层或隔热层;以减少钢筋混凝土屋盖的温度, 达到减少屋盖温度变形总量, 减轻板 (梁) 、墙交接面变形裂缝灾害的目的。目前较多的做法是将屋面由平顶改成坡顶, 并从建筑功能考虑, 充分利用坡顶层, 提高使用率, 减少建设单位或开发商成本。

(3) 改进施工工艺与施工技术, 组砌按规范接槎, 砌筑砂浆必须饱满, 加强墙体的整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5。

(4) 顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁, 与建筑物构造柱、圈梁连接为整体, 以改善应力集中现象, 以强度、变形性能优于砌体的钢筋混凝土构件抵抗温度应力, 减轻顶层端部门窗洞口开裂现象。

4 温度裂缝的治理措施

4.1 对温度裂缝, 不要忙于及早治理, 等

观察一个热胀冷缩周期, 裂缝不再产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定方法:可在裂缝内嵌抹水泥浆或玻璃纸。形态完整无损, 说明裂缝已基于稳定, 不再有较大发展可能性。

4.2 当细小裂缝不影响使用时可不修补, 当裂缝造成墙面渗水, 可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。

4.3 对于裂缝较多且穿墙, 影响美观和正常使用给用户造成不安全感时。

可在裂缝墙体两侧用4Ф6@200或Ф6@500钢筋网片, 两侧网片用铁丝固定后, 用水泥砂浆外部抹面处理。

结束语

砌体结构中墙体的温度裂缝是建筑工程质量中的多发病, 虽然通常不会影响结构的安全, 但影响建筑的美观、结构的耐久性。并且容易诱发商品房的纠纷。只要在设计和施工中重视这一现象, 温度裂缝是可以控制的。

责任编辑:周宝军

摘要：目前, 砌体结构房屋出现各种型式的裂缝, 非常常见, 其裂缝程度轻重不一, 差别很大, 轻则影响房屋正常使用和美观, 严重的将形成结构安全隐患, 甚至发生工程事故。就砌体结构水平温度裂缝这一质量通病出现的成因及防治方法作以阐述。

温度裂缝原因分析 篇9

施工中混凝土质量控制之一是防止混凝土养生后出现裂缝。混凝土产生裂缝的原因很复杂, 可能因为混凝土体积过大, 导致混凝土体内的水化热加也大又不能很好地散发出去, 内部的温度就会比较高, 而混凝土表面的温度降低又较快, 形成内外温差, 内外两层产生的温度应力会使混凝土物体由于应力不同产生裂缝。降低了混凝土建筑物的强度。所以施工技术对混凝土裂缝产生的关联度很大。下面探讨生成混凝土建筑物裂缝产生的原因。混凝土建筑物产生裂纹的原因很复杂, 其中设计原因是造成混凝土建筑物产生裂缝的主要原因:第一, 如果建筑物的结构设计中有断面突变, 就会在断面产生应力, 这种应力会随着时间增大, 一旦过于集中时, 容易造成结构构件开裂, 形成裂纹;第二, 由于混凝土自身的拉伸强度不高, 它的拉伸强度主要靠骨架, 设计时由于作为骨架的钢筋的数量不足, 在养生过程中也有可能产生引力形成裂缝;第三, 施工中不能随意变更水泥的标号, 如果采用了不同等级的混凝土, 不利于混凝土收缩, 也可能形成裂缝。

1 大体积混凝土温度裂缝的成因分析

大体积混凝土一般是指实体截面最小尺寸大于或等于1m的混凝土构件。它的表面系数比较小, 水泥水化热释放比较集中, 内部温升比较快。混凝土内外温差较大时, 会使混凝土产生温度裂缝, 影响结构安全和正常使用混凝土裂缝分为以下几种类型:弯距剪力等外力荷载引起的裂缝;干燥收缩引起的裂缝;混凝土自身收缩引起的裂缝;温度裂缝。

