淺析水工建筑物溫度影響混凝土裂縫原因及防治處理措施

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1、淺析水工建筑物溫度影響混凝土裂縫原I及防治處理措施摘要：本文重點(diǎn)對水工建筑物溫度應(yīng)力造成混凝土裂縫的原因及如何對混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：混凝土裂縫溫度應(yīng)力預(yù)防措施中圖分類號：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：前言水工混凝土裂縫是一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象，它不僅影響建筑物的外觀，而且嚴(yán)重影響了混凝土構(gòu)件的剛度和建筑物結(jié)構(gòu)的整體抵抗力，即使裂縫的出現(xiàn)不會導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的破壞或建筑物的倒塌，但由于裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、抗?jié)B能力及耐久性，影響建筑物的使用壽命。因此，對混凝裂縫問題，必須高度重視，準(zhǔn)確把握裂縫產(chǎn)生、

2、發(fā)展的根本原因，并采取相應(yīng)的措施，預(yù)防并控制裂縫的發(fā)生、發(fā)展。而混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，情況非常復(fù)雜，綜合因素較多。對于某種裂縫的出現(xiàn)，人們很難給予一個(gè)準(zhǔn)確明晰的原因。近代科學(xué)研究和大量的混凝土工程實(shí)踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，在一定的范圍內(nèi)還是可以接受的，但是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定范圍之內(nèi)。本文主要從溫度應(yīng)力角度分析混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的預(yù)防措施，以供借鑒。溫度裂縫的原因分析溫度裂縫多發(fā)生在混凝土表面或溫差變化較大的混凝土結(jié)構(gòu)中，根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可將裂縫的形成分為以下三個(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3

3、0天。這個(gè)階段的有兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。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?；炷翝仓?，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當(dāng)水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土將釋放17500?27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70°C左右甚至更高）。大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實(shí)踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25°C?26°C時(shí)，混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在

4、lOMpa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過表面混凝土的抗裂能力時(shí)，混凝土即會出現(xiàn)表面裂縫。2、中期自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，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，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。3、晚期混凝土完全冷卻以后的運(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)力相迭加，于是混凝土便產(chǎn)生裂縫?；炷潦且环N脆性材料，和其他材料一樣，具有熱脹冷縮的性質(zhì)?；炷恋臏囟扰蛎浵禂?shù)約為1.0今~10_5/°(3。例如當(dāng)房屋的長度愈大，樓板等縱向連接構(gòu)件由于收縮和溫度變化引起的長度

5、改變就愈大。在多層及高層建筑中，由于溫度應(yīng)力的影響，在底板和頂部樓層就會更明顯，因?yàn)樵诘撞?，因?yàn)榛A(chǔ)埋在地下，其收縮和溫度變形會受到基礎(chǔ)的約束。而在頂部，日光直接照射在屋蓋上，相對其下各層樓蓋，頂層溫度變化更劇烈，而溫度應(yīng)力影響最大。在中間各樓層，由于使用期間溫度變化情況基本相同，相互間幾乎沒有約束。因而溫度應(yīng)力影響較小。所以，在房屋建筑中常可以在頂部看到收縮和溫度裂縫。屋面板面的裂縫是由于混凝土收縮或外界溫度降低使混凝土產(chǎn)生收縮，而這種收縮又受到下部數(shù)層的約束，因而在板面產(chǎn)生收縮裂縫。在我們南方，夏季日照溫度很高，屋面溫度有時(shí)高達(dá)50°C?60°C以上，而突然來場暴雨，屋面溫度迅

6、速降到10°C?15°C左右，在這么短的時(shí)間內(nèi)，溫差迗到40°C?50°C以上，收縮與溫度應(yīng)力很大，最易產(chǎn)生裂縫。[1]溫度應(yīng)力的控制和主要預(yù)防措施因發(fā)生溫度裂縫的主要原因是混凝土存在溫度梯度，所以控制混凝土的溫度是首要任務(wù)?？刂苹炷林饕刂迫肽囟?、內(nèi)部最高升溫及降溫速度?；炷磷罡呱郎兀═max）等于入模溫度（Tc）與絕熱升溫（AT）之和，即：Tmax=Tc+AT根據(jù)上面公式可以看出，控制混凝土最高升溫，必須控制入模溫度與絕熱升溫，控制入模溫度就必須在混凝土施工過程中，控制原材料及混凝土溫度，其中絕熱升溫主要與水化熱有關(guān)對早期和中期階段溫度應(yīng)力控制選用水泥品種時(shí)，盡量選用低熱

7、或中熱水泥配置混凝土，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。改善骨料級配，選用粒徑較大的粗集料，用干硬性混凝土，并適當(dāng)摻加礦物摻料，如加引氣劑或塑化劑和摻加粉煤灰或高效減水劑等措施以減少混凝土中的水泥用量，降低水化熱，將水泥用量盡量控制在450Kg/m³以下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)每增減lOKg，其水化熱將使混凝土的溫度升降1°C。降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。改善混凝土的攪拌加工工藝，在混凝土中摻加一定量的具有增塑、緩凝等作用的外加劑量，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性，