混凝土施工温度分析论文

文章以某特大桥为工程背景，从掺加粉煤灰改变混凝土配合比、控制混凝土入模温度、调整冷却管布置、加强保温保湿养护等方面，介绍了冬季大体积承台施工温度及质量控制措施，并对承台温度进行监测分析，结果表明该主墩承台混凝土内部最高温度控制在规范允许范围内，各项监控指标基本满足要求，浇筑后未发现裂缝，温控效果良好，为大桥承台安全顺利建成提供了技术保障。下面小编整理了一些《混凝土施工温度分析论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

混凝土施工温度分析论文 篇1：

公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝防治分析

摘要：施工温度是影响公路与桥梁混凝土工程建设的主要因素之一。施工温度若控制不合理，容易使得公路桥梁产生裂缝，影响道路的稳定性和安全性。文章在阐述温度应力对公路与桥梁的影响基础上，分析了公路与桥梁混凝土裂缝的发生机理，并提出混凝土温差裂缝防治策略。

关键词：混凝土;施工温度;裂缝

文献标识码：U418.6-A-09-024-3

0 引言

混凝土是公路与桥梁工程建设的重要材料，从结构形态来看，其具有较为突出的刚度和稳定性，能够充分满足公路与桥梁项目的耐久性需要。然而混凝土结构受温度影响较大，一旦不能合理地控制施工温度，势必导致道路产生裂缝，影响公路与桥梁的稳定性和安全性。本文就公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝防治的对策展开分析。

1 温度应力对公路与桥梁的影响

约束应力与自生应力是公路与桥梁混凝土裂缝的两种主要形式。就约束应力而言，其主要是受到外界温度变化而引起的。具体而言，部分公路与桥梁的建设时间跨度较长，这使得工程温度变化明显，施工过程中，已完成施工部分与正在建设部分的固化环境较为恶劣，由此给公路与桥梁结构增加了一定的作用力，影响了结构的整体性。而自应力变化是由混凝土结构本身的特征所引起的，其在建设及使用过程中，本身产生一定的约束作用力，由此对内部结构产生影响，并导致公路与桥梁出现了裂缝。

根据混凝土温度应力产生的时间差异，人们将混凝土中的温度应力分为三个阶段。早期阶段从浇筑混凝土开始，一直持续到混凝土放热结束（见图1）。在该阶段内，已浇筑的混凝土本身会发生水化热反应，这使得其内部应力分布发生剧烈变化，影响混凝土的弹性模量。当混凝土放热结束后，混凝土性质会逐渐趋于稳定，这一时间段为混凝土温度应力的中期阶段。与温度应力早期阶段相比，这一阶段的弹性模量变化虽然不够明显，但其仍然会产生些许应力，并且这些新产生的应力会与早期阶段余下的应力相互重叠，并对公路与桥梁产生综合作用。温度应力到达晚期时，材料本身已经完全冷却，此时，其应力变化主要是由于外界环境变化所引起的。

2 公路與桥梁混凝土裂缝发生机理

2.1 混凝土发生自缩

公路与桥梁工程建设中，混凝土本身会发生一定的自缩反应，这与混凝土原材料的选择和应用有较大关系。（1）水泥是造成混凝土自缩的重要原因。通常，在水泥硬化过程中，其水分消耗和蒸发量能达到20%，同时，其余的水分会通过末期外部变化进一步流失，这使得水分蒸发与混凝土自缩的平衡关系被打破[1]。工程建设中，一旦水泥中水分蒸发量过大，且明显超出混凝土的自缩值，则会产生较为严重的混凝土裂缝问题。（2）混凝土自缩还与外加剂的应用有一定关系。外加剂应用的目的在于提升混凝土材料自身的功能属性，在一定程度上，外加剂会影响混凝土的流动速度，确保混凝土浇筑的密实性，然而外加剂类型、用量不同，其对混凝土的影响也就不同，因此为防止混凝土产生自缩裂缝，需注重外加剂和用量的合理选择。此外，混凝土材料中包含了一定的矿物质材料，与外加剂不同的是，矿物质材料本身不会对混凝土造成影响，然而当用量设计不合理时，水泥的自缩值会受到一定的影响，由此间接影响了混凝土材料的性能，导致公路与桥梁出现裂缝。

