冬季低温造成建筑施工的裂缝问题是最常见也是必须要解决的主要问题。混凝土施工时日平均温度在5度或负3度以下的施工均可称为“混凝土冬季施工”,根据抗冻理论,混凝土材料的早期强度低于5MPa临界强度时受冻,会产生裂缝,而根据混凝土裂缝的形成时间,可以分为三类:
初期裂缝:材料浇筑刚刚完成正处于升温期,水泥水化反应会引起混凝土浇筑后2-3d内温度急剧上升。冬季过低温度造成的内热外冷会引起混凝土材料的“自约束应力”。超过混凝土抗拉强度即会引起材料的初期裂缝。解决方案可以采用将温差控制在20度的方法来控制初期裂缝。
中期裂缝:这个中期主要是至水化热降温期,当水化热反应升温到最高峰后开始降温,水热反应产生的温度会逐渐消散,进而迫使建筑结构温度接近于周围气温,此刻建筑结构的结构物冷缩或干缩引起的“外约束应力”,超过混凝土抗拉强度便引起中期裂缝。
后期裂缝:这一时间段主要是指混凝土接近周围气温后即保持相对稳定,随着季节温度和日温度的变化而变化。后期裂缝包括工程施工过程中受到施工散热影响产生裂缝,或暴露在外面的混凝土受冻引起裂缝,或者是在后期材料干燥的时候引起的干缩裂缝等。
根据长久的大体积工程施工经验总结,混凝土的表面裂缝占90%,其裂缝宽度小于0.5mm的占94%,一般多是在0.1~0.2mm,裂缝大部分城垂直方向,少数裂缝呈水平方向。水平方向裂缝多是在施工缝的位置,裂缝的长度一般不超过3~5mm,有些断面单薄窄长的结构会出现一些贯穿性的裂缝。不同时期的裂缝的出现、扩展、增加都会随着温度的变化而变化。