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【摘 要 】本文对混凝土施工中温度裂缝的原因进行了分析,提出了温度控制和防范裂缝的措施,阐述了混凝土的早期养护从温度应力观点,保温要达到以下要求等问题.

【关 键 词 】混凝土;温度裂缝;原因;防治

在建筑工程中,混凝土的裂缝现象较为普遍,尤其是在大体积混凝土中,进行温度应力及温度控制意义重大.这是因两方面的原因造成的,一方面在施工中混凝土经常出现温度裂缝,影响了结构的完整性和耐久性.另一方面,温度变化对结构的应力状态具有显著的影响.特别是施工中的温度裂缝,因此在施工中要认真分析混凝土温度裂缝的成因与预防处理.

1.混凝土施工中温度裂缝的原因分析

温度裂缝经常多发于在大体积棍凝土的表面或温差有较大的变化地区的混凝土结构中.温度裂缝的走向无固定规律,大面积结构裂缝经常是纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝往往与短边方向接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密.裂缝宽度大小不规则,受温度变化影响比较明显,在冬季较宽,在夏季则较窄.高温膨胀所引起的混凝土温度裂缝一般是中间粗两侧细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显.温度裂缝的出现可能引起钢筋的锈蚀混凝上的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等.混凝土出现裂缝有多种原因,最主要的有温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,结构不合理,原材料不合格,如碱骨料反应,模板变形,基础不均匀沉降等多种原因.

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混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度逐步上升,在表面引起拉应力.后期在降温过程中,因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.气温的降低也可能在混凝土表面引起较大的拉应力.这些拉应力超出混凝土的抗裂能力,就会出现裂缝,一些混凝土的内部湿度变化较小或变化较慢,而表面湿度变化较大.如养护不好、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,造成裂缝.混凝土是一种脆性材料抗拉强度是抗压强度的l/10左右,因原材料不均匀,水灰比不稳定,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也是不均匀的,存在许多抗拉能力低,容易出现裂缝的薄弱部位.在钢筋棍凝土中,拉应力一般是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力.在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位若结构内出现拉应力,就需依靠混凝土自身承担.在一般设计中要求不出

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现拉应力或只出现很小的拉应力.而在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,在混凝土内部引起较大的拉应力;造成温度应力的原因:一是自生应力,就边界上没有任何约束或完全静止的结构,若内部温度是非线性分布,因结构本身互相约束而形成温度应力;二是约束应力即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应力.有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,所以,掌握温度应力的变化对合理结构设计和施工非常重要.

2.温度控制和防范裂缝的措施

2.1 采用改善骨料级配,用于硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施,减少混凝土中的水泥用量;

2.2 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;

2.3 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

2.4 在混凝土中埋设水管,通入冷水降温.

2.5 规定合理的拆模时间,气温下降时进行表面保温,防止混凝土表面出现急剧的温度梯度;

2.6 在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在冬季要采取保温措施.

改善约束条件的措施是:合理分缝分块;防止基础过大起伏;合理安排施工工序,防止过大的高差和侧面长期暴露.在混凝土施工中,为提高模板的周转率,一般要求新浇筑的混凝土尽早拆模.在混凝土温度高于气温时要适当选择拆模时间,防止引起混凝上表面的早期裂缝.新浇筑早期拆模,在表面引起较大的拉应力,出现“温度冲击”现象.在混凝土浇筑初期,因水化热的散发,表面引起较大的拉应力,这时表面温度也比气温高,此时拆除模板,表面温度骤降,会引起温度梯度,在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到较大的数值,就有造成裂缝的危险,若在拆除模板后及时在表面覆盖轻型保温材料,如泡沫海绵等,对避免混凝土表面产生过大的拉应力,具有很好的效果.为保证混凝土工程质量,避免开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂是减少开裂一项措施.


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例如使用减水防裂剂,其主要作用为:混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形增大,毛细孔径可降低毛细管表面张力,而能使混凝土强度降低.水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂能使混凝土用水量减少25%.水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺和减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,它的体积用增加骨料用量补充.减水防裂剂可改善水泥桨的稠度,减少混凝土沁水和沉缩变形.提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土的抗裂性能.

混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,在拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生.减水防裂剂能有效提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能.掺加外加剂能使混凝土密实性好,能提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩,许多外加剂混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.一般的外加剂均有缓凝、增加和易性、改善塑性功能,在工程实践中要进行这方面的实验对比.

3.混凝土的早期养护从温度应力观点,保温要达到以下要求

3.1 避免混凝土内外温度差及表面梯度,避免表面裂缝.

3.2 避免混凝土超冷,要尽可能使混凝土的施工期最低温度要高于混凝土使用期的稳定温度.

3.3 避免老混凝土过冷,减少新老混凝土间的约束

混凝土的早期养护,主要是要保持适合的温湿条件,以达到二方面的效果,一是使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,避免有害冷缩和干缩.二是使水泥水化作用顺利进行,以达到设计的强度和抗裂能力.

对大体积混凝土的温度控制与裂缝问题,只要在实际施工中多观察、多比较,出现问题多分析、多总结、多研究,采用切实可行的预防处理措施,混凝土的裂缝是能避免的.


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