2.2 混凝土水化热反应

水化热反应是混凝土工程建设中的一种常见现象，项目施工中，水泥会释放出一定的热能，这些热量会随着浇筑施工传递到公路与桥梁混凝土结构内部。当路桥工程混凝土用量较大时，这些热量很难有效地散发出去，同时，混凝土构造的路面防护体系相对较厚，这使得混凝土路面具有一定的聚合作用，其导致水热化中释放的热量无法及时散出，由此造成了公路与桥梁内外温度差异较大。当内外温度应力超出混凝土设计标准时，就会产生一定的破坏，导致公路与桥梁发生裂缝。

2.3 施工环境变化

相比于其他结构形式，混凝土公路与桥梁本身具有较强的稳定性和耐久性。然而在施工中，其不可避免地会受到热胀冷缩这一自然现象的影响。项目施工中，一旦外界施工环境发生骤然变化，混凝土结构本身也就会受到一定的影响，当温度升高时，混凝土表面的温度较高，水分蒸发较快，极易产生干缩裂缝;而当温度降低时，混凝土结构外部温度低，内部温度高，内部热力膨胀会对外界阻碍形成一定的冲击，并在一定温差下产生裂缝。

3 公路与桥梁混凝土温差裂缝防治

3.1 注重温度应力变化

公路与桥梁混凝土温差裂缝防治过程中，首先应控制混凝土温度应力的变化情况。（1）水泥的拌和会产生一定的热量，因此在施工中应合理地设计水泥的实际用量，即施工人员应在考虑工程质量标准的基础上，结合水泥基本属性进行添加。需注意的是，可通过选用低水化热水泥进行水化热温度控制，如采用f45、f60、f90代替f28水泥等（见表1），这样能将水泥水化热反应控制在预期目标之内，减少水化热对公路与桥梁结构的影响。（2）在温度控制中，应合理选择公路与桥梁建设的季节，减少外界温度因素对混凝土的影响。如遇到恶劣天气施工时，应做好浇筑混凝土的防晒及避雨处理，防止混凝土结构产生裂缝。此外，随着现代施工工艺的成熟，人们开始采用强制措施进行混凝土公路与桥梁施工温度的控制，如在大体积混凝土内部温度控制中，可采用人工注水的方式平衡混凝土内外温度，以此来提升工程项目的建设质量。

3.2 优化混凝土抗裂性能

混凝土材料是影响公路与桥梁建设质量的重要因素。在施工过程中，施工人员还可通过优化混凝土抗裂性能的方式进行温差裂缝控制。（1）在材料选择中，应注重水泥材料的合理选取，尽可能地减少水泥水分的蒸发量。（2）添加剂影响着水泥的流动速度和自缩值，在混凝土添加剂的选择中，应考虑添加剂本身的自缩性能，防止施工中出现裂缝现象。当施工条件允许时，可引入一定的金属纤维，这样能提升混凝土的抗裂性，并最终提升公路与桥梁工程的施工质量。（3）技术人员应进行行之有效的试验测试，做好不同比例下材料应用性能的记录，并从中选择最优比例的混凝土进行施工，从源头上保证工程项目建设质量。

3.3 注重约束力控制

地基基础的约束力控制措施为：

（1）弱化混凝土内部的约束力。这是由于在施工中，混凝土内部温度增加会使得材料的约束力受到影响，此时，通过保温措施可使得温度对内应力的影响降至最低，从而减少其对混凝土结构的影响。

（2）在外部地基约束力控制中，需注重混凝土浇筑厚度的有效控制，这样既避免了混凝土对地基的影响，同时也有效地保证了内外温度的均衡。

（3）控制约束力还应注重移动层设置的有效优化，最大限度地确保移动层与混凝土结构的协调性，避免公路与桥梁发生裂缝。需注意的是，完成混凝土桥梁施工后，还应注重桥梁抗裂性能的有效计算。如针对全预应力混凝土构件，其抗应力应满足以下条件（如表2所示）。

