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1、淺談混凝土的施工溫度與裂縫控制 導(dǎo)讀：在大體積混凝土中，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。關(guān)鍵詞：大體積混凝土，溫度裂縫，控制措施 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?cè)谑┕ぶ胁扇×烁鞣N措施，但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn)。究其原因，我們對(duì)混凝土溫度應(yīng)力的變化注意不夠是其中之一。 在大體積混凝土中，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，
2、影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性；其次，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，溫度變化對(duì)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(duì)施工混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討?！ ?.裂縫的成因 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、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(guò)程可分為以下三個(gè)階段 1）早期：自澆筑混凝土開(kāi)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
3、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(méi)有任何約束或完全靜止
4、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。 這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(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。 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(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。 控制溫度的措施有：改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻
5、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(zhǎng)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。 改善約束條件的措施有：合理地分縫分塊；避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏；合理地安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)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
6、質(zhì)量對(duì)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(guò)抗拉數(shù)值，就有
7、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(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果?！ ∫虼篌w積混凝土的含筋率很低，增加鋼筋對(duì)其溫度應(yīng)力影響很小，但加筋對(duì)一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(wú)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(kāi)裂時(shí)，鋼筋的
8、應(yīng)力將不超過(guò)100~200kg/cm2。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)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(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)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(duì)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(kāi)裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開(kāi)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
