低溫條件下混凝土施工的裂縫控制

發布時間：2021-08-12 17:35:08 作者：新型建機

混凝土在低溫條件下施工是國內外普遍重視的技術課題之一。混凝土施工時日平均溫度在5℃以下或低溫度在一3℃以下都被稱為低溫混凝土施工即“混凝土冬季施工”。根據混凝土的抗凍理論，當混凝土的早期強度低于 5 MPa(臨界強度)時受凍，將惡化混凝土的物理 一力學性能和建筑一技術性能，產生裂縫。

1 冬季混凝土裂縫按形成時期分類

混凝土的裂縫按形成過程的時間可分為下面三類。 
1.1 初期裂縫 

初期是指澆筑后的升溫期。在此期間，由于水化熱使得混凝土澆筑后 2～3 d溫度急劇上升，內熱外冷引起“自約束應力”，超過混凝土抗拉強度即引起初期裂縫。可采用控制溫差 20℃辦法來控制初期裂縫。 
1.2 中期裂縫 

中期是指水化熱降溫期。當水化熱升溫到達峰值之后逐漸下降，水化熱散盡使結構物的溫度接近于周圍氣溫。此期間結構物冷縮(另外還增加干縮)引起“外約束應力”，超過混凝土抗拉強度便引起中期裂縫。 

1.3 后期裂縫 

后期是指“準穩定期”。當混凝土接近周圍氣溫之后即保持相對穩定，隨季節溫度和日溫度而變化。有的工程由于受到生產上的散熱作用有的暴露在外面的混凝土受凍引起裂縫，在此期間還有干縮作用。這些稱作后期裂縫。 

根據以往大體積混凝土基礎施工經驗，混凝土的表面裂縫占90%；裂縫寬度小于 0.5 mm的占94%，一般都在 0.1～0.2 mm，裂縫大部分呈垂直方向，少數裂縫呈水平方向。水平裂縫大部分在施工縫部位。裂縫的長度一般不超過 3～5 m有些斷面單薄窄長的結構出現了貫穿性的裂縫。 

上述裂縫的出現、擴展、增加都隨溫度的變化而變化。寒冷季節中經常出現的寒潮襲擊是引起大量表面性裂縫的主要原因。

2 控制冬季裂縫的施工技術措施

(1)通過保溫，嚴格控制內外溫差，允許溫差為 20℃。 
(2)合理安排澆筑順序以減少溫差，薄層連續澆筑是個比較好的辦法，如分層大間歇(15~6d)澆筑，則裂縫顯著增加。 
(3)改善混凝土的性能，提高均勻性。控制砂、石骨料的規格，含泥量，強度等級。力爭避免塌落度波動太大的情況出現。考慮到基礎的荷載需要經過數月至一年才有可能全部施加，所以應當利用后期強度減低水泥用量，降低水化熱減少收縮，這些是有 利于控制 裂縫的。有些國家，如日本和美國都是提倡利用 90 d強度，這樣不僅有利于控制裂縫，還有顯著的經濟效益，但對負荷較早的薄壁受彎構件，則不應利用其后期強度。 
(4)混凝土的水灰比對混凝土的抗凍性能有決定性的影響。隨著水灰比的增加，抗凍性，抗拉強度和極限拉伸都會降低，適宜的水灰比為0.6～0.65，越小越好。 
(5)可以應用預制板作為混凝土基礎的一部分，使其在早期就具有強度很高的表面層，使混凝土在表面區，在陡峻的溫度梯度區具有較高的抗裂度。當無條件采用預制板時，在大體積厚壁結構中加強面層構造鋼筋對控制表面裂縫也是有效的。 
(6)在變截面處及薄弱環節(配筋弱的地方應適當增加一些構造鋼筋網片，以提高抗裂性能。 
(7)拆模時間相對于抗裂性能至關重要，一般為 14～30 d，好不低于30 d，拆模后應立即保溫或回填。 
(8)冬季施工要特別重視保溫養護，保溫養護可以減小界面溫差及提高抗拉能力。保溫層的效果和質量由“放熱系數”來評定。根據材料的放熱系數草袋佳，油布次之，帆布較差。草袋草簾之類材料易得，價格低廉，可大量采用。 
(9)砂層保溫。混凝土工程的側表面保溫較容易，而相對于上表面的保溫和養護則不易。因為經常有工人操作、支模、放線，上面有層狀材料易損壞。此時上面覆以20～30 em砂層好。在非嚴寒地區早期采用濕砂，后期采用干砂，既可保濕又可保持早期的潮濕狀態，有效地防止裂縫。并可以就地取材，重復使用，施工方便。 
(10)利用水化熱自我養護。澆筑混凝土時的氣溫達到零度左右，甚至 -5℃時，按照一般混凝土施工規范應停止澆筑，但對于0.8 m厚以上的混凝土結構物，在上述溫度條件下完全可以繼續澆筑，但需要采取必要的保溫措施。這類大體積混凝土可以依靠 自身散發的水化熱使混凝土強度正常上升，控制裂縫的產生。