摘要：通过对混凝土施工过程中影响混凝土质量因素的分析和研究，阐明了温度应力的形成过程和危害，并提出了控制温度裂缝产生的具体原因，从而达到提高混凝土质量的目的。
关键词：混凝土；质量；温度应力；控制；措施
1 前言
在混凝土施工中，影响混凝土质量因素较多，如水泥的强度和水灰比，骨料的质量，外加剂和掺和料，养护温度和湿度，龄期等。在众多因素中养护温度较难于控制，混凝土内外部温度差引起温度应力，温度应力直接影响到混凝土的质量。这主要是由于两方面的原因。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不容忽视的影响。施工中遇到的主要是温度裂缝，因此，本文仅对施工中温度对混凝土的影响和处理措施做一探讨。
2 混凝土构件产生裂纹的原因
混凝土产生中裂缝的形成有多种原因，除了原材料以外，水泥水热化、施工原因、荷载、收缩、温度、湿度、不均匀沉降、钢筋锈蚀等均能造成混凝土产生裂纹。其中温度和湿度的变化引起混凝土产生裂纹的主要原因。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，但表面湿度可能变化较大。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。混凝土是一种脆性材料，由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。
3 温度应力的形成过程
3.1 温度应力形成的过程
1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，约为25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。
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基本定值，变化不大。
3）晚期：混凝土温度与环境温度相同以后的运转时期。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。
3.2 温度应力引起的原因
1）自生应力：边缘没有任何约束或完全静止的结构，混凝土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。例如，桥梁墩身、结构尺寸相对较大，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。这两种温度应力往往和混凝土干缩引起的应力共同作用。
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根据已知的温度准确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。
4 温度应力控制措施
温度的控制有效防止混凝土浇筑和养护过程中的裂纹产生，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。
4.1 控制温度的措施
1）拌合混凝土时，搅拌用的水尽量的冷却，骨料遮盖，尽量的降低混凝土搅拌温度。
2）热天浇筑混凝土时，减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。
3）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。
4）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面，在气温较低时采取保温措施。
4.2 改善约束条件的措施
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。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，如泡草席、土工布等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
5 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，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，保温应达以到下要求。
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。注意混凝土的早期养护，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度、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。另一方面，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，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。
6 结束语
以上对影响混凝土质量的因素进行了理论和实践上的初步探讨，具体施工中要靠多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土质量是完全可以保证的。同时加大监督检查的力度，在质量管理人员中实行责任制，开展全方位质量监督。即全员、全面、全过程质量监督。再就是要严格验收标准，对不合格工程坚决要求返工。
论文作者:苏振国,兰小飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/4
标签：混凝土论文; 应力论文; 温度论文; 裂缝论文; 表面论文; 水化论文; 质量论文; 《基层建设》2017年第24期论文;