文档介绍：分析混凝土在施工中温度与裂缝的初步探讨

由于建筑业的快速发展. 。混凝土的裂缝成为人们普遍关注的问题,在房屋建筑工程、水利工程、桥梁工程、道路工程中裂缝都不同程度的存在。尽管我们在施工中采取各种措施,但裂缝仍然时有出现,其原因多种多样。,以及结构不合理,原材料不合格f如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等)。混凝土温度应力的变化是其中的主要原因之一。在体积较大混凝土凝结硬化过程中,温度应力及温度控制特别重要。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,在运行过程中,温度变化对结构的应力状态具有不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝. 因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1 裂缝的原因水泥混凝土作为一种水硬性胶凝材料,在其硬化的过程中会发生复杂的物理、化学变化。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升。根据物体的热膨胀原理. 在表面引起拉应力。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, 即会出现裂缝。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、时干时湿,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十分之一左右, 由于原材料不均匀,拌制过程中,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析、泌水现象, 导致在同一块混凝土中其抗拉强度不均匀,。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。。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。

2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
1)早期: 。这个阶段的两个特征。一是水泥放出大量的水化热。二是混凝土上弹性模量的急剧变化。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: 混凝土完全冷却以后的运行时期。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。
根据温度变化产生应力可分为两类:
(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构, 。例如,筏板基础、闸门桥墩,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。如堆石坝钢筋混凝土面板。
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状况、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,。

3 温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,用干硬性混凝土掺混合料。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:也可以根据情况加水拌制。
3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。
4)在混凝土中埋设水管,通人冷水降温。
5)规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧温度梯度。
6)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;改善约束条件的措施是:
a)合理地分缝分块;b)避免基础过大起伏;e),避免过大的高差和侧面长期暴露:
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,