關鍵詞：混凝土；溫度應力；裂縫控制
混凝土在現代工程建設中佔有重要地位。而在今天，混凝土的裂縫較為普遍，在橋樑工程中裂縫幾乎無所不在。儘管我們在施工中採取各種措施，小心謹慎，但裂縫仍然時有出現。究其原因，我們對混凝土溫度應力的變化注意不夠是其中之一。
在大體積混凝土中，溫度應力及溫度控制具有重要意義。這主要是由於兩方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出現溫度裂縫，影響到結構的整體性和耐久性。其次，在運轉過程中，溫度變化對結構的應力狀態具有顯著的不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫，因此本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。
1 裂縫的產生原因
混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和溼度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如鹼骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。後期在降溫過程中，由於受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部溼度變化很小或變化較慢，但表面溼度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時溼，表面子縮形變受到內部混凝土的約束；也往往導致裂縫。混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0．6~1．0）×104，長期加荷時的極限位伸變形也只有（1．2~2．0）×104。由於原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆築過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易於出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。
2 溫度應力的分析
根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：（1）早期：自澆築混凝土開始全水泥放熱基本結束，一般約30天，這個階段的兩個特徵，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。出於彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘餘應力。（2）晚期：混凝土完全冷卻以後的運轉時期。
溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘餘應力相迭加。根據溫度應力引起的原因可分為兩類：（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分佈的，由於結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如，橋樑墩身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間出現壓應力。（2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。
3 溫度的控制和防止裂縫的措施
為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。
控制溫度的措施如下：（1）採用改善骨料級配，用乾硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆築溫度；（3）熱天澆築混凝土時減少澆築厚度，利用澆築層面散熱；（4）在混凝上中埋設水管，通入冷水降溫；（5）規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；（6）施工中長期暴露的混凝土澆築塊表面或薄壁結構，在寒冷季節採取保溫措施；改善約束條件的措施是：①合理地分縫分塊；②避免基礎過大起伏；③合理的安排施了工序，避免過大的高差和側面長期暴露。此外，改善混凝土的效能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面幹縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現後要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施廠中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。 在混凝土的施工中，為了提高模板的週轉率，往往要求新澆築的混凝土儘早拆模。當混凝土：溫度高於氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。
加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小，因為人體積混凝土的含筋串極低。只是對一般鋼筋混凝上有影響。在溫度不太高及應力低於屈服極限的條件下，鋼的各項效能是穩定的`，而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹係數與混凝上線脹係數相差很小，在溫度變化時兩者間只發牛很小的內應力，由於鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當內混凝土應達到杭拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超過100~200kg/em2。因此，在混凝土想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。
為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，筆者在實踐中總結出其主要作用為：
（1）混凝土中存在大量毛細孔道，水蒸發後毛細管中產生毛細管張力，使混凝土幹縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25％。（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。（4）減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。（5）提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂效能。（6）摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。（7）摻減水防裂劑後混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。（8）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發，減少於燥收縮。