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混凝土施工溫度與裂縫防治

在大體積混凝土中，溫度應(yīng)力及溫度控制具有重要意義。施工中由于溫度而產(chǎn)生的裂縫，影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。有必要對(duì)其成因和處理措施進(jìn)行研究。

一、裂縫原因

混凝土硬化期間水泥釋放出大量水化熱，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)或老混凝土的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。

二、溫度應(yīng)力分析

溫度應(yīng)力的形成過程可分為早中晚三個(gè)階段。

(1)早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)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)束至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要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)力相迭加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

(3)晚期：混凝土完全冷卻后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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)力相迭加。

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)力可從控制溫度和改善約束條件兩方面著手。

控制溫度的措施如下：

(1)改善骨料級(jí)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?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

(3)夏季澆筑混凝土?xí)r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)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)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(zhǎng)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有三條，合理地分縫分塊;避免基礎(chǔ)過大起伏;合理安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫。

為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。

四、混凝土的早期養(yǎng)護(hù)

實(shí)踐證明，混凝土常見裂縫大多是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降形成裂縫。混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。

從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫;防止混凝土超冷，應(yīng)盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度;防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩方面效果，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;另一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。

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