3.4 规范混凝土保养

优化混凝土保养能有效地提升工程项目建设质量，防止其产生施工裂缝。在公路与桥梁工程养护时，防止混凝土表面失水是其控制的核心所在。对此，应注重对混凝土固化过程中失水的有效控制，尤其是混凝土表面，应尽可能地覆盖保湿膜，防止水分过快蒸发出现干缩裂缝。其次，采用注水法进行混凝土内部温度控制，应结合水的温度进行其流速的合理管理。同时在冷却管设计中，应对冷却管进行注浆或者真空压浆处理，提升混凝土工程的整体强度。最后，还需严格控制混凝土的养护时间，通常，公路与桥梁工程养护时间应≥14 d，以此有效保证公路与桥梁建设的质量。

4 结语

施工温度对于公路与桥梁工程建设具有较大影响，其是造成公路与桥梁施工裂缝的重要原因。工程项目建设中，人们只有充分认识到温度应力对公路与桥梁的影响，并在探究公路与桥梁混凝土裂缝发生机理的同时，规范化地进行防治处理，才能有效地避免工程项目出现温差裂缝，提升公路与桥梁建设质量。

参考文献

[1]侯 伟.公路与桥梁混凝土的施工温度控制及其裂缝对策[J].低碳世界，2018（2）：244-245.

收稿日期：2021-03-18

作者简介：

赵有富（1983—），工程师，主要从事公路工程监理及计量工作。

作者：赵有富

混凝土施工温度分析论文 篇2：

某特大桥承台混凝土施工温度及质量控制分析

文章以某特大桥为工程背景，从掺加粉煤灰改变混凝土配合比、控制混凝土入模温度、调整冷却管布置、加强保温保湿养护等方面，介绍了冬季大体积承台施工温度及质量控制措施，并对承台温度进行监测分析，结果表明该主墩承台混凝土内部最高温度控制在规范允许范围内，各项监控指标基本满足要求，浇筑后未发现裂缝，温控效果良好，为大桥承台安全顺利建成提供了技术保障。

大体积承台;混凝土;温度监测;质量控制

U443.25A190673

0 引言

大体积混凝土结构浇筑以后，在水泥水化热作用下内部温度急剧上升，与此同时结构表面在环境对流散热影响下，外表面受到过大温差和约束作用，将产生过大的拉应力，若措施采取不当很容易造成温度裂缝等质量问题。而大跨径桥梁承台作为一种典型大体积混凝土结构物，在施工过程前后实施温度控制，对保障大体积承台的施工质量具有重要意义。

1 工程概况

某特大桥主桥上部结构为70 m+130 m+70 m连续刚构箱梁，共计3跨。其中24#、25#桥墩为主墩，主墩采用承台接桩基础，承台厚4 m，横桥向16 m，纵向14 m，承台下设9根2.4 m的桩基。单个承台的混凝土方量为896 m3，混凝土强度等级为C40。

2 承台混凝土施工温控技术

2.1 改变材料及配合比设计

大桥承台施工期为冬季，混凝土浇筑后因承台里表温差和外表面与环境温差而易诱发温度裂缝，因此如何降低混凝土水化热、减小内外温差是施工面临的首要问题。

在保障强度的情况下，通过在混凝土中掺入适量粉煤灰改变混凝土组成成分，可有效减少水泥用量，从而减少热量产生，该方式是针对大体积承台进行温度控制的有效措施[1-2]。

经当地原材料和配合比调试试验验证，该桥承台的C40混凝土配合比如表1所示。

2.2 优化承台冷却管布置

大体积承台施工在采取一些降低水化热的措施控制温度外，还会在承台内部设置冷却水管，通过热交换带走内部热量，减小内外温差。

该桥在大体积承台中设置较大直径50×2.5 mm钢质冷却管，采用独立单层冷却管方式，即每层进、出水口各1个，方便控制每层混凝土的温度变化。该承台共布设5层冷却管，如图1所示。

