控制温度应力进而达到裂缝控制的方法

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1、控制温度应力进而达到裂缝控制的方法控制温度应力进而达到裂缝控制的方法靳金强[摘要]：分析了温度荷载的类型，阐明了温度荷载是引起温度裂缝的主要因素，说明了温度应力的类型，提出了控制温度应力进而达到裂缝控制的方法。[关键词]：大体积混凝土；温度应力；温度裂缝混凝土在现代工程建设中占有重要地位，一般现浇的连续墙式结构、地下构筑物以及设备基础等均容易由温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为“大体积混凝土结构”。而今混凝土体积越来越巨大，混凝土的裂缝较为普遍，裂缝的控制在土木工程中越来越成为工程质量的关键因素。人们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中原因之一，因而在大体积混凝土中，温度应力及温度

2、控制具有重要意义。1.温度荷载类型由于自然环境条件变化而产生的温度荷载，一般可以划分为三类，即日照温度荷载、年温温度荷载和骤然降温温度荷载。1.1日照温度变化工程结构的日照温度变化很复杂，影响因素众多，工程结构物由于日照温度变化引起的表面和内部温度变化，是一个随机变化的复杂函数，难以直接求得函数解，只能进行近似的数值解，但从工程应用的角度考虑，可以从大量的实测资料分析中得出以下结论：在结构物所在地的地理纬度、方位角，时间及地形条件确定的情况下，影响结构日照温度变化的主要因素是太阳辐射程度，气温变化和风速，如从应用角度考虑，为求得日最大表面温度，风速这个因素也可以忽略，因为当工程结构

3、表面温度达到最大时，风速几乎接近于零。这样我们从设计控制温度荷载考虑，影响工程结构表面温度的因素，实际上可简化为只有太阳辐射和气温变化两个因素。1.2骤然降温温度变化骤然降温温度变化分为两种情况：一是工程结构物在冷空气侵袭作用下，使结构外表面迅速降温，结构物中形成内高外低的温度分布状态；二是日照降温，由于日落等因素致使结构物外表面温度迅速下降，此时结构物内表面温度几乎没有变化，形成较大的内高外低的温差状态。这两种降温温度变化，一般只须考虑气温变化和风速这两个因素，可以忽略日辐射影响。这种降温温度荷载其变化较日照温度荷载要缓慢一些，比日照温度变化作用时间长些。1.3年温度变化混凝土结

4、构物，由年温变化引起结构物的温度变化是长期的缓慢作用，使结构物整体发生均匀的温度变化。所以，在考虑年温对结构物的影响时，均以结构物的平均温度为依据，一般以最高与最低月平均温度的变化值作为年温变化幅度。2.混凝土结构开裂原因变形作用引起的裂缝和荷载作用引起的裂缝。根据国内外调查资料反映，由于变形引起的开裂占80%以上。这种变形作用包括温度（水化热，气温）湿度，地基变形，由于荷载引起的不足20%。在大体积混凝土浇筑初期，水泥的水化作用放出大量水化热，但由于混凝土表面散热条件好，因而温度上升较少，而混凝土内部由于散热条件差，热量散发少，内部温度上升较快，体积膨胀，导致形成温度梯度，形成内

5、约束力，结果混凝土内部产生压应力，在表面引起拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会在混凝土表面出现裂缝。后期水泥水化热基本释放，混凝土内部温度逐渐降温，引起混凝土冷却收缩，再加上混凝土中多余水分蒸发等引起体积收缩变形，二者由于受到基础或老混凝上的约束，导致温度拉应力。当温度应力超过混凝土抗拉强度时，会从约束面向上形成裂缝，如果温度应力足够大，可以形成贯穿结构的整体裂缝，影响结构整体使用。温度控制、防止裂缝发展，是大体积混凝土结构施工中解决的难题，对此必须采取相关技术措施。此外，混凝土浇注后，水泥与水结合发生水化作用，箱形梁构件中形成不同的温度分布，也会形成温度场。很多高层

6、建筑多采用片筏基础或桩与筏板复合基础，其筏板又兼作地下室的基础。混凝上底板浇筑后，内部温度很高，而板表面温度较低，时常内部和表面能有几十度的温差，如此大的内外温差可能会导致温度应力大于混凝上的抗拉强度而开裂。3.混凝土裂缝控制针对该工程的实际情况，从材料优选用，配合比优化设计，混凝土浇筑方案，养护措施及测温控制等多方面综合措施进行温度控制，以提高结构抗裂性，避免引起内外温差过大而出现裂缝。3.1控制水泥水化热温度控制水泥水化热温度可以从以下几个方面着手：选用低热或中热水泥配制混凝土；使用粗骨料（例如加粉煤灰等、或加减水剂）改善和易性，降低水灰比，控制塌落度，减少水泥用量，降低水化热

7、量；利用混凝土后期（90天、180天）强度，降低水泥用量，在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，降低混凝土水化热温度；在厚大无筋或稀筋的厚大混凝土中，掺加20%以下的块石吸热，并节省混凝土。3.2降低混凝土浇灌入模温度可以从以下几个方面降低混凝土浇灌入模温度：避开热天选择较低温季节浇筑混凝土，对现浇量小大的块体，安排在下午3点以后或夜间浇筑；夏季采用低温水或冰水拌制混凝土，对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行护盖或设置遮阳装置，降低混凝土拌和物温度；掺加缓凝型