摘要：通過對施工現場觀察與分析，以及查閱有關混凝土內部應力方面的專著，對混凝土溫度裂縫產生的原因、現場混凝土溫度的控制和預防裂縫的措施進行等進行探討。
　　關鍵詞：混凝土，裂縫，溫度
　　一、綜述
　　隨著我國改革開放和現代化進程的不斷深入，我國的建設規模正日益增大，如何保證建筑工程質量也日益受到各級政府和社會各界的廣泛關注。在眾多的工程質量問題中，混凝土裂縫現象則更為突出，在橋梁工程中裂縫幾乎無所不在。
　　在大體積混凝土中，溫度應力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出現溫度裂縫，影響到結構的整體性和耐久性。其次，在運轉過程中，溫度變化對結構的應力狀態具有顯著的不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫，因此本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和處理措施進行探討。
　　二、混凝土裂縫成因
　　混凝土中產生裂縫有多種原因，工程實際中除了荷載作用造成的的裂縫外，更多的是混凝土收縮、混凝土的脆性和不均勻性、溫度和濕度的變化、結構不合理、原材料不合格、模板變形以及基礎不均勻沉降等導致開裂。
　　混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，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。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，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，但表面濕度可能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。
　　在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。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。
　　三、溫度應力的分析
　　按溫度應力的形成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30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土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及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，在此期間混凝上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。
　　按溫度應力引起的原因可分為兩類：
　　（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。
　　（2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。
　　這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響。
　　大體積混凝土在溫度應力作用下的兩種不利情況：
　　（1）產生表面裂縫
　　大體積混凝土澆注后一段時間，內部水化熱不易散失，外部混凝土散熱較快，水化熱溫升隨壁（板）厚度增加而加大，混凝土內外形成一定的溫度梯度。無論溫升階段或溫降階段，混凝土中心溫度總是高于混凝土表面溫度。根據熱脹冷縮原理，中心部分混凝土膨脹速率要比表面混凝土大。因此，混凝土中心與表面各質點間的內約束以及來自地基及其他外部邊界約束的共同作用，使混凝土內部產生壓應力，混凝土表面產生拉應力。當溫度梯度大到一定程度時，表面拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面產生裂縫。在升溫階段，混凝土未充分硬化，彈性模量小，徐變影響較大。因此拉應力較小，只引起混凝土表面裂縫。
　　（2）產生貫穿裂縫
　　隨著水泥水化反應的結束及混凝土的不斷散熱，大體積混凝土由升溫階段過渡到降溫階段。溫度降低，混凝土體積收縮。由于混凝土內部熱量是通過表面向外散發，降溫階段混凝土中心部分與表面部分的冷縮程度不同，在混凝土內部產生較大的內約束，同時地基與邊界條件也對收縮的混凝土產生較大外約束。內外約束的作用，使收縮的混凝土產生拉應力，隨混凝土的齡期增長，抗拉強度增大。彈性模量增高，徐變影響減小。因此降溫收縮產生的拉應力較大，易在混凝土中心部位形成較高拉應力區，若此時的混凝土拉應力大于混凝土此齡期的抗拉強度，則大體積混凝土產生貫穿裂縫。
　　大體積混凝土從澆筑到達到設計強度為止，混凝土的抗拉強度與引起混凝土開裂的溫度應力是以時間為自變量的函數。當溫度應力大于混凝土此齡期的抗拉強度，則混凝土產生裂縫，裂縫出現在受拉混凝土處。
　　如果通過合理措施控制混凝土拉應力一直小于混凝土該齡期抗拉強度，就能保證混凝土不會產生溫度裂縫。
　　四、溫度的控制和防止裂縫的措施
　　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。控制溫度的措施如下：
　　（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；
　　（2）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；
　　（3）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；
　　（4）在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；
　　（5）規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；
　　（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施；
　　改善約束條件的措施是：
　　（1）合理地分縫分塊；
　　（2）避免基礎過大起伏；
　　（3）合理的安排施工工序，避免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的措施之一。
　　許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經濟。
　　五、結束語
　　以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討，雖然學術界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　參考文獻：
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