第４４卷第３期 ２０１７年２月 安全质量 Ｓａｌｔｙ ａｎｄ Ｑｕａｌｉｔｙ 建筑技术开发 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 混凝土工程中温度裂缝的成因及防治对策 郭海生 （中铁十八局集团第一工程有限公司，河北涿州０７２７５０） ［摘 要］在混凝土施工过程中常出现混凝土构件裂缝现象，不仅影响混凝土工程构件的使用性能，还会因其质量问题给工 程埋下巨大的安全隐患。造成混凝土构件裂缝问题的因素较多，其中温度变化因素是主要影响因素一。故从混凝土工程施工出发， 分析其温度裂缝的根本成因，并提出几点防治方法，以供相关施工单位参考。 ［关键词］混凝ｉＸ－程；温度裂缝；防治对策 ［中图分类号］Ｔｕ７５５ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］ｌ００１—５２３Ｘ（２０１７）０３—０１４４－０２ Ｇｅｎｅｓｉｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｒａｃｋ ｉｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ Ｇｕｏ Ｈａｉ－ｓｈｅｎｇ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｕｃｔｒｕｒｅｓ ｏｆｔｅｎ ａｐｐｅａｒ ｃｒａｃｋｓ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，ｎｏｔ ｏｎｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｔｏ ｌａｙ ａ ｈｕｇｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｉｓｋ．Ｆａｃｔｏｒｓ ｃａｕｓｉｎｇ ｃｒａｃｋｓ ｉｎ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｍｏｒｅ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｓ ａ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｉ ｌｅａｒｎｅｄ ｆｒｏｍ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｒａｃｋｓ，ａｎｄ ｍａｋｅ ａ ｆｅｗ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｒａｃｋ；ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ 因混凝土易获得、原料便宜、经济性好、施工简单、结构 稳定，被广泛应用于建筑、公路、水利、桥梁等工程建筑领域中， 极大地促进了混凝土施工技术的发展。其中混凝土裂缝问题 是混凝土施工常见问题，成因种类众多且互相影响。裂缝不 仅会破坏混凝土工程构件外观，还会降低其抗渗性，加速内 部钢筋腐蚀速率，从而降低混凝土构件的承载能力和使用寿 命，甚至造成严重的工程质量问题，损害生命、财产安全。因此， 对其裂缝成因及防治措施进行探究，具有重要现实意义。 收稿日期：２０１６－ｌ１ ２１ １成因分析 １．１混凝土基本构成及特点分析 混凝土构成相对简单，原料主要包括水泥、砂石和水， 在部分工程中会依据施工需求添加少量添加剂。混凝土原料 需经过投料、拌和、输送、浇筑及振捣等施工工序，才可形 成最终的混凝土构件，受原材料质量、环境因素、施工技术 及其他外界不确定因素影响，混凝土材料在使用时不可避免 存在一定的先天缺陷，具体包括气泡、气孔、微裂缝等。 １．２温度裂缝成因分析 当混凝土周边环境温度发生变化，混凝土构件内部、外 作者简介：郭海生（１９７９～），男，山东菏泽人，工程师，主要研究 部受不同种化学及物理反应影响产生引力。由物理力学相关 方向为混凝土方面。 理论可知，物体应力会集中在物体缺陷部位，即混凝土先天 层厚度符合要求（允许偏差＋２０ｒａｍ），按设计要求在钢筋网外 侧面焊上足够数量的定位件。钢筋笼制作中，预埋件、测量元 件位置要准确，留出导管位置，钢筋保护层定位块用５ｍｍ钢 板焊接。