淺談施工中混凝土溫度對裂縫的影響及預(yù)防措施

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淺談施工中混凝土溫度對裂縫的影響及預(yù)防措施【關(guān)鍵詞】混凝土溫度影響預(yù)防措施

  通過多年的施工現(xiàn)場觀察，以及查閱有關(guān)混凝土內(nèi)部應(yīng)力方面的專著，我對混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因及現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進行闡述。   1裂縫的原因   混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。   混凝土硬化期間水泥大量放出水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期再降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度變化較大或發(fā)生劇烈變化，如養(yǎng)護不周，時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。   2溫度應(yīng)力的分析   根據(jù)溫度應(yīng)力的形式過程可分為以下三個階段：   （1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約為30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水熱化，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。   （2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻劑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轉(zhuǎn)時期。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。   3溫度的控制和防止裂縫措施   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方面著手。   4控制溫度的措施   合理地分縫分塊；避免基礎(chǔ)過大起伏；合理的安排施工工序皮面過大的高差和側(cè)面長期暴露。   此外改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養(yǎng)護，防止表面干縮特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。   為保證混凝土工程質(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措施之一。本人在實踐中總結(jié)出以下幾點：   （1）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%。   （2）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。   （3）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，挺高混凝土抗裂性能。   （4）在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高混凝土抗拉強度，大幅度提高混凝土的抗裂性能。   （5）摻減水防裂劑后混凝土緩凝，時間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。   5混凝土的早期培養(yǎng)   實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。   從溫度應(yīng)力觀點出發(fā)，保溫應(yīng)達到下述要求：   （1）防止混凝土內(nèi)外溫差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。   （2）防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法式混凝土的施工期最低溫度不低與混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。   （3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。   6混凝土的早期養(yǎng)護   主要目的在于保持適宜得濕溫條件，已達到兩個方面的效果：   （1）使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。   （2）使水泥水化作用順利進行，以期達到設(shè)計的強度和抗裂能力。   從理論上分析，新澆筑混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常常引起水分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關(guān)鍵時刻，在施工中要切實重視起來。這樣混凝土的裂縫就可以完全避免。