公路工程混凝土的温度裂缝与控制

公路工程混凝土的温度裂缝与控制

楼佳

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摘要：混凝土是建筑工程施工中经常使用的建筑材料，在混凝土施工的过程中，由于混凝土在硬化期间会形成大量的水化热，因此极易造成混凝土结构的内外温度不一致，从而产生温度裂缝，影响施工质量。为此施工人员必须在施工中采取措施减小混凝土温差应力，做好养护工作。针对混凝土产生温差裂缝的原因进行了分析，并对混凝土施工中温度裂缝的控制措施进行了探讨，希望为施工单位提供一定帮助，在今后的混凝土施工中，可以提高混凝土施工的质量与效率。

关键词：混凝土；温度应力；裂缝；控制

引言

这些混凝土结构，由外荷载引起裂缝的可能性较小，而由水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩产生的温度应力和收缩应力是产生裂缝的主要原因，是在混凝土结构施工中要解决的重要问题。

一、混凝土结构裂缝的分类

造成混凝土桥梁出现裂缝的原因比较复杂，主要受材料、施工、使用环境及结构设计等因素的影响。裂缝种类繁多，不同的裂缝对桥梁的危害各有轻重。混凝土桥梁裂缝的分类，按时间分早期裂缝和后期裂缝；按成因分收缩裂缝、温差裂缝及安定性裂缝；按空间尺度分表面裂缝和深层裂缝；按危害分表面裂缝和贯穿裂缝；按产生原因分物理类裂缝和化学类裂缝，而物理类裂缝是最常见而且最难预防和控制的。

二、分析混凝土结构在施工中产生裂缝的原因

2.1混凝土材料质量引起的裂缝产生的主要原因

（1）水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。

（2）砂、石骨料砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大。砂石料中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。

2.2施工工艺质量引起的裂缝产生的主要原因

（1）混凝土浇筑质量引起的：混凝土保护层过厚或厚薄不均匀；混凝土振捣不密实、不均匀；混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生塑性收缩裂缝。用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，盲目加大水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

（2）混凝土拌和、运输引起的：混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

（3）混凝土养护、保温引起的：混凝土初期养护不及时造成混凝土表面急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

（4）模板、支架问题引起的：施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。施工前对支架地基处理不到位、支架预压不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

三、提出混凝土结构裂缝的预防措施

3.1混凝土原材料质量控制

水泥的品种和强度等级应通过混凝土配合比试验选定。应选用含碱量不大于0.6%的低碱水泥。细集料应选用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净且粒径小于5mm的河砂；也可采用符合规定的其他天然砂或人工砂。粗集料采用质地坚硬、洁净、级配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石。对于混凝土的拌制和养护用水，可采用符合国家标准的饮用水；用于混凝土结构物内的钢材，要防止锈蚀、污染。

3.2混凝土配制、拌和质量控制

通过计算和试配确定混凝土配合比。在满足工艺要求的前提下，采用较低坍落度的混凝土施工。对于大体积混凝土为了减小水化热的反应，可改善骨料级配、掺加外加剂、掺加活性材料粉煤灰取代部分水泥，减少水泥用量。采用低水化热的大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥。外界温度较高时拌和水使用冷却装置，对水管和水箱加遮阴和隔热设施。水泥、砂、石料应遮阴防晒，以降低骨料温度，也可在砂石堆上喷水降温。避免混凝土搅拌很长时间后才使用。在混凝土中掺加合成纤维，合成纤维阻裂效应主要体现在消除或减轻了早期混凝土中原生裂隙的发生和发展，使混凝土的塑性收缩减小。相对于大体积混凝土来说，合成纤维混凝土更适用于大面积混凝土结构中即它可用于阻止或尽量减少大面积混凝土结构中裂缝的出现。合成纤维的加入，对混凝土性能的影响是全面的、综合性的；其对早龄期混凝土体积稳定性的提高，进而降低混凝土早期收缩裂缝这一特点的应用价值最高。

3.3混凝土浇筑时的质量控制

缩短从拌和机到混凝土浇筑的时间，尽量缩短运输时间，混凝土运输搅拌车设置保温层。控制入模温度，选在一天温度较低的时间内进行浇筑。混凝土浇筑地点可设置遮阴设施，以降低模板和钢筋的温度。对于大体积混凝土可根据设计要求分层、分块浇筑以增加散热面。混凝土浇筑时要充分振捣密实。按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑，在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。

3.4混凝土养护时的质量控制

根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂类型等，提出具体的养护方案，并严格执行规定的养护制度。对于大体积混凝土的温度控制可按照“内降外保”的原则，对内采取埋设冷却管通水冷却，对混凝土外部采取覆盖保温等措施进行，并严格控制内外温差。在遇气温骤降的天气或寒冷季节浇筑混凝土后，及时覆盖保温养护。

3.5模板、支架制作、安装的质量控制

加强模板的施工质量，避免出现模板移动。模板支架应有较好的刚度和稳定性，避免出现支架下沉。安装侧模时，应防止模板移位和凸出。可设外支撑、内拉杆固定。模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查。模板在安装过程中，必须设置防倾覆设施。混凝土未到龄期或强度，不能拆除模板。为掌握混凝土的实际强度，可在浇筑混凝土时多制作几组混凝土试块，在不同龄期进行试压。梁板和拱的底模及支承及支架在计算强度时应考虑：模板、支架自重；新浇混凝土或其他圬工的重力；施工人员和材料、工具的堆放荷载；振动混凝土时产生的荷载；新浇筑混凝土对模板侧面的压力；混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载；设于水中的支架所承受的水流压力、波浪力、流冰压力、船只及其他漂浮物的撞击力；其他可能产生的荷载。

3.6模板、支架拆除的质量控制

模板、支架的拆除期限和拆除程序应严格按施工图设计的要求进行。设计未要求时，根据结构物特点、模板部位和混凝土所应达到的强度要求决定。非承重侧模板应在混凝土抗压强度达到2.5MPa，且能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除。芯模和预留孔道的内模，在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷或裂缝现象时，方可拆除。

四、结束语

公路在建造和使用的过程中，经常会因为出现裂缝而导致桥梁垮塌，混凝土的开裂，一直是困惑技术人员的难题，其实很多裂缝是可以有效控制的。

参考文献：

[1]李梅.浅谈混凝土的施工温度与裂缝的成因控制[J].四川建材.2010（02）

[2]孙千，王大勇，韦南，白玉杰.浅谈混凝土的施工温度与裂缝[J].中国高新技术企业.2010（09）