【摘 要】在建筑工程中,混凝土施工因溫度變化產(chǎn)生的裂縫尤為常見,裂縫細(xì)微影響感官,當(dāng)裂縫寬度超過允許范圍時,就會影響結(jié)構(gòu)安全性,達(dá)不到使用要求。
【關(guān)鍵詞】混凝土;施工;溫度裂縫;探討
為了更好的做到溫度裂縫控制工作,首先要做到混凝土的早期養(yǎng)護(hù),主要目的是在于保持事宜的溫濕條件,以達(dá)到兩個方面的效果,一方面使混泥土免受不利溫度、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計的強(qiáng)度和抗裂能力。
1.裂縫的原因
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性以及結(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模型變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期再降溫過程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。養(yǎng)護(hù)不周、時干時濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混泥土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強(qiáng)度時抗壓強(qiáng)度的1/10左右,由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又不是很均勻,存在著很多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。
2.溫度應(yīng)力的分析
根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段:(1)早期自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,一是混凝土彈性模量的急劇變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。(2)中期:自水泥放熱放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中,溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝土的彈性模量變化不大。(3)晚期:混凝土完全冷卻以后。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。
3.溫度的控制和防止裂縫的措施
為了防止裂縫,減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手??刂茰囟鹊拇胧┤缦拢海?)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,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?xí)r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?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;(4)在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫;(5)規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫。(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施。改善約束條件的措施是:(1)合理的分縫分塊;(2)避免基礎(chǔ)過大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要的,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的效應(yīng),此時表面溫度較周圍環(huán)境氣溫高,此時拆除摸板,就有導(dǎo)致裂縫的危險,但如果再拆觸摸板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海綿等,對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。加筋對大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小,因為大體積混凝土上的含筋率極低。
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。(1)堿水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形,提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高混凝土抗裂性能。(2)堿水防裂劑可有效的提高混凝土抗拉強(qiáng)度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。(3)摻堿水防裂劑后混凝土緩凝時間適當(dāng),在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。(4)摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。(5)摻外加劑混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮。
4.體會
混凝土常見的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成,溫度驟降也容易形成裂縫,因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:(1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面溫度梯度,防止表面裂縫。(2)防止混凝土超冷,應(yīng)該盡量設(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。(3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]《GB50204-2002》.
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