溫度裂縫論文：混凝土溫度裂縫管控路徑探究
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本文作者：施惠祥、劉慧 單位：江蘇省大豐市水利建筑工程有限公司、江蘇省大豐市水利規劃辦公室
在大體積的混凝土受到高溫之后，遇到開裂的主要問題就是地下室容易滲水。地下室滲水的問題不太容易解決。總是給使用者帶來很大問題，會使得室內潮濕霉腐等。在修補裂縫這項工作上，花費總是很大，而且工期比較長，使用者往往難以承受長期的不便。各種裂縫都有可能會引起剛度的降低，尤其是在基礎部分方面，很有可能會影響建筑物的安全穩定。混凝土對于高溫的適應能力并不高。因此需要混凝土能夠有著更多的適應能力，對于建筑物的穩定有著不容忽視的作用。因為一旦形成裂縫，長期下去就會存在安全隱患。設計的分布狀態也會因此改變。能夠使局部或者整體結構發生相應的改變。我們必須要注意底結構的承載能力，保證安全。在裂縫出現之后，往往會影響混凝土的內部結構，使得其他的輔助建材如鋼筋水泥等的強度降低，影響整體的結構協調。這樣，混凝土的耐用性就會大大降低。不論是對于結構的使用壽命還是長期的耐用程度都有著很不利的影響。所以，要在施工過程中進行溫度的控制，采取溫度的適當改變和計量，減少裂縫產生，這樣能夠保證工程質量的安全和安穩，為長遠考慮。
混凝土的溫度裂縫形成以及研究
在過去，對于大體積的混凝凝土形成的概念很多人都沒有專業的認識。所以要想辦法防止混凝土開裂的情況，就要采取相應的溫度控制。在國際上，工程中都經常會發現有混凝土開裂的情況，嚴重情況不一，但是都會非常影響工程。如果得不到補救措施，會帶來很多的麻煩，并且還會影響工程的質量。現在的建筑物設計越發高大精美。因此負荷也就越來越大。在各個層次上，社會的各個方面如交通、工程、建筑等都是用鋼筋混凝土。有些工程，特別是高層建筑中，經常會使用筏板作為基礎。這樣的話，一點出現裂縫就會引起建筑物的非正常使用，導致滲水甚至更大的隱患，而地下水中的雜質也會漸漸滲入影響材質的剛度，會使得筏板的承受力一再降低。曾有某高層的建筑連續出現貫穿性的大裂縫。地下室滲水，重新澆筑則會費很大的功夫，時間上會耽誤很久，并且要耗費更多的材料。對于混凝土的重新澆灌有著格外嚴格的要求。各種建筑的規格都非常龐大，特別是高墩的橋梁尺寸更是要求更高。所以施工中的裂縫問題就要被注意。基礎的部位一定不能出現任何的裂縫。基礎的部位一旦出現很多的裂痕，就會影響到日后的安全使用，橋梁的安全存在著很大的未知數，所以這就可能會引起財產和生命的損失。
在實際的使用中，結構物體可能會成受到外力的各種荷載。在承載不了荷載時，就有裂縫出現的可能了。所以應對荷載的能力和溫度的相關改變等原因都可能會造成混凝土的裂縫情況。體積混凝土的常見問題主要是質量問題，內部結構產生裂縫是非常復雜的。也是綜合性的。混凝土從澆筑到投入使用之間可能會有很多原因引起裂縫。也就是說，可能是水泥的過熱引起的。水泥的使用面積往往有混凝土工程的大小來決定的。面積越大則適用的量就越多。混凝土在澆筑的過程之中，水泥放出大量的熱。這就能夠造成混凝土的溫度升高，體積大則散熱的情況比較小些、聚集的內部熱量不容易散發出來。在升高溫度的階段，混凝土的內部溫度相對來說更高一些，所以，根據熱脹冷縮我們可以看出內部中心的膨脹要快于表面。中心在約束膨脹，表面之間的點子則相互凝結。但是表面的拉力如果超過了極限，就會產生裂縫。水泥不斷散熱的過程中熱量都是不斷向外散發的。體積隨著溫度在慢慢脹大或者收縮。混凝土的表面和中心是存在著溫度差的，因此，就算升溫時是同步的，但是依然會出現裂縫。這種情況就是升降溫對于混凝土的影響。現在的降溫收縮中，如果拉力比較大，就會引起下一次膨脹時的拉力，容易造成裂縫。
