工程建設中混凝土的施工溫度與裂縫研究

　　摘要：根據(jù)多年的現(xiàn)場觀察，查閱有關混凝土內(nèi)部應力方面的專著，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防裂縫的措施等進行簡要闡述。?

關鍵詞：混疑土；溫度應力；裂縫；控制?　　

混凝土在現(xiàn)代工程建設中占有重要地位。而混凝土的裂縫較為普遍，在橋梁工程中裂縫幾乎無所不在。盡管在施工中采取各種措施，但裂縫仍然時有出現(xiàn)。對混凝土溫度應力的變化注意不夠是其中之一。在大體積混凝土中，溫度應力及溫度控制具有重要意義。首先，在施工中混凝土常出現(xiàn)溫度裂縫，影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。其次，在運轉(zhuǎn)過程中，溫度變化對結(jié)構(gòu)的應力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響。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作一探討。?

1裂縫的原因?

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，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)，模板變形，基礎不均勻沉降等。?

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，導致內(nèi)部裂縫?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形與長期加荷時的極限拉伸變形相差不大。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，以及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又不均勻，存在著許多抗拉能力很低、易出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應力，須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現(xiàn)拉應力或者只出現(xiàn)很小的拉應力。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力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設計和施工極為重要。?

2溫度應力的分析?

根據(jù)溫度應力的形成過程可分為三個階段：?

早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約為30天。其特征是，一是水泥放出的大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應力。?

中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早請形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。(3)晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。?

根據(jù)溫度應力引起的原因可分為兩類：

(1)自生應力：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，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。

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

這兩種溫度應力和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。

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