经质检工程师与安全员对钢筋笼焊接质量、吊具安 全性能及钢丝绳与吊环、吊点连接情况检查合格后方可起吊。 吊起过程中，副吊机不需过大提升扒杆，只需将钢筋笼尾部 控制在离地面１～２ｍ的距离即可。主吊机应缓缓提升扒杆，至 钢筋笼由水平状态转换为竖直状态。主机升起系在钢筋笼上 口的钢横担将钢筋笼吊起对准槽段，缓慢垂直落入槽内，避 免碰坏槽壁。吊入过程中，根据在导墙上标记的下放位置严 格控制位置，确保预埋件位置准确。然后钢筋笼就位、安装， 钢筋笼起吊竖直后，拆除副吊钢丝绳，由主吊移动钢筋笼至 相应槽段，对正后缓缓将钢筋笼放入槽中，待放到钢丝绳下 端卸扣处时，停止下放用２～３根槽钢并排将钢筋笼担在槽孔 处，确保担实不下滑后，依次拆卸吊环，继续下放钢筋笼直 至设计标高。钢筋笼入槽后，用槽钢卡住吊筋，横担于导墙上， 防止钢筋笼下沉，并用四组（８根）直径５０ｍｍ钢管分别插入 锚固筋上，与灌注架焊接防止上浮。 ３．５水下混凝土灌注 灌注采用汽车式起重机或提升架吊住混凝土料斗，通过混凝 土料斗提升导管的方法。灌注过程中，导管始终埋入混凝土 中２～４ｍ。最小埋深不得小于１．５ｍ。混凝土浇筑连续进行，混 凝土面上升速度不小于２ ｒｎ／ｈ，最长允许间隔时间２０～３０ｍｉｎ。 灌筑过程中，每隔２０ｍｉｎ用测绳测量一次混凝土面上升高度， 保证准确适时拔管。加强检测和观察，提高混凝土质量，确 保地下连续墙施工效果。 ３．６地下连续墙验收标准 基坑开挖后应进行地下连续墙验收，并符合下列规定：混 凝土抗压强度和抗渗压力应符合设计要求，墙面无露筋、露 石和夹泥现象。墙体结构允许偏差应符合技术相关规范要求。 ４结束语 育秀东路站地下连续墙施工过程中，通过分析施工的重 点与难点，结合工程基本情况加强质量控制，落实每个技术 质量控制要点。不仅顺利完成施工任务，还实现工程质量和 安全事故的有效预防，降低不必要损失，为施工顺利进行创 造条件。并且确保地下连续墙工程质量和效益，类似工程施 工可从中得到启示与借鉴。 参考文献 Ｊ１．中 地下连续墙混凝土采用Ｃ３５预拌混凝土，进行配合比设 （１１潘冰霞，李结元．地铁车站围护结构穿越既有人防处理技术【华建设，２０１６（２）：１６０－１６２． 计和导管安装。混凝土浇灌前先检测槽底沉碴厚度，混凝土 ・１４４・ 建筑技术开发 安全质量 Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｑｕａｉｌｔｙ 第４４卷第３期 ２０１７年２月 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 缺陷部位，随应力不断增大，混凝土内部缺陷经过扩大和连通， 最终以肉眼可见的宏观裂缝的形式表现。 通过探究温度裂缝的产生过程，可知造成温度裂缝是因 为温度变化导致混凝土构件出现拉应力，且拉应力超出混凝 土可承受极限而导致，其宏观表现为混凝土表面出现裂缝。 混凝土构件温差变化主要分为内部温差和外部温差。 （１）混凝土外部温差常发生于环境温度可产生剧烈变化 的季节或地区。如在夏季尤其是高温天气进行混凝土施工， 混凝土构件表面水分会受环境温度影响快速挥发，导致混凝 土表面体积短时间内发生收缩，从而导致裂缝产生。如在混 凝土施工中，遭受严重寒流天气，会影响混凝土构件表面温 度骤降，并受物体热胀冷缩影响出现收缩，而混凝土内部受 温度应力的目的。设计人员还应通过设计优化方案，尽量减 少混凝土中的水泥使用剂量，以减少其水化反应产生的水 化热。 混凝土温度裂缝的产生过程相对复杂，通过在混凝土结 构中增添构造钢筋及防裂钢筋的设计，可有效分担混凝土结 构承受的收缩应力和温度应力，从而提高混凝土构件的抗裂 性能。 除构造钢筋和防裂钢筋外，在混凝土裂缝高发部位设计一 些斜筋，不仅可有效分担混凝土承受的应力，还可达到控制 裂缝发展的目的。在混凝土设计中，应优先选择中低强度的 水泥材料。在设计保护层相关内容时，应优先选取厚度最小值， 保护层越厚则发生裂缝的机率越大。此外，大量实践经验证明， 到影响较小，从而导致混凝土构件在内部约束和外部收缩的 共同作用下产生裂缝。 （２）混凝土内部温差在体积相对较大的混凝土构件中表现 明显。混凝土构件建筑作业完成后，在自然晾干硬化定型过程 中，其内部水泥会发生水化反应，并产生大量水化热。水化 热在混凝土构件中不断产生聚集，表面的水化热因和环境接 触聚集现象不明显，但混凝土内部水化热受混凝土体积限制， 无法进行有效换热，在混凝土内部不断聚集，从而导致混凝 土内部温度不断升高。