大体积混凝土工程, 水泥用量多, 结构截面大, 因此, 混凝土浇注后, 水泥放出大量水化热, 混凝土温度升高。由于混凝土导热不良, 体积过大, 相对散热较小。因此, 混凝土内部水化热积聚不易散发, 外部则散热较快, 依据热胀冷缩的原理, 结构自身约束由伴随温度变化引起的建筑物体积变化产生应力, 一旦拉伸应力>抗拉强度则混凝土产生裂缝。故控制大体积混凝土开裂必须从两方面入手。一方面, 提高混凝土的抗拉强度, 使其足够大, 大到各种因素引起的开裂应小于它, 另一方面, 控制温度应力, 使其尽可能小, 永远小于混凝土的抗拉强度。

2 对温度应力产生裂缝的分析

根据温度应力的形成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。

2.2 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。

2.3 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 温度裂缝的防控措施

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:

3.1 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。

3.2 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。

3.3 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热。

3.4 在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温。

3.5 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。

3.6 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, 并改善约束条件的措施是:

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。

3.7 材料控制

3.7.1 必须对原材料进行检查, 如有变化应进行复验, 并及时调整混凝土配合比。

3.7.2 每班检查原材料称量不少于2次。

3.7.3 在拌制和浇筑地点, 测定混凝土坍落度每班不应少于2次。

3.7.4 混凝土试块:

强度试块:砼的抗压强度, 应以边长为150cm立方体试件, 在温度为20℃±3℃和相对湿度为90%以上的潮湿环境或水中的标准条件下, 经28d养护后试压确定。试块必须在浇筑地点制作, 每200m3制作一组试块。试块的留置应符合《砼结构工程施工及验收规范》的规定。

3.8 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。

拆模时应注意勿使模板混凝土结构受损。应注意:侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模板而受损坏时拆除;在拆模过程中, 如发现混凝土有影响结构安全质量问题时, 应停止拆除, 并报技术负责人研究处理后拆除;已拆除模板及其支架的结构应在混凝土达到设计强度后, 才允许承受全部计算荷载, 当施工荷载大于设计荷载是, 应经研究加设临时支撑。

3.9 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, 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 施工中的早期养护建议

混凝土的养护基本要求混凝土浇捣后, 之所以能逐渐凝结硬化, 主要是因为水泥水化作用的结果, 而水化作用则需要适当的温度和湿度条件, 因此为了保证大体积混凝土有适宜的硬化条件, 使其强度不断增长, 必须对大体积混凝土进行养护。常用的五种水泥正温条件下应不少与7天;掺有外加剂或有抗渗、抗冻要求的项目, 应不少与14天1, 混凝土浇筑完毕后, 应在12小时以内加以覆盖, 并浇水养护。先是塑料, 然后麻袋, 之后是浇水。12小时是理论时间并且是常温下, 也有人6小时即进行覆盖操作。

从温度应力观点出发, 保温应达到下述要求:

一是防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝。二是防止混凝土超冷, 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。三是防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。

5 结语

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和关注。

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, 在土木工程施工中, 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。本文主要探讨一下大体积混凝土因温度应力变化而引起裂缝的成因与防治措施。

关键词：大体积混凝土,温度裂缝,成因

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[2]建筑施工手册 (第四版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.[2]建筑施工手册 (第四版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

温度裂缝原因分析 篇10

关键词：混凝土,温度裂缝,收缩,养护

1 概述

混凝土结构, 除保证一般的指标外, 要特别注意和分析温度升降情况, 以便在施工中采取相应措施, 防止出现混凝土温度裂缝和收缩裂缝。如何防止和控制大体积混凝土裂缝, 一直是工程技术界长期关心和共同研究的重要课题。下面通过对威乳高速公路上的砼桥梁的温度裂缝进行研究与探讨, 提出了混凝土温度裂缝的控制措施。

2 混凝土的温度裂缝

产生机理及危害:

2.1 引起温度裂缝的主要因素如下。

a.水化热。出现在施工过程中, 大体积混凝土 (厚度超过2.0m) 浇注之后由于水泥水化放热。致使内部温度很高, 内外温差太大, 致使表面出现裂缝。大体积砼产生裂缝的原因和机理是一个比较复杂的问题, 根据大量的工程实践及相关参考资料表明, 一般认为主要有温差 (包括收缩) 、材料的弹性模量常数、砼的极限拉伸强度、砼板的厚度、结构的连续程度、砼本身的徐变、约束及地基变形等因素引起的。其中水泥水化热产生较大的温度变化及收缩作用, 是导致砼出现裂缝的主要原因, 大体积砼在浇注后升温阶段由于体积大, 凝聚在内部的水化热不易散发, 导致砼内部温度显著升高, 温差的增大使砼产生表面裂缝。在降温阶段新浇砼收缩又受封底砼约束而不能自由收缩, 且浇注前期升温快, 弹性模量相对较低, 徐变影响大, 所以降温产生的拉应力大于相应龄期的容许拉应力, 差值过大时将在砼内部产生贯通裂缝。所以合理的控制温度变化是保证不产生裂缝的根本, 一般规定将非均匀温差控制在25℃内。b.年温差。四季温度变化, 但相对缓慢, 对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移。一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施加以解决。c.日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后, 温度明显高于其它部位, 温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用, 导致局部结构拉应力较大, 出现裂缝。日照和骤然降温是导致结构温度裂缝的常见原因。d.骤然降温。突降大雨、冷空气袭击、日落等可导致结构外表温度突然下降, 但因内部温度变化相对较慢而产生温差裂缝。e.蒸气养护或冬季施工时措施不当, 混凝土骤冷骤热, 内外温度不均, 易出现裂缝。f.实验研究表明, 高温下的混凝土强度随温度的升高而明显降低, 钢筋与混凝土的粘结力随之下降。由于受热, 混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩而产生裂缝。

2.2 收缩引起的裂缝

混凝土是由汽、液、固三相组成的假固体 (指浇注过程到保养) , 其中尚有未水化的水颗粒, 还需吸收周围水分。液、固相间的胶凝体, 因水分散失, 体积会缩小, 引起收缩裂缝。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩 (干缩) 和自身收缩及碳化收缩四种。

a.塑性收缩。其产生量级很大, 可达l%左右;而其大小与混凝土流态有很大关系, 且仅发生在混凝土浇注初期。在骨料下沉过程中着受到钢筋阻挡, 便形成沿钢筋方向的裂缝。b.缩水收缩 (干缩) 。如配筋率较大的构件 (超过3%) , 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面容易出现龟裂裂纹。缩水收缩产生量级可达0.02%左右。c.自身收缩。这种收缩与外界温度无关, 且可以是正的 (即收缩) , 也可以是负的 (即膨胀) 。d.碳化收缩。其中有的在湿度50%左右才能发生, 且随二氧化碳浓度增加而加快碳化收缩量级不大, 一般不做计算。

此外, 混凝土强度等级日趋提高、施工方法、养护方法不当以及结构所处的环境条件也是引起桥梁混凝土早期开裂的重要原因。

3 砼施工温度 (包括收缩) 裂缝隙控制措施

3.1 尽量降低约束作用

因砼在浇注完成后要受到各种约束的作用。如承台:受封底砼及钻孔桩柱桩头锚固筋约束的作用, 在砼浇注初期其弹性模量低, 有可能在底部产生收缩裂缝;为尽量减少承台砼受约束作用, 在浇注封底砼完成后对表面进行压光处理。

3.2 水泥的选用

产生承台大体积砼结构裂缝的最主要原因是水泥水化热的大量积聚, 使砼出现早期温升及后期降温现象。尤先选用低碱普通硅酸盐水泥, 严格控制Ca A3含量小于6%, 在满足砼和易性、力学性能和耐久性的条件下, 用25%的超细粉等量代替, 使水泥水化热较普通水泥大为降低, 并且可以延长水化热峰值的出现时间。

3.3 掺入外加剂

掺入适当的高效缓凝减水剂, 延长缓凝时间, 改善砼和易性, 同时降低了水灰比, 从而降低了水化热, 结合国内外相关资料, 它起到了明显减低水化热的作用, 同时还推迟了浇注最高温度峰值出现的时间。