大體積混凝土溫度裂縫的控制措施
前面我們討論了很多關于混凝土裂縫的問題，包括裂縫的現狀以及各種出現的原因。筆者認為，根據原因來采取一定的控制是完全可能的。所以很多的工程之中都能夠給與混凝土一定的散熱時間。有的是幾天，有的是幾個月。混凝土由于溫度的變化，拉應力增長速度是比較緩慢的。但是混凝土在硬化方面是比較容易的。
設計控制措施。（1）盡可能選用強度等級低的混凝土將后期的強度充分利用整合，在高層建筑不斷出現的當下，混凝土的強度也就被要求更高。出現C40-C50等高強混凝土，設計強度過高，使用水泥的量是非常大的，而且建設工期十分冗長緩慢。混凝土的早齡期，荷載遠未達到設計荷載值，可以利用混凝土的60d或god后期強度，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高（2）進行結構的溫度應力分析和設計應該在設計的時候充分考慮各方面的協調作用，比如溫度應力的分析情況。將溫差最大的位置確定下來，對溫度應力和收縮力進行驗算，這也是充分的證據，能夠作為參考的理論，同時為合理進行分塊分層澆筑混凝土提供指導。（3）選擇合理的結構形式和分縫分塊裂縫很多時候也和結構形式方面有著千絲萬縷的聯系。大體積混凝土的設計階段應充分考慮這種情況所帶來的影響，尤其是寒冷少用薄壁結構，因為薄壁結構很敏感，溫度變化會影響到它的正常穩定。
施工控制措施。再配合比例上要適度，能夠將不同的材料最優化配置，強度上面則根據原材料、優化混凝土配合來決定。絕熱溫升較小、抗拉強度較大、極限拉伸變形能力較大、線膨脹系數較小這些都是混凝土的特征，需要合理分配。
監測措施大體積混凝土溫度控制的測試內容
混凝土絕熱溫升的測試。間接法和直接法是混凝土絕熱溫升的測試的關鍵兩種方法。間接法是來計算混凝土絕熱溫升，用水泥的水化熱、混凝土比熱、水泥用量、混凝土密度。直接法是用混凝土絕熱溫升實驗儀直接測定混凝土絕熱溫升。直接法測定結果準確，但是實驗設備和實驗過程比較復雜，這種情況一般都是大型的工程才會用到。其中的一種方法一般就可以滿足正常的要求了。
混凝土澆筑溫度的監測。在混凝土的澆制監測情況下，要注意溫度不能夠過于超標，以便控制混凝土澆筑后的溫度升高峰值。同時也包括對混凝土攪拌、運輸過程中溫度的監測和混凝土原材料溫度的監測。
結論
本文關于溫度裂縫和混凝土的關系研究已經得到了相關的措施和結論，能夠應用于實踐之中：從混凝土基礎內外溫度變化曲線，可以看出所有測區溫度變化都有著一致的走向，所以要不斷進行維護才能夠改善降低溫差。從降低大體積混凝土澆筑塊的溫升、降低地基約束、控制混凝土的裂縫、控制混凝土澆筑塊體的溫度及便于大體積混凝土施工的角度出發，對于混凝土的要求也就更高，在等級上以及受熱程度和硬度上都有所新的突破。因此要選擇合理的結構形式和分縫分塊.大體積混凝土施工中允許設置水平施工縫，水平施工縫的設置應根據混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求、混凝土澆筑能力和方便結構鋼筋的綁扎等因素確定。