维普资讯 http://www.cqvip.com
ＳＯＩＥＮＯＥ＆ＴＥＯＨＮ。ｉ ＯＧＹ ＩＮｒＯＲＭＡ１ ＩＯＮ 工程技术 浅论混凝土的施工温度与裂缝控制 方建华 （浙江铿达建设集团有限公司 浙江义乌 ３２２０１ ８） 摘要：分析了混凝土施工温度应力、裂缝产生的原因，并对裂缝的控制做了进一步的阐述。 关键词：混凝土温度裂缝控制 中图分类号：ＴＵ３７ 文献标识码：Ａ 混凝土的应用是建筑史上的一次翻天覆地的变革，在现代 的工程建设中，混凝土的应用极其广泛。而在施工中混凝土的裂 缝成为困扰我们施工质量的重要问题，尽管我们在施工中采取各 种措施，小心谨慎，但裂缝仍然有出现，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。下面结合本人多年的施 工经验，对此方面做进一步的阐述。 １．混凝土裂缝产生的原因 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。 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混放热基本结束，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，由于结构本身相互约束而出现温 度应力。例如，桥梁尺寸相对较大，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。如箱粱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引起的应力共同作用。 要根据已知的温度准备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。 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）热天浇筑混凝土时北海浇筑厚度，利用浇筑层面散热； ３０科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡｌ ＩＯＮ 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）合理地分缝块； ２）避免基础过大起伏； ３）合理的安排施工序，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 浇筑的混凝土心早拆模。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 在导致裂缝的危险，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 凝士的含筋率极低。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。钢的线胀系数相差很小，在 温度变化时两者问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，当内混凝土应力过到抗拉强度而开 裂时，钢筋的应力将不超过１ ００～２００ｋｇ／ｃｍ！。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 宽度与尝试较小了。 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。混凝土和钢筋混凝士结构的表面常常会发生细而浅的 裂缝，其中大多数量属于干缩裂缝。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。 为保证混凝土工程和质量，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细 管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低细管表面张 力，但会使混凝土强度降低。这个方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％。 维普资讯 http://www.cqvip.com
Ｑ： 工程技术 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＩ～０ＯＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴ１０Ｎ 水泥砼路面早期裂缝防控浅谈 刘字 （深圳市坪西公路有限公司 广东深圳５１８０２０） 摘要：早期裂缝是水泥砼路面常见病害之一，本文对早期裂缝产生的原因进行了较详细的分析，并根据裂缝产生的原因对其进行 了分类，针对所产生的裂缝，提出了关于预防水泥砼路面早期裂缝应采取的几点措施。 关键词：水泥砼路面早期裂缝内因外因预防 中图分类号：ＴＱ１７２ 文献标识码：Ａ 在水泥逐渐凝结强度逐渐增长的过程中，因为温度与湿度 早期裂缝是水泥砼路面常见病害之一，由于它是以裂缝形 式出现，修补较困难。整块敲掉，又实属可惜，重新浇筑将 的变化，则水泥石相应发生变化。在水泥石失水时，其体积 会影响工期和浪费资金。因此如何消除和防治早裂病害，一直 随水分的下降也相应缩小。由于水泥水化所生成水化产物总体 是大家关注的技术问题。 积比反应参加反应的物质总体积要小，这种因化学反应体积的 收缩会引起砼中砂浆体积的收缩，从而导致砂浆与粗骨料接触 １．早期裂缝产生的原因 面出现许多微裂缝，这些微裂缝正常情况下是平稳的但当应力 水泥砼路面早期裂缝的产生，既有内因作用，也受外部条 增大时微裂缝将逐渐延伸，汇合扩大，形成网络，严重时形 件的影响，原因非常复杂。施工实践证明，早期裂缝的产生 成可见裂缝而破坏。 可分为内因与外因两种。 （３）异相界面粘结的缺陷 １．１内因 由于砼的强度主要决定于水泥石的强度及水泥石与骨料表面 （１）水泥水化反应产生的应力影响 的粘结强度，水泥石与骨料异相界面的粘结常是薄弱的所在。 水泥加水后，水与水泥颗粒表面首先发生水化作用生成水 其主要因素是水泥砼的水灰比与骨料的表面结构。水泥水化所 化产物，并放出大量反应热。约在水化反应后６～８小时，放 需结合水仅占水泥重量的２５％左右，实际施工中为使砼有流动 热量增至最大，其后水化反应逐渐减慢，放热量降低。由于 性，常大于比例。故过多的水分使包裹在水泥颗粒表面的半渗 水泥水化过程中的放热量不同，致使砼体积产生热胀冷缩变 透膜增厚，膜层的增厚导致层内新生物浓度降低，从而使填塞 形，而此变形又受内部骨料及外部边界的约束，此外砼的导热 胶体孔洞的晶体减少，形成疏松多孔结构，出现异相界面粘结 性差，表面与内部的胀缩变形不能同步，它们相互制约，产 的薄弱环节。 生拉压应力。 １．２外因 （２）水泥石体积变化的影响 （１）路基及基层的影响 ３）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂 剂混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少ｌ ５％的水泥用量， 其体积增加骨料用量来补充。 ４）减水防裂剂可以改善水泥泥浆的稠度，减少混凝土泌 水，减少沉缩变形。 ５）提高水泥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，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）掺外加剂混泥土和易性好，表面易摸平，形成微膜， 减少水分蒸发。减少干臊收缩。 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。 混凝土的早期护养，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 不利的影响。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 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。 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 ４．混凝土的早期养护 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 实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂 靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合 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 多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。 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：。 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ３１
