混凝土温度裂缝的成因及控制措施_论文发表__墨水学术,论文发表,

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:145

副标题#e#
　　混凝土温度裂缝的成因及控制措施
　　杨立
　　贵州建工集团总公司贵州•贵阳550001
　　[摘要]在混凝土施工中，裂缝很难避免，其中温度裂缝的出现较为普遍，这严重影响了建筑的使用与寿命，因此，对温度裂缝加以控制是很有必要的。本文具体阐述了混凝土的温度裂缝的特点、形成原因、以及预防措施，希望对广大土建施工技术人员提供一种技术参考。
　　[关键词]混凝土，温度裂缝，控制措施
　　引言：在各种混凝土结构中，裂缝是普遍存在的，尽管我们在施工中采取了各种措施，但裂缝还是时有发生。裂缝产生的原因有很多种，温度应力的变化是其中重要的原因之一，由此产生的裂缝我们称为温度裂缝。由于大体积混凝土施工时内外的温差以及泵送混凝土中大量胶凝材料的使用，都会导致温度裂缝的产生。因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一下探讨。
　　一．混凝土温度裂缝的特点
　　混凝土温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律（呈网状较多），大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
　　二．混凝土温度裂缝的产生的原因
　　2.1混凝土本身的特点引起的原因
　　工程建设中许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、干湿变化，混凝土表面干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)×104，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。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土边缘部位如果结构内出现了拉应力，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者只出现很小的拉应力。但是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拉应力。
　　2.2温度应力引起的原因
　　对于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，在表面出现拉应力，在中间过程出现压应力。这种应力成为自身应力。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。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。此时的应力称为约束应力。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，所以计算温度应力时，还必须考虑徐变的影响。
　　三．混凝土温度裂缝的控制措施
　　3.1控制温度的措施
　　尽量减少单位体积混凝土的水泥用量,实验证明,水泥用量每增减10kg,水化热使温度相应升降1℃。如掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;由于对混凝土的出机温度影响最大的是石子和水的温度,砂温度次之。所以在混凝土搅拌过程中,有条件的情况下采用深地下水搅拌的方法,使混凝土#p#副标题#e#的入模温度得到有效的控制,但搅拌用水必须符合混凝土用水要求。为了降低砂、石的温度,混凝土厂家应该预先将砂、石料入库,防止日光暴晒;水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等;高温天气浇筑混凝土时,采用斜面分层,薄层浇灌(每层厚40cm)的方法,减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;高温天气在施工现场配置水源,整个现场的混凝土输送管道上全部用湿麻袋包裹,并经常浇水湿润以帮助散热;规定合理的拆模时间；在寒冷季节施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面,应采取保温措施。
　　3.2约束条件改善措施
　　一方面，工程建设中混凝土结构浇筑是应合理地分缝分块：避免基础过大起伏；同时要合理安排施工工序，避免过大高差和侧面长期暴露。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著效果。
　　3.3其它措施
　　改善混凝土的性能，提高抗裂能力，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十分重要，应特别注意避免产生贯穿性裂缝的发生为主。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线膨胀系数与混凝土线膨胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当混凝土内应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100-200kg/cm2。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。实践证明，在工程建设中为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。
　　总之，以上对混凝土的施工温度裂缝的产生与控制进行了理论和实践上的初步探讨，尽管理论上对混凝土裂缝的成因和计算有不同的方法，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中应用效果也是比较理想的，具体施工中要靠我们多观察、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是有望避免的。
　　参考文献：
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