中級職稱論文之混凝土的施工溫度與裂縫

　　摘 要：通過多年的現(xiàn)場觀察，并查閱有關(guān)混凝土內(nèi)部應(yīng)力方面的專著，對混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施等進行闡述。

　　關(guān)鍵字：施工溫度裂縫　建筑論文范文

　　在現(xiàn)代工程建設(shè)中混凝土的裂縫較為普遍，盡管我們在施工中采取各種措施，但裂縫仍然時有出現(xiàn)。裂縫主要分兩類，一類是在施工中混凝土出現(xiàn)的溫度裂縫，一類是在使用過程中，溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)產(chǎn)生影響而導(dǎo)致的裂縫。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫，因此本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。

　　一、裂縫的原因

　　混凝土中產(chǎn)生的裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格(如堿骨料反應(yīng))、模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等�；炷�土硬化期間水泥放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土上的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當這些拉應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。由于原材料不均勻、水灰比不穩(wěn)定及運輸和澆筑過程的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只允許很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應(yīng)力。有時溫度應(yīng)力可超過荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。

　　二、溫度應(yīng)力的分析

　　根據(jù)溫度應(yīng)力的形成可以分為以下三個階段：

　　(1)早期：自澆筑混凝土開始放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

　　(2)中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加。

　　(3)晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。

　　根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類：

　　(1)自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。

　　(2)約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形引起的應(yīng)力。

　　這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。

　　三、溫度的控制和防止裂縫的措施

　　為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。

　　控制溫度的措施如下：

　　(1)采取改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;

　　(2)拌合混凝土時加冰或用冰將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;

　　(3)熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱;

　　(4)在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫;

　　(5)規(guī)定合理拆模時間，氣溫劇降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;

　　(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

　　改善約束條件的措施是：

　　(1)合理分縫分塊;

　　(2)合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露;

　　(3)改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養(yǎng)護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要的。具體措施為在混凝土表面配置抗溫度應(yīng)力鋼筋，使用混凝土外加劑改善混凝土的性能等。

　　四、混凝土的早期養(yǎng)護

　　混凝土的早期養(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設(shè)計的強度和抗裂能力。

　　從理論上分析，新混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關(guān)鍵時期，在施工中應(yīng)切實重視起來。

　　結(jié)束語

　　以上對混凝土的施工溫度裂縫進行了理論和實踐上的初步探討，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

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