冷却管设置应注意以下几点[3]：

（1）浇筑前进行试水，检查是否存在漏水或堵塞等情况。

（2）浇筑开始即通冷却水，同时浇筑过程中应注意保护冷却管。

（3）实时监测冷却水的水温，避免其与结构内部温差过大，以20 ℃～25 ℃为宜。

（4）控制冷却水的流速，研究表明流速与热交换并不成正比，以0.5～0.8 m/s为宜。

（5）控制混凝土降温速率，以≤2 ℃/d为宜。

（6）为确保降温效果，应采用自动控制系统，自动控制冷却水的开启与关闭。

2.3 合理布设温度测点

大体积混凝土测温传感器采用“一线通”系统，能实时在线读取温度数据。温度传感器的布置位置及数量应根据主墩承台的几何尺寸、冷却管位置和温度场分布情况确定。主墩承台温度测点示意图如图2所示，环境温度测点布置于混凝土浇筑体附近，总计2个，每个主墩承台共布置26个测点。安装温度传感器时，应按方案准确固定在相应位置上，同时避免温度传感器太靠近冷却管。

2.4 加强温度控制和管养措施

（1）混凝土浇筑前，对承台及基础进行水化热仿真分析，通过改变材料、选择冷却管管径及布置间距、分层浇筑等措施，优化施工专项方案，把温度控制在正常范围之内，避免有害裂缝的产生。

（2）混凝土浇筑过程中，若温度分析结果超出温控标准，可采取下列应对措施：

①采取原料洒水、遮阳通风、加冰输送、降低摩擦热等措施降温，降低混凝土入模温度。

②采取边浇筑边通冷却水措施，避免前期内部混凝土升温过快。

③采取加大冷却水通水流量和降低冷却水温度措施，减小升温段时长。

（3）混凝土浇筑完成后，对监测数据进行实时分析，观察混凝土表面状况。为遵循“外保内散”的原则，对主墩承台混凝土浇筑采取以下构造措施：

①承台侧面外保。除侧壁采用钢模板、透水模板布保温保湿外，在承台四个侧面覆盖废旧棉被，同时与承台等高加5 cm厚的泡沫板，有条件的还可侧面填土进行保温（见图3）。

②承台顶面外保。由于桥址处于大风速环境，顶面二次收浆后立即覆盖棉质材料洒水，同时在上表面覆盖塑料薄膜，灌注30 cm深且温度≥35 ℃的热水，进行保湿保温养护（见图3）。

③承台内部散热，通过智能系统控制冷却管通水量，自动调节冷却水流量进行内部散熱。

3 承台温度监测分析

根据各组测点监测结果绘制温度随时间变化曲线，典型部位D测位处的温度曲线如图4、图5所示，相关温控测试结果如表2所示。

由图4可见，混凝土龄期为3 d时，承台1-D测位内部温度达最高值64.58 ℃，发生于1-D-3号测点，随后温度开始下降。

由表2及图5可知，在数据分析时间段内，除了1-D-2、1-D-3测点在前期内部迅速升温的3～5 d内的时段，其里表温差略>25 ℃外，其余测点处的温度与表面测点温度之差均<25 ℃。

通过严格实施承台混凝土施工温控技术，以及对承台施工过程监测，主墩承台混凝土内部最高温度控制在规范允许范围内，各项监控指标基本满足要求，浇筑后未发现裂缝，温控效果良好，为大桥承台安全顺利建成提供了技术保障。

4 结语

大体积混凝土施工温度控制是一项系统性工作，需充分利用仿真技术、在线监控、自动调控等信息化手段，遵循“外保内散”原则，在施工前做好专项施工方案，在施工过程中依据温度监控数据及时反馈、调整，在施工完成后及时进行养护，才能保证承台施工质量。本次承台施工的关键在于冬季大体积一次浇筑成型，本文结合实际工程项目阐述了一系列温控关键技术，具有一定的参考价值。

[1]乔 明.某特大桥承台大体积混凝土施工温控关键技术研究及应用[J].公路工程，2019（10）：135-141.

