混凝土的温度控制与裂缝预防措施的探讨

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1、万方数据文章编号：1009—8119(2010)07-0047-02曩l留Sill7乞11=!VWEXIl学木论文一摘要根据长期在生产一线施工的经验及总结观察，结合有关混凝土内壁应力方面的理论，对混凝土温度裂缝产生的原因进行分析．提出了混凝土的温度控制和裂缝预防的措施。关键词混凝土。温度应力，裂缝，控制措施混凝土在现代工程建设中占有重要地位。尽管人们在混凝土的施工中采取了各种措施，但裂缝仍经常出现。原因之一就是对混凝土温度应力的变化关注不够。在大体积混凝土结构件中．温度应力及温度控制具有重要意义

2、。这主要是由于两方面的原因：首先，在施工中，混凝土常常出现温度裂缝。影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中。温度变化对混凝土结构的应力状态具有不容忽视的影响。施工中遇到的主要问题是温度裂缝。因此。本文仅对施工中混凝土温度裂缝的成因、预防和控制措施进行探讨。1裂缝的原因混凝土产生裂缝的原因有多种．主要包括温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性。以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形、基础不均匀沉降等。混凝土硬化初期，水泥释放出大量水化热，内部温度不断上升。因而在表面产生拉

3、应力；后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束．又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会产生裂缝。许多混凝土的内部温度变化很小或变化较慢．但由于表面湿度变化较大或发生剧烈变化．如养护不周、时干时湿等。表面干缩形变受到内部混凝土的约束。也会导致裂缝。混凝土是一种脆性材料。抗拉强度是抗压强度的1／10左右，由于原材料不均匀、水灰比不稳定。以及运输和浇筑过程中的离析现象等。同一块混凝土构件中不同部位的抗拉强度也不同，存在许多

4、抗拉能力低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要由钢筋承担，混凝土只承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘，如果结构内部出现了拉应力。则必须由混凝土承担。一般混凝土结构设计中。均要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力。但在施工中。混凝士内部可能产生相当大的拉应力。有时温度应力可超过某些外荷载所引起的应力。因此掌握温度应力的变化规律．对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2温度应力的分析2．1温度应力的形成过程(1)早期：自浇筑混凝土开始至水泥水化反应基本结束。一般约30天。该阶段

5、有两个主要特征：一是水泥放出大量的水化热；二是混凝土的弹性模量急剧变化，会在混凝土内部形成残余应力。(2)中期：自水泥水化反应基本结束至混凝土冷却到稳定温度。这个时期的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的．这些应力与早期形成的残余应力相迭加。这期间混凝土的弹性模量变化不大。(3)晚期：混凝土完全冷却后的运转时期。这个时期的温度应力主要是由外界气温变化所弓}起的。这些应力与前两种残余应力相迭加。2．2温度应力产生的原因(1)自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的混凝土结构。如果内

6、部的温度是非线性分布的，就可能由于结构本身互相约束而出现温度应力。例如，桥梁墩台身的结构尺寸相对较大。混凝土冷却过程中表面温度低，内部温度高。在表面出现拉应力。在中间出现压应力。(2)约束应力：结构的全部或部分边界受到外界约束，不能自由变形而引起的应力，如大跨度预应力咖板混凝土。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。根据已知的温度。准确分析出温度应力的分布及大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下。需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时．

7、必须考虑徐变的影响，具体计算不在这里细述。3温度的控制和防止裂缝的措施掌握了温度应力的形成过程及成因后，为减小温度应力。防止裂缝。可从控制温度和改善约束条件两方面着手防止裂缝的产生。3．1控制温度的措施(1)改善骨料及配方，采用干硬性混凝土、掺混合料、2010·7军民两用技术与产品I47万方数据学术论文I＼xl’EsHlll。11蔼WEx添加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量：(2)拌和混凝土时．加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度：(3)夏焉籁罐己：疑土B寸_减型涝簖厚度，利用

8、期艇翼确热；(4)在混凝土中埋设水管，通入冷水，人工降温；(5)确定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面产生急剧的温度梯度变化：(6)施工中长期暴露的混凝土块表面或薄壁结构，在寒冷季节需采取保温措施：(7)选用低水化热品种的水泥。3．2改曹约束条件的措施(I)合理地分缝分块：(2)避免基础过大起伏：(3)合理地安排施工工序，瓣免过大的高差和侧面长期暴露。此外，改善混凝土的性能。提高其抗裂能力。加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝也十分重要，应特别注意避免产生