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浅谈混凝土温度裂缝产生原因及防裂措施

通过多年的现场观察,查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施等进行阐述。

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工程技术

浅谈混凝土温度裂缝产生原因及防裂措施 郭巍

(西省吉安市建筑安装工程总公司,西吉安 3 3O )江江 4 10 摘要:通过多年的现场观察,阅有关混凝土内部应力方面的专著,查对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的 措施等进行阐述。 关键词:凝土;应力;混温度裂缝;制控

目前以钢筋混凝土为主要结构材料的建筑物应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在大量出现,对现代化建设起到了重要的促进作用。引起, =的弹性模量变化不大。晚期:混凝土但在混凝衄 .中很容易出现温度裂缝。其中表面此期间混凝【温度应力主要是外界气裂缝又占绝大多数,而表面裂缝在一定条f『可能完全冷却以后的运转时期。斗F这些应力与前两种的残余应力相迭继续发展成贯穿裂,缝将严重影响结拇眭能和使温变化所引起, 用功能。因此,合理地确定建筑物温度控制方法,采加。根据温度应力引起的原因可分为两类: 取必要的防裂措施,对于减少表面裂缝,保证建筑自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的 物的整体性和耐久性,确保工程的质量和安全,是如果内部温度是非线性分布的,由于结构本至关重要的。尽管我们在施工中采取各种措施,但结构,大体积混凝裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度身互相约束而出现的温度应力。例如,土基础,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温应力的变化不够注意是其中之一内部温度高,在表砥出现拉应力,在中间出现在大体积混凝土中, _及温度控制具有度低,温度 ̄ a Uj 重要意义。这主要是由于两方面的原闪。首先,施压直力。在约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的工 l混凝土常常出现温度裂缝, 1 I影响到结掏的整体不能 性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构约束,自由变形而引起的应力。这 _种温度应力往往和混凝土的干缩所引起 闶的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到 的主要是施工巾的温度裂缝,因此仅对施工中混凝的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的土裂缝的成因

和处理措施做探讨。 1裂缝产生原因 54、 ̄1大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况 - i一,徐变混凝土 L产生裂缝 l多种原因,要是温度和 F需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的} I彳 f主湿度的变化,混凝土养护不当,以及结构不合理,原使温度应力有相当大的松驰,引算温度应力时,必材料不合格(如碱骨料反应 ),模扳变形,基础不均须考虑徐变的影响,具体计算就不再细述。 3温度的控制和防止裂缝的措施匀沉降等。 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温配制混凝土时,严格控制水灰比和水泥用量, f 1如矿渣水泥、粉煤灰度不断上升,尤其是大体积混凝土内部热量不易散应尽量选用低热或[热水泥(拌制混凝土,或混掺适量粉煤灰、减水剂,或发,温度峰值在 4- 5 C而表面因受大气温度影水泥) 55 0,响,散热较快,形成内外温差,若表面养护不好,将利用混凝土后期强度(09d, 6 - 0 )降低水泥用量以减导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降少水化热量;选择级配良好的骨料,少空隙率和减控降低水灰比,强振捣, 加提温收缩,时表面受到内部混凝土的约束,产生砂率,制砂石含泥量,此将很大的拉应力(内部降温殴,自约束而产生压应高混凝土密实性和抗拉强度。受 力 )而混凝土早期抗拉强度低,。因而出现裂缝。 尽量避开炎热天气浇筑大体积混凝土,必要时或对骨料进行喷水预冷却, 在混凝土降温阶段,混凝土逐渐冷却,加上混可采冰水拌制混凝土,氐 凝土本身的收缩,当受到外部(岩基或厚大老混凝以降r浇筑温度。分层浇灌混凝土,减少浇筑厚度,每层厚度不土基层- ' - t ." Y围结构) d的约束产生内部裂缝。气温的 0n 采取分块分层间隔浇筑降低也会扭昆凝土表面引起很大的拉应力。当这些大于 3 0m大体积基础,拉直力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。 ( 问按时间为 5 ) d,分块厚度 1 -5, . L m以利水化热 O许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表散发和减少约束作用,或每隔 2 -0 03 m留一条 n~ 7 . 0带 1 4d后再填筑,以减少温度收缩应面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不 1 m宽后浇l,2周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝

土的约力加强洒水养护,夏季应适当延长养护时间,冬季束,往往导致裂缝。也 适当延缓保温和脱模时间,缓慢降温。规定合理的 2温度应力的分析拆模时问,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶表面发生急剧的温度梯度;拆模时混凝土表面温度段: 与环境温度差控制不大于 2 0在岩石或厚大混 5 C。早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结凝土垫层上,浇筑大体积混凝土时,可铺二层沥青束,一般约 3 O天。这个阶段的两个特征,水泥 卷材作隔离层,一是以减少热作用。蒸汽养护构件时,控放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变制升温速度不大于 2O, 5 降温速度不大于 20/ 0c, h化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起过大的温度应力。 成残余应力。中期:白水泥放热作用基本结束时起施工中K期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度结构,在寒冷季节采取保温{施。昔

改善约束绦件的措施是合理地分缝分块;避免基础过大起伏;合理的安排施Ⅱ序,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,加强养护,防止混凝土表面出现塑性收缩、沉降收缩、凝缩、干燥收缩等裂缝和温度裂缝,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿温度裂缝,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。 在混凝土的施工中,当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑混凝土早期拆模,在表面引; tv ̄ 3的 a拉应力,出现”温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而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,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。 加筋xX ̄,凝土的温度 ̄ J t, q i B Y影响很小, V 3因为大体积混凝土的含筋率不高。只是对—般钢筋混凝土有影响。在温

度不太高及应力低于屈服圾限的 条 F,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线张系数相差很小,在温度变化时两者问只发生很小的内应力。由于钢的弹性模最为混凝土津性模量的 7 1~5倍,当混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,筋的钢应力将不超过 l0 0 m2因此,凝土中想 o O k . .在混要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。 I但筋 1后结构内的裂缝一般就变得数目多、问距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢

筋混凝士结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其巾大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较 浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。 为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之 0

结束语通过对混凝土的温度控制与防裂措施关系进行了初步探讨,虽然对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是基本一致,同时在实践中的应用效果电是比较好的,我们在工程施工时要多观察、多比较,根据施工实际清况对出现的问题多分析研究、多总结经验,结合多种预防处删昔施,避鲻昆凝土的裂缝。

5. P, 1 M a与梁体设计强度 5 M a近, 2 0P接弹性模量基本一致,且与梁体结合良,好四周无裂纹出 现。灌浆 7 d后对梁体进行张拉,张拉应力和仲艮量均满足《公路桥涵施工技术规范》的要求, 梁体未发生异常情况,明采用“说灌浆料+碳纤

公路 20()维布”的处理方案是有效的。该方案施工简便,措施 .交通技术,06 2 2成本低廉,质量可靠,对预制粱的缺陷修补可行 l】陈武林.悬浇箱梁的加固补强技术与质量控而有效。 制 .部探矿工程,0 8 ( )西 2 0,3 参考文献

【】海光.应力混凝土连续箱梁维修加固技术 l李预

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