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夏季混凝土施工表面早期裂缝的分析与预防
来源：www.tybwcl.cn 发布时间：2023年04月18日
在夏季混凝土施工过程中，水平面较大的混凝土裂缝较为突出，如水泥混凝土路面、水泥混凝土桥面、夏季施工的桥面铺装，都不同程度地在养护前出现裂缝。针对这一现象，根据这类混凝土夏季施工的特点，提出了一些简单易行的夏季施工早期裂缝预防措施。
1夏季大型水平面混凝土施工的主要特点
1.1气候炎热，气温高
1.2混凝土材料的成分温度高。
由于高温和日照，用于形成混凝土混合料的砂石料温度高；
新水泥的温度通常很高。由于气候炎热，水泥中的热量不易散发，加上太阳照射等因素的影响，使得水泥的温度更高，部分水泥的温度可达70℃。
1.3混凝土基础或模板等支撑温度高。
1.4暴露面大，受环境影响大。
1.5气候变化
2.混凝土表面裂缝的主要原因
2.1表面水分蒸发率高，导致新拌混凝土表面失水，形成塑性，收缩裂缝。
混凝土表面因失水而产生的塑性收缩是产生裂缝的主要原因。当混凝土表面蒸发速率为1kg/m2/h时，其表面容易产生塑性收缩裂缝。气温、混凝土拌合物温度、空气相对湿度和风速是影响混凝土表面水分蒸发的主要因素。
混凝土本身温度越高，空气相对湿度越小，风速越大，混凝土表面水分蒸发速率越大。夏季由于气温较高，混凝土中水泥的水化热在短时间内产生，促使混凝土早期温度升高。
相关数据表明，当温度为14~C时，混凝土搅拌后的前24小时内产生了总水化热的43%。当气温为30℃时，62.5%的水化热产生于混凝土搅拌后的24h。
粗细骨料和水泥本身的高温一方面提高了混凝土早期温度，另一方面使水泥的水化热更加集中，环境的高温使混凝土中的热量难以散发，所以混凝土的整体温度比其他季节施工的混凝土要高很多。
高温混凝土在夏季干燥风的作用下，增加了表面水分的蒸发速率，使表面迅速失水，产生严重的塑性收缩，而其内部的高温则促进了水泥的快速水化和混凝土的硬化。
在表面严重塑性收缩和内部约束的共同作用下，混凝土表面产生塑性收缩裂缝。
水分蒸发不仅造成表面裂缝，还会因失水造成混凝土表面水泥水化不充分，影响表面混凝土的硬化和强度增长。
2.2混凝土截面温差造成表面温度裂缝。
夏季施工混凝土时，由于基础或模板暴露在阳光下，温度高于环境温度。其高度使得与其相邻的混凝土中水泥的水化速度和水化热比表面快，增加了表面与内部混凝土的温差。当表面温度与内部温度之差超过15℃时，容易产生表面热裂纹。
在高温混凝土的影响下，基础或模板也容易产生膨胀变形，而大面积的表面混凝土厚度一般较小，下部的膨胀变形对表面混凝土的收缩有反向约束，增加了其拉应力句，不利于表面裂缝的产生。
2.3高温对混凝土的微观结构有不利影响。
一般来说，当混凝土温度低于50℃时，微观结构的变化可以忽略不计。
2.4多变的气候使混凝土表面易受冷冲击。
由于夏季施工气候多变，如突然降雨，气温会骤降，混凝土表面温度骤降会引起表面温度收缩，产生表面温度收缩裂缝。
2.5施工中水泥用量和水灰比的增加，增加了混凝土的塑性收缩和变形。
夏季在搅拌和运输过程中，由于蒸发等因素的影响，容易造成混凝土拌合物失水，降低其和易性。
因此，施工中容易增加水泥用量和水灰比来改善混凝土的和易性，而水泥用量和水灰比的增加更容易引起收缩，当收缩受到约束时，容易形成裂缝。
2.6当硬化混凝土在高温下施工时，固体温度决定了混凝土的基础长度。当整个混凝土冷却后，从这个长度和温度开始收缩，很容易因整体温度收缩而产生裂缝，如路面断板。
3预防和控制措施
3.1选择合适的维护方法，尽早开始维护。
早期养护，保持混凝土表面湿润，可以防止蒸发，减少收缩，保证混凝土表面顺利水化。
对于采用各种养护方式的新浇混凝土，须在混凝土表面成型完成后，表面水膜消失前开始养护。但养护过程中不能污染或损伤混凝土已成型的表面，因此需要选择合适的养护方法和Z佳的养护开始时间。
3.2增加空气的相对湿度
提高空气的相对湿度可以有效降低混凝土表面水分的蒸发速率。在新浇混凝土的上风方向或其周围喷洒水雾来增加空气的相对湿度，是一种简单有效、成本低廉的措施。
可采用简单的喷射方法，在新浇混凝土地点周围或上风处竖立一根带针孔的塑料软管，通过注入一定水压的水，形成针孔喷雾。
3.3降低混凝土的温度
降低混凝土温度可以有效减少混凝土表面水分蒸发引起的塑性收缩，防止热裂缝的产生。同时可以降低硬化混凝土的温度，减少混凝土温度收缩产生收缩裂缝的可能性。冷却可采用以下方法:
A.利用脚手架等措施覆盖新浇混凝土，避免阳光直射，降低混凝土表面的环境温度；
b、冷却混凝土的各种成分，控制新拌混凝土的温度在32℃以下。