3.4 粗细骨料级配控制

石子级配现用连续级配, 细集料选用中砂, 尽可能较少用水量和水泥用量, 施工中严格控制粗细集料的含泥量, 提高通的均匀性, 增加抗裂能力。

3.5 选择合理的浇注时间

宜与气象部门建立联系, 将砼施工避开阴雨、大风等恶劣天气, 并选择以一天气温较低的事件开始施工, 降低砼的入模温度。控制砼完成时在一天中气温开始下降的时间段内, 给砼表面抹光留有充分的时间, 减少表面的收缩裂纹。

3.6 配合比

水泥在一定时间内的总水化热随这水灰比的增大而增大, 为此, 要求水灰比不得大于0.42。可以适当掺加超细粉, 水泥水化热较普通水泥就大为降低, 而且可以延长水化热峰值的出现时间, 有利于砼抗拉强度的提高。

3.7 合理布置测温管及散热管, 控制好进水温

度

自砼开始灌注时, 记录温度并整理收集。同时测定砼入模温度。一开始浇注砼时, 即对散热管通水, 保证水温和砼内部平均浇注温度小于25;在降热过程中, 若通过测温管实测砼内部温度与测量进水口水温差别大于25℃时, 应调整水温, 若水温比砼内部温度低得多, 则加热后进水。

3.8 混凝土的拌和

严格控制混凝土的水灰比, 适当延长混凝土的拌和时间, 加强对混凝土坍落度的检测, 加强混凝土拌和现场与拌和站前台、后台的信息联系, 确保混凝土的拌和质量。若混凝土施工配合比控制不严格, 水、砂石、水泥材料计量不准, 将会造成混凝土强度不足和其他性能 (和易性、密实度) 下降, 将导致结构开裂。

3.9 混凝土浇筑

高温季节施工要对混凝土构件模板从支模完成到拆模进行覆盖降温, 避免钢模板暴晒与混凝土表面产生较大的温差。加强混凝土构件模板加固和钢筋定位, 确保钢筋的保护层满足设计及规范要求, 加强施工管理和调度, 确保混凝土施工的连续性, 严禁超过混凝土初凝时间, 导致混凝土构件出现分层现象;加强混凝土浇筑完成后顶层的浮浆清理, 注意混凝土顶层的二次振捣和二次收浆, 消除混凝土的塑变裂缝。

混凝土保护层过厚或过薄, 或乱踩已绑扎成型的上层钢筋, 使承受负弯矩的受力钢筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 会形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。若气温在白天过高, 则用篷布覆盖集料, 避免集料因阳光直接照射而温度太高, 控制浇注温度 (入模温度) 。在同输送泵水平泵管的整个长度内覆盖一层草袋, 经常洒水, 减少砼泵送过程中的吸收热量。同时尽量减少砼施工时间。

3.1 0 混凝土养护控制

混凝土初期养护一定要跟上。根据规范要求, 混凝土在终凝后就要进行洒水和覆盖养生;杜绝因初期急剧干燥, 使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

4 结论

砼中的温度裂缝和收缩裂缝占砼结构裂缝中相当大的比例, 严重的直接影响结构的承载能力, 轻微的也影响着结构的耐久性。本文通过分析其产生的机理, 提出了施工过程中避免其产生的措施, 为砼桥梁的此类病害的出现提供了技术参考。

参考文献

[1]过镇海, 时旭东.钢筋混凝土原理与分析[M].北京:清华大学出版社, 2003.[1]过镇海, 时旭东.钢筋混凝土原理与分析[M].北京:清华大学出版社, 2003.

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:建筑工业出版社, 1998.[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:建筑工业出版社, 1998.

