混凝土溫度應力指由于溫度變化使混凝土內部產(chǎn)生的應力。在施工過程中,混凝土溫度應力常常會導致溫度裂縫,從而影響整體的結構性和耐久性。
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,以及結構不合理,原材料不合格(如堿骨料反應),模板變形,基礎不均勻沉降等。
根據(jù)溫度應力引起的原因可分為兩類。
1)自生應力
自主應力是指邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如,橋梁墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應力,在中間出現(xiàn)壓應力。
2)約束應力
約束應力是指結構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。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。
為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩方面著手??刂茰囟鹊拇胧┤缦拢孩俨捎酶纳乒橇霞壟?,用干硬性混凝士,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拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;③熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;④在混凝土中埋設水管通過冷水降溫;⑤規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;⑥施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節(jié)采取保溫措施。
實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。從溫度應力觀點出發(fā),保溫應達到下述要求:①防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫;②防止混凝土超冷,盡量設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;③防止既有混凝土過冷,以減少混凝土間的約束。(有修改)