混凝土结构温度裂缝成因研究及防治措施

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1、混凝土结构温度裂缝成因研究及防治措施摘要：近年来,随着钢筋混凝土结构的复杂化,以及商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高,结构裂缝出现机率大大增加,有些已危及结构的安全性和耐久性,有的地下工程裂渗已影响其使用功能。本文以温度裂缝为例，从温度裂缝的成因和分类出发，提出了防治温度裂缝的几项措施。关键词：混凝土结构；温度裂缝；成因；Abstract:Inrecentyears,withthereinforcedconcretestructureofthecomplex,aswellascommodityconcre

2、tewidelypopularizedandenhancedconcretestrength,structurecrackprobabilityincreasesgreatly,somehaveendangerthesafetyanddurabilityofthestructure,someundergroundengineeringcrackandleakagehasinfluenceditsfunction.Thispapertakethetemperaturecrackasanexample,fromthe

3、temperaturecrackoriginandtheclassificationofthetemperaturecrack,putsforwardthepreventionmeasures.Keywords:concrete;temperaturecrack;causeTU3757引言：混凝土在凝结硬化过程中，由于水泥释放大量的水化热，在表面和内部先后出现较大的温差变化而引起拉应力；外部气温骤降也会在混凝土表面引起较大的拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。一、温度裂缝产生的原因1、水泥的水

4、化热水泥水化过程中所释放出的热量，会引起结构物20℃～30℃的升温，这些热量聚集在结构物内部，其温升随结构物的厚度增加而加大。无论混凝土在温升阶段，还是温降阶段，因内部水化热不易散失，所以结构物中心温度总是高于混凝土表面温度。此外，混凝土内外散热速度的不同，使得结构物中心混凝土的膨胀速率大于表面，在内部压应力、表面拉应力作用下，当温度梯度达到一定程度时，混凝土表面就会产生裂缝。2、气温变化影响混凝土施工阶段，受外界气温变化影响较大，特别是外界温度下降或骤降，大大增加了混凝土内外部混凝土的温度梯度，此温差变形与温度

5、应力成正比，温差愈大，温度应力也愈大，混凝土发生裂缝的几率就越大。3、混凝土的收缩变形7理论上，混凝土凝固过程中约有80％的水分将被蒸发，水分的蒸发过程会引起混凝土体积的收缩，这种收缩变形一旦受到约束条件的限制和影响，就会引起混凝土结构物的开裂。二、温度应力分析1、根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：1.1早期自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。1.2中期自水泥放热作

6、用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。1.3晚期混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。2、根据温度应力引起的原因可分为两类：2.1自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出

7、现拉应力，在中间出现压应力。72.2约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱粱顶扳混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。三、实际工程操作中防治温度裂缝的几大措施1、设计方面1.1根据实际情况采取合理的结构形式进行分块、分层和分时段的浇筑形式，应对各分层之间混凝土浇筑的时间提出要求，保证每层表面水化热的散发，尽量降低约束作用。应根据温度裂缝的要求分块设置水平施工缝，并设置合理的连接方式。1.2设计时应选用强度等级在C20～C35的低强度混凝土。

8、由于高强混凝土呈现“脆性”易产生裂缝，而且工程造价较高，所以应避免采用水化热较高的高强度混凝土。1.3进行结构设计时，应对分布钢筋进行合理设置，尽量采用小直径钢筋、采取密间距布置等对降低混凝土裂缝有较好效果的配筋方式，以减少裂缝出现的程度及概率。2、原材料的选择方面2.1水泥的选择7水泥的水化热，直接影响混凝土的温升。因此在保证建筑物设计强度的前提下，应选用低热或者中热的