混凝土结构温度裂缝控制技术

摘要：由于新时期的建筑工程基本上都是钢筋混凝土结构，而混凝土又具有抗拉能力不足的性能缺陷，因此，在实际施工过程中通常会因为一时疏忽出现混凝土结构墙体开裂问题，鉴于温度裂缝在混凝土结构中更为常见，所以，本文着重探讨建筑混凝结构温度裂缝控制技术，以期为建筑工程施工企业提供一些技术参考资料。

关键词：混凝土结构；温度裂纹；控制技术

引言

随着我国日新月异的发展，各类工程建设施工的整体水平得到了极大提升，混凝土的温度裂缝问题也得到了越来越广泛的重视。施工单位只有了解温度裂缝的主要成因，掌握混凝土在完成浇筑后内部温度应力的变化规律，通过改善冬季混凝土施工过程中的技术手段，制订一系列因地制宜、行之有效的质量控制方案，严格确保混凝土施工过程中的各个环节满足规范要求，才能确保工程质量，建设出更加优质的建筑产品。

一、温度应力概述

混凝土的温度应力产生的时间一般为30天，该阶段混凝土内部温度与外部环境之间的温度存在差值，这种温度差对混凝土内部产生的应力被称为混凝土的温度应力。对于混凝土而言，现场浇筑的过程中混凝土内部温度上升的较快，在降温的过程中混凝土发生迅速的收缩。但是先被浇筑的混凝土已经对构件产生了一定的约束力，这种约束力会对混凝土的变形产生较大的影响。

二、混凝土结构温度裂缝产生原因

（一）干缩温度裂缝

置于湿度不饱和状态下的混凝土，温度越高水分散失越快，混凝土的坍落度损失越大，在坍落度保持不变的情况下，用水量随着温度的升高而增加，而较多的用水量和较快的水分散失促使混凝土干燥收缩值增大，则产生了干缩裂缝。干缩裂缝多在混凝土养护一段时间才出现，为表面较细小的，多沿短方向分布，裂缝深度一般只有30mm左右，表层以下仍保持结构的完整性。这种裂缝产生的主要原因是由于混凝土表面温度，湿度变化快，而内部湿度变化小，在表面产生较大拉应力而引起的。也可以说干缩裂缝是受到混凝土内部约束引起的。

（二）塑性温度裂缝

混凝土塑性状态时，开始终凝，此时如果天气炎热，阳光直射或者刮大风，拌合物的水风蒸发速度较快，混凝土表面产生积聚的体积收缩，而混凝土尚未有强度，在混凝土表面产生龟裂，同时温度高加速水泥的水化作用，当混凝土表面的水蒸发速度超过混凝土的泌水速度时，混凝土体积收缩加快，当混凝土因体积收缩而产生的应力大于萌发阶段的抗拉强度，产生塑性温度裂缝，这种裂缝出现的时间较早，在混凝土初凝前已经发生。塑性温度裂缝一般在干热和刮大风天气易出现，裂缝多为中间宽，两端细且长短不一，互不贯通。塑性温度裂缝受到混凝土内部的约束作用产生的。

（三）温度应力裂缝

温度应力裂缝是混凝土外部约束引起的，主要是由于内部温度升高产生了温度拉应力。温度应力的形成过程可分为以下3个阶段。

早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般30d。这一阶段水泥放出大量的水化热，引起混凝土的弹性模量急剧变化在混凝土内部形成残余应力。水泥的水化热和混凝土的出机温度会影响混凝土内部温度的峰值，出机温度越高，峰值也越高，导致混凝土内外温差也大。对于大体积混凝土，混凝土内部的温度峰值在混凝土浇筑后的72h达到最高温度，有时可达80℃，由于混凝土内部散热慢而表面散热快，这种温差在混凝土表面产生拉应力。中期：自水泥放热基本结束至混凝土冷却到稳定温度时止。由于混凝土的冷却及外界气温的变化引起的温度应力，这一应力与早期的残余应力叠加，混凝土弹性模量变化不大。均匀降温冷却时，受到基础或老混凝土的限制，又会在混凝土内部产生拉应力。晚期：混凝土完全冷却后的运转时期。这时的温度应力主要是外界气温变化引起的，这些应力与前两种应力相加。进一步加速裂缝的开展，直至平衡。

三、混凝土结构温度裂缝控制措施

（一）严控混凝土选材过程

混凝土材料对结构质量的影响至关重要，而在混凝土材料中，尤其以水泥材料最为关键，在选用商混时，拌和用水泥应当在满足强度等级要求的前提下尽可能地使水化热较低，如果经济条件允许，则应通过试验，确定是否添加减水剂等外加剂，或粉煤灰、纤维等物质来改善大体积混凝土的收缩特性。

（二）气温较低时适当降低浇筑速度

混凝土在施工阶段如果遇到气温变化，则应当在气温较低的天气适当降低浇筑速度，但应当确保其满足混凝土实际初凝时间。在进行分层或分级浇筑时，上层混凝土浇筑时间应当在下层混凝土初凝后及时浇筑，降低施工缝位置引起应力的集中所导致的温度裂缝。一般情况下，在冬季每层混凝土结构施工时所需商混罐车数量比常温季节少，但应当按照实际工程条件进行精准配合，避免停工待料或现场压料，从而从混凝土内部热量释放角度尽可能地降低温度应力的产生。

（三）水管冷却法

由于水泥用量大，水泥水化时大量的热量汇集导致混凝土内部温度急剧上升（内部温度可达60～90℃左右），而混凝土是热的不良导体，自身温降速度较慢，为了保证工程质量，加快工程施工进度，冷却水管法是混凝土温控常用措施之一，即：在混凝土中预埋一些网状水管，利用管中循环冷水的流动来降低混凝土内部的温度。20世纪中期，美国设计的胡佛坝为当时世界上最高的混凝土坝体，就选用了水管冷却降温的方法，进行了现场大量试验，表明水管冷却对混凝土坝体降温效果十分明显。

（四）有效改善外界约束条件

由于约束条件对混凝土的影响比较大，所以在制作的过程中，施工人员需要积极的改善混凝土构成建设的外界约束条件。施工人员可以通过置活动层，以此有效降低温度应力，而且可以选择使用构造筋，通过布置一定量的小直径的钢筋或者在混凝土钢筋孔洞四周施加一定量的斜向钢筋，以此有效的抵抗温度裂缝的出现。

结束语

综上所述，目前在进行混凝土浇筑过程中，温度裂缝问题的产生不仅影响混凝土的外观，同时会对混凝土浇筑的质量产生影响，因此，在混凝土的施工浇筑过程中，施工人员应该重视这一问题，从材料的选择、设计以及施工的过程中采取相应的措施来解决混凝土中的温度裂缝现象，从而为混凝土的质量和安全性打下坚实的基础。

参考文献

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[2]魏原亮.水工混凝土结构温度裂缝控制[J].建材与装饰，2022（12）：290-291.

[3]赵薇.混凝土结构温度裂缝控制技术措施[J].江西建材，2021（01）：44-46.

鄢子归

2004年6月，男，汉族，湖北省天门市，大学本科，土木工程专业。