混凝土表面散热良好温度较低，内部 散热不均温度不断升高，即形成混凝土内、外温度差，并在内、 外部混凝土热胀冷缩作用下，产生巨大的拉应力。当该拉应 力超出混凝土构件承受能力时会产生温度裂缝，内部温差裂 缝常产生于施工中后期。 １．３温度裂缝特点分析 混凝土温度裂缝的分布和走向并没有一般性规律，大致 可分为以下几种情况： （１）混凝土大面积出现裂缝，此时裂缝分布分散、纵横 交错； （２）混凝土产生贯穿或深入型温度裂缝，此类裂缝通常 与混凝土短边方向平行，在中间位置存在较多细小裂缝； （３）尺寸相对较大的混凝土结构，如粱板等，其温度裂 缝也常与短边平行。 温度裂缝的宽度受温度影响相对明显，～般而言，夏季 产生的温度裂缝较窄，冬季较宽。受高温因素影响产生的温 度裂缝的外观多表现出两端细、中间粗的特点；受低温影响 出现的冷缩裂缝在外观上并无明显特点，裂缝粗细变化不明 显。温度裂缝对混凝土施工质量影响较大，可引发钢筋锈蚀、 混凝土碳化等多种质量问题，进而影响混凝土抗渗性、抗冻性、 承载力等使用性能。因此，需采取有效防治措施，减少裂缝 或降低裂缝影响，提高混凝土施工质量。 ２混凝土温度裂缝实际防治措施概述 防止混凝土施工出现温度裂缝的措施，主要通过控制混凝 土收缩应力和温度释放，以达到降低温度裂缝产生机率的目 的，具体方法主要包括后浇带、分段浇筑及设置永久性伸缩缝 等。伸缩缝的设置间距在不同国家拥有不同标准，多数国家 的间距规定在３０．０－４０．０ｃｍ，少数国家将其定为ｌ０．０～２０．０ｃｍ。 我国相关标准中规定，伸缩缝间距最大即３０．０ｃｍ。上述方法 均符合相关施工设计要求，但普遍施工复杂，并会对施工进 度和混凝土受力状态造成不同程度的影响。此外还可使用薄 层浇筑法避免温度裂缝，即将大截面混凝土结构分层进行施 工。这样施工可有效提高混凝土的撒热效率，降低内外温差， 缺点是后浇筑部分受上一部分影响较大。 ２．１ 设计层面避免温度裂缝的措施分析 在进行混凝土施工设计时，应将体积相对巨大的混凝土 结构进行分解处理，并通过施工宽缝的设计，达到减少施工 在同等配筋率基础上，使用相对较细的钢筋可获得较大的抗 裂效果。 ２．２预防措施概述 ２．２．１原材料控制 混凝土原材料种类较少，主要是针对水泥的强度要求， 应优先选用普通硅酸盐水泥等低强度水泥材料。 ２．２．２混凝土配合比 混凝土配比控制内容主要包含以下几点： （１）减少水泥使用剂量； （２）降低水胶比； （３）优化混凝土骨料级配； （４）合理使用添加剂，以降低混凝土水化热。 ２．２－３施工工艺预防措施 在混凝土实际施工过程中，施工人员应始终注意混凝土 浇筑温度。如在夏季高温天气进行施工，应选用遮阳板、降 温水带等多种措施降低混凝土温度。针对体积较大的混凝土 构件，注意分层、分段进行施工，以便于排散热量。 ２．２．４强化后期养护 当混凝土施工完成后，即应使用浸水的布片或草垫覆盖混 凝土表面，并安排组织专人负责混凝土的洒水养护工作。如 在夏季高温天气施工，可适当延长养护时间；如在阴雨、寒 冷天气进行施工，应注意防潮、防寒等工作。 ３处理措施概述 如混凝土出现温度裂缝需及时对其进行处理，处理方法 应由裂缝实际破坏作用决定。混凝土裂缝发生在表面、影响 较小，可直接使用水泥浆等修补材料进行修补；混凝土结构 遭裂缝破坏较为严重裂缝深入混凝土中，或混凝土构件在抗 渗性方面具有较高要求，则应使用嵌缝法或灌浆法对裂缝进 行处理；如混凝土受裂缝破坏出现结构损坏，施工人员需使 用混凝土置换法对其进行处理。此外，还可根据实际施工处 理需求，选用仿生白愈法、电化学保护法等多种处理方法。 ４结束语 温度裂缝是混凝土施工中常见裂缝一，对混凝土施工质 量影响巨大，究其产生的根本原因，可简单总结为，温度变 化导致混凝土内、外部产生拉应力差异造成的。因此，施工 单位应从控制温度和释放压力两方面预防裂缝的产生，并通 过相应的处理措施，降低裂缝的影响，以满足混凝土施工实 际质量需求。 参考文献 ［１］韩宝．浅谈混凝土工程中温度裂缝的成因及防治措施［Ｊ］．城市建设 理论研究（电子版），２０１５（２１）． ［２］张树瑁，李密，王萌会．泡沫混凝土配合比优化设计及施工技术研 究［Ｊ］．建筑技术，２０１６，４７（９）：８４９—８５２． ［３］杜亚萍．直线加速器混凝土温控施工方案的优化［Ｊ］．建筑技术， ２０１４，４５（Ｓ】）：４５－４９． ・１４５・