浅谈混凝土的施工温度与裂缝.pdf

施工技术 浅 谈 混 凝 土 的 施 工 温 度 与 裂 缝 ( 新疆维吾尔自治区水利水电工程建设监理中心， 新疆 乌鲁木齐 830 0 0 0 ) 摘要 , , 关键词 ; ; 中图分类号:T V 431文章标识码: B文章编号:10 0 9-0 0 88( 2 0 13) 0 2-0 130 -0 1 1裂缝的原因 混凝土中产生裂缝有多种原因， 主要是温度和湿 度的变化， 混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理， 原材料不合格( 如碱骨料反应) ， 模板变形， 基础不均 匀沉降等 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热， 内部温度 不断上升， 在表面引起拉应力后期在降温过程中， 由 于受到基础或老混凝上的约束， 又会在混凝土内部出 现拉应力气温的降低也会在混凝土表面引起很大的 拉应力当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时， 即 会出现裂缝许多混凝土的内部湿度变化很小或变化 较慢， 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化如 养护不周, 时干时湿， 表面干缩形变受到内部混凝土的 约束， 也往往导致裂缝混凝土是一种脆性材料， 抗拉 强度是抗压强度的 1/ 10 左右， 短期加荷时的极限拉伸 变形只有( 0 .6 1.0 ) 10 4， 长期加荷时的极限位伸变 形也只有( 1.2 2 .0 ) 10 4由于原材料不均匀， 水灰 比不稳定， 及运输和浇筑过程中的离析现象， 在同一块 混凝土中其抗拉强度又是不均匀的， 存在着许多抗拉 能力很低， 易于出现裂缝的薄弱部位在钢筋混凝土 中， 拉应力主要是由钢筋承担， 混凝土只是承受压应 力在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构 内出现了拉应力， 则须依靠混凝土自身承担一般设 计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力 但是， 在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的 稳定温度， 往往在混凝土内部引起相当大的拉应力 有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力， 因此， 掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和 施工极为重要 2温度应力的分析 2 . 1温度应力形成的过程 ( 1) 早期: 自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结 束， 一般约30 d这个阶段的两个特征， 一是水泥放出 大量的水化热; 二是混凝上弹性模量的急剧变化由 于弹性模量的变化， 这一时期在混凝土内形成残余应 力 ( 2 ) 中期: 自水泥放热作用基本结束时起至混凝 土冷却到稳定温度时止这个时期中， 温度应力主要 是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起， 这些应 力与早期形成的残余应力相叠加， 在此期间， 混凝上的 弹性模量变化不大 ( 3) 晚期: 混凝土完全冷却以后的运转时期温 度应力主要是外界气温变化所引起， 这些应力与前两 种的残余应力相迭加 2 .2温度应力产生的原因 ( 1) 自生应力: 边界上没有任何约束或完全静止 的结构， 如果内部温度是非线性分布的， 由于结构本身 互相约束而出现的温度应力例如， 桥梁墩身， 结构尺 寸相对较大， 混凝土冷却时表面温度低， 内部温度高， 在表面出现拉应力， 在中间出现压应力 ( 2 ) 约束应力: 结构的全部或部分边界受到外界 的约束， 不能自由变形而引起的应力如箱梁顶板混 凝土和护栏混凝土 3温度的控制和防止裂缝的措施 3. 1温度控制措施 ( 1) 采用改善骨料级配， 用干硬性混凝土， 掺混合 料， 加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥 用量 ( 2 ) 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低 混凝土的浇筑温度 ( 3) 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度， 利用浇筑 层面散热 ( 4) 在混凝土中埋设水管， 通入冷水降温 ( 5) 规定合理的拆模时间， 气温骤降时进行表面 保温， 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度 031内 蒙 古 水 利2 0 13 年第 2期( 总第 144期) 工程管理 临 河 区 永 济 渠 留 村 安 全 饮 水 工 程 施 工 组 织 设 计 1 , 2, 3, 4 (1.临河区水务局， 内蒙古 临河 0 15 0 0 0 ;2. 巴彦淖尔市水土保持站， 内蒙古 临河 0 15 0 0 0 ; 3.乌兰察布市察右前旗造林站，内蒙古 察右前旗0 12 0 0 0 ;4.伊金霍洛旗水土保持工作站，内蒙古 伊金霍洛0 17 2 0 0 ) 摘要 , , , 关键词 ; ; ; ; 中图分类号:S 277 . 7文章标识码:B文章编号:10 0 9- 0 0 88(20 13) 0 2-0 131 -0 2 0概述 临河区永济渠留村安全饮水工程位于临河区境 内地理坐标为北纬 40 34 41 17 和东经 10 7 6 10 7 44之间该区域属典型的中温带大陆性气候， 多 年平均气温 7 .8， 多年平均降水量 138.8 mm ， 且年 内分配极不均匀， 主要集中在 7 9 月份， 占全年降水 量的7 0 % ， 多年平均蒸发量 2236.7 m m冻深分布为 1.2 7 1.36 m 总的地形特征是南高北低， 地形起伏 变化较小， 海拔高程在 1 0 40 .1 1 0 43.1m 之间 本工程涉及永济灌域7 个村组的 12个供水点， 供 水人口 40 0 人项目区地下水位埋深较浅， 径流排泄 条件较差， 经水质化验， 地下水中矿化度超标， 饮用对 人体的健康极为不利 ( 6) 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁 结构， 在寒冷季节采取保温措施 3.2加强养护 改善混凝土的性能， 提高抗裂能力， 加强养护， 防 止表面干缩， 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裂缝， 出现后要恢 复其结构的整体性是十分困难的因此， 施工中应以 预防贯穿性裂缝的发生为主 3.3使用外加剂 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一 许多外加剂都有缓凝, 增加和易性, 改善塑性的功 能， 我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和 研究， 比单纯的靠改善外部条件， 可能会更加简捷, 经 济 4混凝土的早期养护 实践证明， 混凝土常见的裂缝， 大多数是不同深度 的表面裂缝， 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的 温度骤降也容易形成裂缝因此说， 混凝土的保温对 防止表面早期裂缝尤其重要 从温度应力观点出发， 保温应达到下述要求: ( 1) 防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度， 防止表面裂缝 ( 2 ) 防止混凝土超冷， 应该尽量设法使混凝土的 施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度 ( 3) 防止混凝土过冷， 以减少新老混凝土间的约 束 5结束语 以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行 了理论和实践上的初步探讨， 虽然学术界对于混凝土 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比较统一同时， 在实践中 的应用效果也是比较好的， 具体施工中要靠我们多观 察, 多比较， 出现问题后多分析, 多总结， 结合多种预防 处理措施， 混凝土的裂缝是完全可以避免的 ( 编校: 郭宝丽) 收稿日期:20 13 - 0 1 -28 作者简介: , 131临河区永济渠留村安全饮水工程施工组织设计刘向宝等