大体积混凝土温度裂缝控制措施 篇11

一、大体积混凝土温度裂缝的产生原因

大体积混凝土温度裂缝的产生有水泥水化热、外界气温的变化、约束条件的变化，和混凝土的收缩变形等因素。水泥水化过程中产生一定的热量，而大体积混凝土结构一般断面较厚，水化热聚在结构内部不易散失，引起急剧升温，在建筑工程中一般为20℃～30℃甚至更高。水泥水化热引起绝热温升，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期按指数关系增长，一般在10天～12天接近于最终绝热温升。由于结构物在一个自然散热条件中，实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3天～5天。随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时，开始出现温度裂缝。大体积混 凝土在施工期间，外界气温变化的影响很大。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和，外界气温愈高，混凝土的结构温度也愈高，如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界气温骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度。温度应力是由温差引起的变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度可达60℃～65℃，并且有较大的延续时间。在这种情况下研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力显得更为重要。结构在变形变化时，必然受到外界条件阻碍其变形，即约束条件。在全约束条件下，混凝土结构的变形，是温差与温度膨胀系数的乘积，即:，当 超过混凝土的极限拉伸值 时，便出现裂缝。实践表明，多数工程温差在20℃～25℃之间尚未开裂。由于泵送混凝土的流动性与抗裂的要求相互矛盾，故应选取在满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比。因水越多，开裂可能越大，随着混凝土施工厚度增高，混凝土浮浆增多，因此严格控制砂、石骨料和含水率，并进行计算机处理，自动调整配料的水灰比，必要时调整水泥水灰比，进一步减少用水量。对于控制混凝土的收缩和提高抗裂性是必要的。混凝土在水泥水化过程中产生的体积变形，多数是收缩变形，少数为膨胀变形。由于混凝土收缩变形引起的温度应力是不可忽视的。影响混凝土收缩的因素很多，主要是水泥品种和混和材、外加剂及施工工艺，特别是养护条件。

二、大体积混凝土温度裂缝的基本控制措施

1、选择合适的原材料及科学的配合比 混凝土是由水，水泥和骨料拌合而成的非均质材料，在进行裂缝控制时，也可以从混凝土的组成成分入手，达到控制裂缝的目的，包括合理地选择水泥的种类、合格的骨料及级配和选择合适的外加剂及其用量。为控制大体积混凝土的内部最高温度，宜优先选用低水化热水泥，并最大限度降低水泥用量。与此同时，掺加必要的混凝土掺合材料，延缓混凝土终凝时间，由此而论，矿渣水泥应成为大体积混凝土选择时的首选，但必须注意矿渣水泥收缩量较大的特性，应考虑到其可能产生的收缩应力。

2、选择合适的施工方法 不同的施工方法不仅能降低大体积混凝上内的最高温度，还能减小混凝土的内外温差，有效地降低温度裂缝的产生，达到控制裂缝的目的。为了有效降低大体积混凝土的内外温差，在大体积混凝土施工过程中常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。分层浇筑法目前有全面分层法、分段分层法、斜面分层法3种浇筑方案。在时间允许的条件下，可将大体积混凝土结构采用分层多次浇注筑，施工层之间的结合按施工缝处理，即薄层浇注筑技术，它可以使混凝土内部的水化热得以充分地散发，但这里应该注意的是分层浇筑的间歇时间。

3、设计措施 适当的地基处理是为了减小地基对混凝土基础的阻力，以减小温度应力.避免发生温度裂缝。当地基为软土层时，可以优先考虑采用砂垫层加固地基，砂垫层不仅可以提高地基的承载能力，减小地下水或地表水的影响，而且还可以减小地基对混凝上基础产生的约束作用;当地基为坚硬的基岩或老混凝土基层时.可以考虑在基础底部设置滑动层，例如可以在基础底部油两道热沥青，然后再铺设一层油毡，也可以铺设砂卵石层、沥青砂浆层等。为了控制大体积混凝土的表面收缩裂缝，可以适当采取在承台表面合理增加分布增加钢筋量的措施，虽然单靠增加分布钢筋用量不能明显防止裂缝出现，但适当增加分布钢筋用量可以加强结构的整体性和减小温度裂缝的宽度。

