工程建設(shè)中混凝土的施工溫度與裂縫研究

　　摘要：根據(jù)多年的現(xiàn)場(chǎng)觀察，查閱有關(guān)混凝土內(nèi)部應(yīng)力方面的專著，對(duì)混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場(chǎng)混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施等進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。?

關(guān)鍵詞：混疑土；溫度應(yīng)力；裂縫；控制?　　

混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。而混凝土的裂縫較為普遍，在橋梁工程中裂縫幾乎無所不在。盡管在施工中采取各種措施，但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn)。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)力及溫度控制具有重要意義。首先，在施工中混凝土常出現(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(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)施工中混凝土裂縫的成因和處理措施作一探討。?

1裂縫的原因?

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，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))，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。?

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，導(dǎo)致內(nèi)部裂縫?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1／10左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形與長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限拉伸變形相差不大。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，以及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又不均勻，存在著許多抗拉能力很低、易出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)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(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。?

2溫度應(yīng)力的分析?

根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為三個(gè)階段：?

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。其特征是，一是水泥放出的大量的水化熱，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。?

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)力與早請(qǐng)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。?

根據(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，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。

(2)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)力和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。

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