3.4夜间或上午施工
晚上和早上温度低，基础或模板温度也低。因此，可以有效降低混凝土温度和混凝土表面的水分蒸发率。
1夏季大型水平面混凝土施工的主要特点
1.1气候炎热，气温高
1.2混凝土材料的成分温度高。
由于高温和日照，用于形成混凝土混合料的砂石料温度高；
新水泥的温度通常很高。由于气候炎热，水泥中的热量不易散发，加上太阳照射等因素的影响，使得水泥的温度更高，部分水泥的温度可达70℃。
1.3混凝土基础或模板等支撑温度高。
1.4暴露面大，受环境影响大。
1.5气候变化
2.混凝土表面裂缝的主要原因
2.1表面水分蒸发率高，导致新拌混凝土表面失水，形成塑性，收缩裂缝。
混凝土表面因失水而产生的塑性收缩是产生裂缝的主要原因。当混凝土表面蒸发速率为1kg/m2/h时，其表面容易产生塑性收缩裂缝。气温、混凝土拌合物温度、空气相对湿度和风速是影响混凝土表面水分蒸发的主要因素。
混凝土本身温度越高，空气相对湿度越小，风速越大，混凝土表面水分蒸发速率越大。夏季由于气温较高，混凝土中水泥的水化热在短时间内产生，促使混凝土早期温度升高。
相关数据表明，当温度为14~C时，混凝土搅拌后的前24小时内产生了总水化热的43%。当气温为30℃时，62.5%的水化热产生于混凝土搅拌后的24h。
粗细骨料和水泥本身的高温一方面提高了混凝土早期温度，另一方面使水泥的水化热更加集中，环境的高温使混凝土中的热量难以散发，所以混凝土的整体温度比其他季节施工的混凝土要高很多。
高温混凝土在夏季干燥风的作用下，增加了表面水分的蒸发速率，使表面迅速失水，产生严重的塑性收缩，而其内部的高温则促进了水泥的快速水化和混凝土的硬化。
在表面严重塑性收缩和内部约束的共同作用下，混凝土表面产生塑性收缩裂缝。
水分蒸发不仅造成表面裂缝，还会因失水造成混凝土表面水泥水化不充分，影响表面混凝土的硬化和强度增长。
2.2混凝土截面温差造成表面温度裂缝。
夏季施工混凝土时，由于基础或模板暴露在阳光下，温度高于环境温度。其高度使得与其相邻的混凝土中水泥的水化速度和水化热比表面快，增加了表面与内部混凝土的温差。当表面温度与内部温度之差超过15℃时，容易产生表面热裂纹。
在高温混凝土的影响下，基础或模板也容易产生膨胀变形，而大面积的表面混凝土厚度一般较小，下部的膨胀变形对表面混凝土的收缩有反向约束，增加了其拉应力句，不利于表面裂缝的产生。
2.3高温对混凝土的微观结构有不利影响。
一般来说，当混凝土温度低于50℃时，微观结构的变化可以忽略不计。
当混凝土温度高于70℃时，其微观结构的变化被认为是不利的，而大体积混凝土的高温影响往往被忽略。
2.4多变的气候使混凝土表面易受冷冲击。
由于夏季施工气候多变，如突然降雨，气温会骤降，混凝土表面温度骤降会引起表面温度收缩，产生表面温度收缩裂缝。
2.5施工中水泥用量和水灰比的增加，增加了混凝土的塑性收缩和变形。
夏季在搅拌和运输过程中，由于蒸发等因素的影响，容易造成混凝土拌合物失水，降低其和易性。
因此，施工中容易增加水泥用量和水灰比来改善混凝土的和易性，而水泥用量和水灰比的增加更容易引起收缩，当收缩受到约束时，容易形成裂缝。
2.6当硬化混凝土在高温下施工时，固体温度决定了混凝土的基础长度。当整个混凝土冷却后，从这个长度和温度开始收缩，很容易因整体温度收缩而产生裂缝，如路面断板。
3预防和控制措施
3.1选择合适的维护方法，尽早开始维护。
早期养护，保持混凝土表面湿润，可以防止蒸发，减少收缩，保证混凝土表面顺利水化。
对于采用各种养护方式的新浇混凝土，须在混凝土表面成型完成后，表面水膜消失前开始养护。但养护过程中不能污染或损伤混凝土已成型的表面，因此需要选择合适的养护方法和Z佳的养护开始时间。
3.2增加空气的相对湿度
提高空气的相对湿度可以有效降低混凝土表面水分的蒸发速率。在新浇混凝土的上风方向或其周围喷洒水雾来增加空气的相对湿度，是一种简单有效、成本低廉的措施。
可采用简单的喷射方法，在新浇混凝土地点周围或上风处竖立一根带针孔的塑料软管，通过注入一定水压的水，形成针孔喷雾。
3.3降低混凝土的温度
降低混凝土温度可以有效减少混凝土表面水分蒸发引起的塑性收缩，防止热裂缝的产生。同时可以降低硬化混凝土的温度，减少混凝土温度收缩产生收缩裂缝的可能性。冷却可采用以下方法:
A.利用脚手架等措施覆盖新浇混凝土，避免阳光直射，降低混凝土表面的环境温度；
b、冷却混凝土的各种成分，控制新拌混凝土的温度在32℃以下。
3.4夜间或上午施工
晚上和早上温度低，基础或模板温度也低。因此，可以有效降低混凝土温度和混凝土表面的水分蒸发率。
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