混凝土的施工溫度與裂縫控制分析

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1、混凝土的施工溫度與裂縫控制分析　　混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。然而在今天，盡管我們在施工中采取了各種措施，但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn)。究其原因，我們對混凝土溫度應(yīng)力的變化注意不夠是其中之一?！　≡诖篌w積混凝土中，溫度應(yīng)力與溫度控制具有重要意義，這主要是由于兩方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫，影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性;其次，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)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，因此本文僅對施工混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。　　　　　　1.裂

2、縫的成因　　混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度與濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)、過期結(jié)塊等)、模板變形、基礎(chǔ)不均勻沉降等?！　　　?.溫度應(yīng)力的分析　　根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個(gè)階段　　1)早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段有兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力?！　?)中期：自混凝土放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止。在此期

3、間，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，但混凝土上的彈性模量變化不大?！　?)晚期：混凝土完全冷卻穩(wěn)定以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加?！　「鶕?jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類　　1)自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力?！　?)約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)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(yīng)力?！　∵@兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮

4、所引起的應(yīng)力共同作用。　　要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)及數(shù)值計(jì)算才能得出?！　　　?.溫度的控制和防止裂縫的措施　　為了防止裂縫減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手?！　】刂茰囟鹊拇胧┯校焊纳乒橇霞壟?，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑以減少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土?xí)r加冷水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱;在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫;規(guī)定合理的

5、拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;施工中長期暴露的混凝土澆筑表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施?！　「纳萍s束條件的措施有：合理地分縫分塊;避免基礎(chǔ)過大起伏;合理地安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露;提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫?！　≡诨炷恋氖┕ぶ?，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度明顯高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑

6、混凝土早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度也較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力疊加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力接近或超過抗拉數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫發(fā)生的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面涂抹或覆蓋一輕型保溫材料，如養(yǎng)護(hù)劑、泡沫海綿等，對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。　　因大體積混凝土的含筋率很低，增加鋼筋對其溫度應(yīng)力影響很小，但加筋對一

7、般鋼筋混凝土是有影響的。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān)。鋼的線漲系數(shù)與混凝土線漲系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當(dāng)混凝土內(nèi)應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力將不超過100~200kg/cm2。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁?/p>

8、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響?！　楸ＷC混凝土工程質(zhì)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。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實(shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡潔、經(jīng)濟(jì)?！　　　?.混凝土的早期養(yǎng)護(hù)　　實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大