混凝土的施工温度与裂缝问题探讨.pdf

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1、混凝土的施T0曰上Irm度与裂缝问题探讨易继宁(湖南佳美建设工程有限公司，湖南常德415300)摘要：本文结合实例对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行了探讨，以供参考。关键词：混凝土；温度应力；裂缝；控制中图分类号：TU755．7文献标识码：B文章编号：1672—4011(2011)03—0132—021工程概况本工程正式开工日期为2009年10月20日，地下室四层，地上主楼二十九层，总建筑面积820000m2，本工程结构体系采用中筒一外框结构体系，中筒为劲性钢骨柱一

2、钢筋混凝土剪力墙，混凝土剪力墙厚400～I300mm。外框为22条大直径16Mn钢管混凝土柱，钢管直径为：首层一四层为1400—1500mm、五层一十二层为1300～1400rflnl、十三层一二十层为1200—1300lllm、二十一层一二十九层为1000—1200mrii，钢管柱内浇筑C70一C45混凝土。预留钢筋采取直螺纹套管连接，中筒剪力墙纵向钢筋采用锥螺纹套筒连接。本工程墙柱混凝土强度等级为C70一CA5，楼面粱板混凝土强度等级为C40一C35。由于该工程是一高层建筑，浇筑的混凝土强度等级

3、又比较高，在混凝土施工过程中更要控制好温度，做好裂缝预防措施。2裂缝可能产生的原因混凝土中产生裂缝有多种原因。主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和骨料不均匀以及结构不合理、原材料缺陷性问题(如碱骨料反应)，模板变形和基础使用过程不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中由于受到基础或原混凝土的约束，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，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变

4、化，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周，时于时湿，表面于缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有(0．6—1．0)X104，长期加荷时的极限位伸变形也只有(1．2—2．0)×104。由于原材料的不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象在同一块，混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位在钢筋砼中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内

5、或钢筋混凝土结构中内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或着只出现-{l／d,的拉应力。但在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它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。3温度应力的分析3．1根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段(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

6、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。(2)中期。自水泥放热作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。(3)晚期。混凝士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。3．2根据温度应力引起的原因可分为两类(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

7、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的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁项板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。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、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驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。4温

8、度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力，可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：(1)采用改善骨料级配，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；(2)拌合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)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；(4)规定合理的拆模时问，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；(5)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构。在寒冷季节采取保温措施：改