混凝土施工溫度與裂縫控制要點

混凝土施工溫度與裂縫控制要點

　　砼裂縫問題是影響砼工程施工質量的關鍵性問題，而砼溫度應力的成因大致包括自生應力與約束應力兩大類。下面由小編為大家分享混凝土施工溫度與裂縫控制要點，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　一、砼裂縫與溫度應力的成因

　　(一)砼裂縫的成因

　　砼裂縫是影響砼工程施工質量與使用性能的重要原因，其中引起砼裂縫的原因呈多樣化，其中以濕度變化與溫度變化、砼的不均勻性與脆性、砼結構的不合理性、砼原材料的質量不達標、模板變形等為主。大量研究證實，砼硬化過程水泥必然會出現水化熱現象，此時砼的內部溫度勢必會急劇增加，由此可使砼表面出現一個拉應力。砼施工后期的降溫過程必然會受到老砼或基礎的制約，此時砼內部同樣會產生一個拉應力。除此以外，不斷降低的氣溫亦會使砼表面產生一個拉應力。若上述拉應力的總和比砼的抗裂能力更大，其必然導致砼裂縫的出現。砼內部濕度通常變化較緩或較小，但砼表面的濕度變化卻相對較劇烈或較大，此時若不采取有效的養(yǎng)護措施，其必然因內部變形不一致而產生裂縫。

　　(二)砼溫度應力的成因

　　砼溫度應力的形成通常會經歷三個階段，即早期階段、中期階段、晚期階段，其中早期階段是指從砼澆筑完畢到水泥水化放熱完畢的階段，期間砼彈性模量的變化較劇烈且水泥的水化熱現象較明顯;中期階段是指從水泥水化放熱完畢到砼冷卻至恒溫狀態(tài)，期間溫度應力多由砼的外界氣溫環(huán)境與冷卻現象所致;晚期階段是指砼的運轉時期，期間溫度應力多由砼的外界氣溫變化所致。針對砼溫度應力的成因，其大致包括如下兩大方面：

　　自生應力：若邊界部位分布著完全靜止或未受任何約束的結構，加上砼內部溫度呈非線性分布，此時溫度應力主要由砼結構自身相互約束所致，例如橋梁墩身，橋梁墩身結構尺寸較大，則砼表面易受到砼冷卻過程內外溫差的影響而產生一個拉應力。約束應力：砼結構的部分邊界或全部邊界因被外界條件所制約而無法自由變形，此時便可能產生一個應力，例如護欄砼或箱梁頂板砼。

　　二、砼施工溫度的控制與裂縫的控制

　　由前文可知，加強對砼施工溫度的控制是提高砼施工質量與施用性能的關鍵，同時也是防止砼產生裂縫的有效途徑。若想實現對砼施工溫度的控制，通常應從改善約束條件與控制溫度兩個方面著手，具體如下：

　　(一)砼施工溫度的控制措施與約束條件的改善措施

　　砼施工溫度的控制措施:切實減少砼拌合物內水泥的用量，具體措施包括選用干硬性砼、改善骨料級配、添加塑化劑或引氣劑、摻入混合料等。在砼拌合階段，事先用水或加水冷卻碎石，由此把砼的澆筑溫度控制到一定范圍。若砼澆筑環(huán)境氣溫過高，應盡量減少砼澆筑的厚度，由此通過澆筑層面事先散熱。把水管埋設到砼的內部，同時通入冷水，由此達到降低砼內部溫度的目的。嚴格控制砼的拆模時間，若遭遇氣溫急劇降低，必須及時做好相應的表面保溫措施，由此規(guī)避砼表面的溫度梯度變化。約束條件的改善措施:砼的分縫分塊應科學合理;基礎的整體起伏度應控制到一定范圍。砼施工工序的安排應科學合理，由此有效規(guī)避高差過大或側面暴露時間過長等。

　　(二)大量研究成果已證實，砼抗裂能力的提高、砼表面干縮的規(guī)避、砼整體性能的改善及加強砼的養(yǎng)護等措施皆對控制砼裂縫問題至關重要。貫穿性裂縫對砼結構的整體性具有非常嚴重的影響，其中貫穿性裂縫的恢復處理具有相當大的難度，則必須對貫穿性裂縫做好相關的預防措施。

　　(三)若想提高砼施工階段模板的周轉率，通常需盡早拆除新澆筑砼的模板。若砼溫度比實時環(huán)境氣溫更高，則必須重點考慮砼的拆模時間，由此規(guī)避砼表面出現早期裂縫。新澆筑砼的早期拆模通常會使砼表面出現一個較大的拉應力，同時會引起“溫度沖擊”現象的出現。就砼澆筑初期而言，水泥的水化熱現象易使砼表面產生一個較大的拉應力，加上砼表面溫度比當時氣溫更高，若拆除模板，砼表面的溫度必然會急劇下降，同時也會導致溫度梯度的出現，此相當于把一個拉應力附加到砼的表面，由此與水泥的水化熱應力及砼的干縮應力疊加，此時砼表面異常大的拉應力極易導致砼裂縫的出現。針對此問題，本文建議待拆除掉模板后立即把一層輕型保溫材料覆蓋到砼表面，此項舉措對控制砼表面拉應力至關重要。

　　(四)加筋通常對大體積砼溫度應力具有較小的影響，究其原因為大體積砼具有非常低的含筋率，則其舉僅對普通鋼筋存在一定的影響。若砼的溫度較低且砼的應力較屈服極限條件更低，則鋼筋的各項性能皆始終保持穩(wěn)定狀態(tài)，但此現象與時間、應力狀態(tài)、溫度皆沒有任何關聯(lián)性。鋼筋的線脹系數非常接近砼的線脹系數，且溫度變化僅會給兩者的內應力造成極小的影響。考慮到鋼筋的彈性模量超出砼彈性模量的7倍~15倍，若砼因內應力與抗拉強度持平而產生裂縫，則鋼筋的應力最好控制到100kg/cm2~200kg/cm2之間。由此可見，通過鋼筋來控制砼微小裂縫的產生具有非常大的難度，但經加筋處理的砼結構內部所產生的裂縫必然會較原來數目更多、深度與寬度更小、間距更小。當鋼筋的直徑變得更細且間距變得更密，其必然對改善砼的抗裂性意義重大。鋼筋砼結構或砼結構的表面極容易產生一系列淺而細的裂縫，此類裂縫通常以干縮性裂縫為主。盡管此類裂縫的危害性較其他裂縫輕，但其仍會影響到砼結構的耐久性與強度。除上述措施以外，本文認為合理使用外加劑對控制砼裂縫的出現意義重大，如合理使用減水防裂劑等。

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