姜建華 時 鵬
摘 要:混凝土廣泛使用于工程建設(shè)中,盡管施工期采取消種施,但裂縫現(xiàn)象仍時有發(fā)生,分析其原因,對凝土溫度應(yīng)力重視不夠是其中之一,下面對施工中混凝土裂縫的原因與控制做一下探討。
關(guān)鍵詞:混凝土;溫度;裂縫
1 裂縫產(chǎn)生的原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,結(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格,模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等,在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要由鋼筋承擔,混凝土只承受壓應(yīng)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(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔,在施工中混凝土由最高溫度冷卻到使用期的穩(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)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律尤為重要。
2 溫度應(yīng)力的分析
2.1 溫度應(yīng)力的形成分三個階段:
早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,約30天,階段特征:水泥放出大量的水化熱,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(yīng)力。
中期:自水泥放熱結(jié)束起至混凝土冷卻至穩(wěn)定溫度為止,這一時期的溫度應(yīng)力主要因混凝土的冷卻及外界氣溫變化引起,這些應(yīng)力與前期殘余應(yīng)力疊加,此期混凝土的彈性模量變化不大。
晚期:混凝土完全冷卻后的動轉(zhuǎn)時期,溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所致,這些應(yīng)力與前兩期的應(yīng)力相迭加。
2.2 根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因分為兩類:
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)部溫度呈線性分布,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束出現(xiàn)的溫度應(yīng)力,如橋梁墩身,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,中間產(chǎn)生壓應(yīng)力。
約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應(yīng)力,如護欄混凝土。
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。
3 溫度的控制和預防裂縫的措施。
3.1 溫度的控制措施:改善骨料級配,采用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑等措施,以減少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土時加水不或用水將碎石冷卻以降低混凝土 的澆筑溫度;熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫;規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;冬季對施工中暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)采取保溫措施。
3.2 改善約束條件的措施:合理地分縫分塊;避免基礎(chǔ)過大起伏;合理按排施工工序,避免過大的溫差和側(cè)面長期暴露。此外,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)量對防止裂縫很重要,施工中應(yīng)以預防貫穿性裂縫為主。
在混凝土的施工中,當混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。在混凝土澆筑初期,在拆模后及時在表面覆蓋輕型保溫材料,對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力顯著效果。
加筋對大體積混凝土的溫度影力影響很小,因為大體積混凝土的配筋率低,對一般的鋼筋混凝土有影響。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般變得數(shù)目多,間距小,寬度和深度較小,如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高混凝土抗裂性較好。
正確使用外加劑也是減少裂縫的措施之一。例如使用減水防裂劑。許多外加劑都有緩凝,增加和易性,改善塑性的功能,在工程實踐中應(yīng)多進行這方面的實驗和研究,比單純地靠改善外部條件會更加簡捷,經(jīng)濟。
4 混凝土的早期養(yǎng)護
實踐證明,混凝土常見的裂縫大多是不同深度的表面裂縫,其主要成因是溫度梯度而致,寒冷地區(qū)的溫度驟降也易形成裂縫。因此混凝土的保溫對防止表面早期裂縫十分重要。
從溫度應(yīng)力考慮,保溫應(yīng)達到下述要求: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)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;防止舊混凝土過冷,以減少與新混凝土間的約束。
適宜的溫濕度是相互關(guān)聯(lián)的,混凝土的保溫措施也有保濕的效果,從理論上而言,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求。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)重視起來。
以上對混凝土施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進行的初步探討,在實踐中的應(yīng)用效果也比較好,具體施工中我們要多觀察,多分析,多總結(jié),混凝土的裂縫問題最終還是可以解決的。