[2]铁留江·俊军曼.桥梁大体积承台混凝土温度裂缝控制分析[J].西部交通科技，2019（11）：106-108.

[3]艾建杰，罗清波，蔡海燕，等.桥梁承台大体积混凝土水化热及温控技术研究[J].甘肃科学学报，2020（6）：95-100.

作者：黄贤智 李成 梁军林 车野

混凝土施工温度分析论文 篇3：

混凝土施工中温度裂缝的分析与控制

【摘要】混凝土施工阶段，由于温度应力的变化，导致混凝土可能出现温度裂缝，影响到混凝土施工质量与安全。本文就混凝土施工中温度裂缝的成因分析，并提出具体的控制对策。

【关键词】混凝土;温度裂缝;温度应力;控制对策;约束条件

混凝土是工程建设的重要材料，多数项目施工时都需使用混凝土。为保证混凝土施工质量，需对混凝土温度裂缝进行分析控制，消除施工安全隐患，充分发揮出混凝土施工价值与优势。

1、混凝土施工中温度裂缝分析

1.1裂缝原因分析

混凝土硬化过程中，水泥会放出大量水化热，导致混凝土内部温度不断上升，进而导致混凝土表面产生拉应力。后期混凝土凝固过程中，混凝土会出现大幅度降温，在新旧混凝土的作用下，导致混凝土内部出现拉应力。气温的降低会导致混凝土表面产生一定拉应力，在多个拉应力集中后，一旦拉应力大于混凝土的抗裂强度，混凝土则会出现裂缝。

混凝土作为一种脆性材料，抗拉强度仅为抗压强度的十分之一。由于，混凝土原材料配比不合适、水灰比不稳定、运输出现离析现象，导致混凝土内部的抗拉强度存在差异性。部分区域的抗拉能力非常低，则极易出现混凝土裂缝。在钢筋混凝土中，拉应力主要由钢筋进行承担，混凝土仅承受压应力。在素混凝土施工设计时，应当避免混凝土内部出现拉应力，导致混凝土施工质量下降。

在实际施工过程中，混凝土由最高温度冷却到运行时期的稳定温度，由于温度梯度的快速变化，导致混凝土内部产生较大拉应力，如温度应力超过外部荷载应力时，混凝土则可能在温度应力的影响下，导致混凝土出现温度裂缝，无法保证混凝土施工整体质量与安全[1]。

1.2温度应力分析

早期，混凝土浇筑施工开始，直到水泥放热基本结束，该时期约为30d，该阶段混凝土温度应力变化时，主要是发出大量水化热，导致混凝土弹性模量的急剧变化，使得混凝土内部形成残余应力。

中期，从水泥放热阶段到混凝土冷却阶段，该时期温度应力变化时，主要是由于混凝土的自然冷却与外界气温的变化，进而与早期形成的残余应力进行叠加，该时期混凝土的弹性模量变化不大。

晚期，混凝土完全冷却并投入使用后，温度应力的产生，主要是由于外界气温变化引发，该时期产生的温度应力，与早期、中期的温度应力进行叠加。在混凝土温度应力计算时，需对混凝土徐变进行考量，分析混凝土可能出现的温度裂缝情况，主动对其裂缝隐患进行规避，保证混凝土施工质量与安全，对温度应力进行合理控制，提高混凝土项目的整体建设可行性。

2、混凝土施工中温度裂缝的控制对策探讨

2.1温度控制对策

第一，在对混凝土温度控制时，应当对骨料配比进行合理改善，如使用干硬性混凝土制备混合料，或在混合料中加入塑化剂、引气剂，进而合理控制混凝土中的水泥用量，实现对混凝土温度的控制。