4、测温监控措施 为了做好混凝土的测温监测工作，尽一步摸清大体积混凝土水化热的多少，不同深度处温度升降变化规律，必须有一个良好的测温方案。对测温点的布置。测温的延续时间和次数，应能概括混凝土内部温度场的变化情况，应在不同的深度下测温管，表皮100mm～150mm必须测温，否则内部易生裂缝，降低强度。发现问题便于采取对策措施。

5、养护措施 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。

三、结语

温度裂缝原因分析 篇12

1 温度裂缝产生的机理

大体积混凝土一般是指实体截面最小尺寸不小于1 m的混凝土构件,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土[1] 。大体积混凝土工程,水泥用量多,结构截面大,混凝土浇筑后,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,使得混凝土结构内外出现较大的温差,这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。大体积混凝土结构中,除有表面裂缝外,还存在贯通裂缝,贯通裂缝的产生是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度,混凝土逐渐降温,这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形,受到地基和其他结构便捷条件的约束时引起的拉应力,超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个界面的裂缝。此外,外界气温的变化也会导致裂缝的产生。外界气温与混凝土的浇筑温度有着直接关系,当外界温度高于混凝土拌合物的温度时,混凝土内部的热量不容易散发,混凝土容易开裂;当外界气温较低,特别是气温发生骤降时,会加大混凝土的温度梯度,温差加大,温度应力增大,大体积混凝土容易出现温度裂缝。在寒冷地区,外界温度的变化成为导致混凝土裂缝产生的主要因素。

2 防治措施

防治大体积混凝土温度裂缝必须从两方面入手:一方面,提高混凝土的抗拉强度,使其足够大,大到各种因素引起的开裂应小于它;另一方面,控制温度应力,使其尽可能小,永远小于混凝土的抗拉强度。因此温度裂缝必需从材料、设计、施工、监控方面进行控制。

2.1 合理选材和优化配合比

合理选择水泥品种。选择大体积混凝土的水泥时,应当把混凝土的绝热温升和抗拉强度结合起来考虑,宜选用中热或低热水泥以及尽量降低单位水泥用量。但也应考虑到有的低热水泥强度发展缓慢,对防止混凝土的开裂不利。目前采用较多的是矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥;合理选用粗细骨料。选择良好级配的粗骨料,严格控制其含泥量,能选用石灰岩作为粗骨料热学性能最好[2]。优先选用天然连续级配的粗集料,使混凝土具有较好的可泵性,减少用水量、水泥用量,进而减少水化热;合理选用掺合料和外加剂。选用掺合料以减少用水量、节约水泥,降低混凝土的绝热温升,提高混凝土的抗裂能力。常用优质粉煤灰或磨细硅粉、硅灰。此外掺用外加剂可以减缓水化热的发生速率。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂;优化混凝土的配合比,按照基于绝热温升控制的绿色高性能混凝土配合比优化设计四功能准则对配合比进行优化,以便在保证混凝土强度及流动度条件下,尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升。

2.2 合理设计

1)结构设计合理。

采用合理的平立面的设计,避免截面突变,从而减小约束应力;合理选择结构形式,避免应力集中。混凝土结构设计时,应尽量避免方形孔洞,突变等的出现。孔洞的设计宜采用圆形,以减小应力集中。孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片,在变断面处作好渐变处理。

2)钢筋配置适宜。

调整钢筋配置方案,增设温度传递分布筋,将混凝土内部热量及时传递出来,防止内部热量积蓄。合理布置分布钢筋,尽量采用小直径,密间距。全截面配筋率不小于0.3%,应在0.3%～0.5%之间。

3)注重地基的影响。

设计时应考虑到地基的影响作用而应减小地基对混凝土基础的阻力,从而减小温度应力,避免温度裂缝的发生。当地基为软土地基时,可设计用砂垫层加固地基,减小地基对混凝土基础的约束作用,同时提高地基的承载能力,减小地下水的影响。当地基为坚硬岩基时,可在基础底部设置滑动层,如铺设油毡,沥青砂浆层等。