第二，在混凝土拌和过程后，预先加入一定水量，或利用冷水对碎石进行整体冷却处理，进而有效降低混凝土的浇筑温度。

第三，若施工环境温度过高时，必须合理减小混凝土的浇筑厚度，使得混凝土浇筑层得到快速散热，保证后续混凝土浇筑的质量与安全。

第四，工作人员在混凝土浇筑前，预先埋设水管。在混凝土浇筑过程中，及时通入冷水对混凝土进行降温处理[2]。

第五，混凝土施工后期需进行拆模处理，工作人员需根据实际现场施工条件，对拆模时间进行合理控制。若气温骤降时，则需要对其表面进行保温处理，避免混凝土表面出现急剧的温度梯度，影响到混凝土凝固质量。

第六，混凝土施工过程中，为避免内部混凝土与表面混凝土出现较大温度差，需对混凝土表面进行合理的温度控制，主动规避温度裂缝的出现。

2.2约束条件改善

第一，对混凝土设置合理的施工裂缝，规避温度裂缝的出现。

第二，对混凝土施工工序进行细化，避免过大的高度差，导致混凝土构件侧面长期暴露，影响到混凝土凝固质量。

第三，混凝土温度裂缝控制时，应当对混凝土的水灰比进行合理控制，混凝土制备时，合理应用减水防裂剂，有效控制混凝土的用水量，对温度裂缝进行一定抑制。

第四，通过对混凝土温度裂缝分析可知，水泥用量是混凝土收缩的重要影响因子。为此，工作人员可掺加减水防裂剂，使得混凝土的水泥用量得到一定控制，并利用骨料补充混凝土体积缺失，保证混凝土施工质量。

第五，通过减水防裂剂的合理应用添加，可对水泥浆的黏稠度进行合理调整，减少混凝土出现泌水问题，避免混凝土出现沉缩变形。

第六，混凝土施工过程中，混凝土收缩会受到约束力的制约，当拉应力大于混凝土强度时，混凝土则会出现裂缝。通过添加减水防裂剂，可有效提高混凝土的抗拉强度，提升混凝土的抗裂性能，避免混凝土出现严重温度裂缝。

第七，在外加剂的合理应用下，可有效提高混凝土的密实度，保证混凝土具有很好的抗氧化性，可规避混凝土出现碳化收缩，进而产生混凝土收缩裂缝。

第八，在减水防裂剂的合理应用下，可使得混凝土缓凝时间得到有效控制，避免混凝土由于水泥水化放热，导致混凝土出现较大的温度变化，同时可避免水泥长期不凝固，影响到混凝土凝固质量，增加混凝土塑性收缩裂缝的产生风险。

第九，通过外加剂的应用，可保证混凝土和易性较高、表现易搓平，进而形成微膜，对混凝土水分蒸发进行一定控制，减少混凝土干燥收缩。

第十，通过对混凝土裂缝问题进行深入分析可知，主要是由于温度梯度的存在，导致混凝土无法进行整体凝固，导致混凝土出现温度裂缝。为此，在对混凝土温度裂缝进行控制时，应当对混凝土进行早期养护，避免混凝土内外出现较大温度差，避免混凝土表面裂缝出现。为防止混凝土出现超冷问题，应当对混凝土的温度与施工环境温度进行对比，以保证混凝土的整体凝固质量与安全。通过对混凝土温度进行合理控制，可避免混凝土浇筑过程中产生更多约束力，保证混凝土达到预期设计的强度与抗裂效果。

结语：

综上，笔者对混凝土施工中温度裂缝的分析与控制进行阐述，旨在说明混凝土温度裂缝控制工作开展的必要性与重要性。通过对约束条件合理改善，有效规避温度裂缝问题的发生，保证混凝土项目的整体施工安全性与可靠性。

参考文献：

[1]孙连龙.混凝土裂缝控制技术在桥梁施工中的应用分析[J].建筑技术开发，2020，47（16）：35-36.

[2]蔡兆渤.浅述大体积混凝土施工中的温度裂缝控制[J].福建建设科技，2020（02）：62-64.

作者：黄正瑞