4)重视混凝土的后期强度。

在满足混凝土强度和耐久性的前提下,可以采用混凝土45 d,60 d或90 d的强度作为混凝土的设计强度,代替混凝土的28 d强度。这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少40 kg～70 kg,使混凝土的水化热相应降低4 ℃～7 ℃。5)有效设置后浇带。在大型高层建筑中,可以考虑设置“后浇带”来减小混凝土的温度变形,避免温度裂缝和收缩裂缝的出现,对裂缝的预防和控制扩展起到相当的作用。

2.3 施工控制

2.3.1 降低混凝土的入模温度

控制混凝土的入模温度可以降低大体积混凝土中的温差,减小温度应力。降低入模温度的主要措施有:1)加冷却水或者加冰拌合混凝土。一般加冰率为拌合水的40%～50%,可降低温度约5 ℃～7 ℃;2)预冷骨料。常用的预冷方法有水冷法与气冷法;3)改进搅拌工艺。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,减少水化热和裂缝;4)低温季节或夜间施工。每年的春秋季节和南方的低温季节比较适合浇筑大体积混凝土,高温季节采用隔热降温措施;5)缩短混凝土的运输和暴晒时间。混凝土的入模温度应该尽量控制在25 ℃以下[3]。

2.3.2 提高混凝土浇筑质量

1)分层分块与薄层浇筑混凝土。大体积混凝土体积庞大,施工中利用纵横接缝将坝体分割成许多块,并利用水平缝将每一块分成许多浇筑层。分层分块浇筑不仅便于施工,更利于减小约束,防止裂缝和增加散热面,从而降低施工期间的温度应力,减小产生裂缝的可能性。施工时应从底层开始浇筑,进行到一定距离后再浇筑其他各层。要注意混凝土的浇筑节奏、凝结时间,保证浇筑过程中不产生冷缝。2)保证混凝土振捣密实。混凝土的振捣实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法,提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。振捣上一层时插入下一层混凝土5 cm以消除两层间的接缝。通过二次振捣可以使混凝土更加密实,提高混凝土的抗拉能力。3)注重混凝土的收压。在混凝土初凝之前二次用力搓平并将表面拉毛,拉毛必须保证纹路均匀顺直。条件允许时最好采用滚筒碾压数遍,并用木楔打磨压实,以闭合收缩裂缝,保证混凝土内实外光。

2.3.3 加强混凝土的养护

混凝土浇筑后,及时进行养护,以通过降低混凝土内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力。养护主要是保持适当的温湿度条件。根据不同的施工季节可以采用不同的养护方式,夏季可以采用草帘覆盖,洒水、浇水养护,浇水养护时应特别注意水温的控制,以防混凝土表面出现温度陡降,浇水养护的时间一般不少于15 d;冬季可以采用保温材料和塑料薄膜覆盖,喷刷养护剂进行养护。

2.4 温度监控

加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制,随时掌握混凝土中心与表面的温差以及混凝土表面和气温之间的温差,差值均应小于20 ℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于25 ℃～30 ℃。及时调整和改进保温控制措施。温度监控包括混凝土绝热温升的测试,混凝土浇筑温度的监测,养护过程中的温度监测。

3 讨论

混凝土温度裂缝的控制是一个综合性的问题。防止温度裂缝的产生,必须从设计、原材料、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护、测温等过程进行预控制。首先,合理选材和优化配合比是至关重要的一环,从水泥、骨料、掺合料和外加剂的选择到混凝土配合比的优化都非常重要。其次,施工前合理的设计也是极为重要的环节,其中正确选择结构形式,避免应力集中,重视混凝土的后期强度,注重地基对温度裂缝的影响等均是设计时首要考虑的问题。再则,施工过程的质量控制也尤为重要,降低混凝土的入模温度,提高混凝土的浇筑质量,加强混凝土的养护均应该认真落实,同时各个阶段的温度监控措施更是不容忽视,必不可少。

参考文献

[1]JG J 55-2000,普通混凝土配合比设计规程[S].

[2]乔生祥.水工混凝土缺陷检测和处理[M].北京:中国水利水电出版社,1997.

[3]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.