鄭迎春+檀素麗

摘要：混凝土裂縫產生和擴展的控制對于我們混凝土構件來說非常重要。本文認為由于在水泥水化期間散發(fā)的水化熱使得混凝土構件尤其體積比較大的混凝土構件內部較大的溫度升高與混凝土緊縮二者之間的矛盾—即溫度應力是導致混凝土構件裂縫的產生和擴展最主要的原因。

關鍵詞：大體積混凝土結構；水化熱；溫度應力

一、引言

我國朱博芳院士自主研發(fā)了有限元程序，這是第一個本著砼結構T徐變應力來籌劃的。隨后，又編制了我國首個關于V比較大的砼不穩(wěn)定溫度場計算程序，為我國對于大體積混凝土結構設計和施工的技術水平達到世界領先水平奠定了基礎。

王鐵夢教授發(fā)明的關于T應力以及T裂縫的運算措施，被很多的建筑作業(yè)的工作種群接納。

相對于我國對V比較大的砼構造裂縫的科研，國外要早于國內將近半個世紀，在1930年期間，美國在建造胡佛大壩時，就開始對T應力場進行研究，并且對T裂縫的掌控找相對的規(guī)劃措施。

二、混凝土溫度裂縫的主要成因分析

（一）入模溫度和環(huán)境溫度

混凝土的入模溫度高，則會讓成型后的混凝土構件溫度峰值升高。在高溫季節(jié)進行混凝土的澆筑施工，施工前把砂子、石子的溫度降低后，或者增加一些冰屑在進行攪拌，是使得混凝土構件溫度降低的第一道關鍵工序。

環(huán)境溫度是另一個影響方面。環(huán)境溫度較低那么構件表面的溫度降低的較快而內部溫度無法及時傳遞出去，從而使得構件內外溫差較大。這是產生溫度應力的主要方面。

（二）水泥品種與水泥用量

水泥不同的品種因其活性成分含量不同，水化時則放出的水化熱就不同。在常用6大類水泥品種中，以硅酸鹽水泥放出的最多。在強度、環(huán)境、功能允許的情況下，首先不選該類水泥。

在滿足設計要求的情況下，適當?shù)臏p少水泥的用量，來降低放出的水化熱。

（三）混凝土的導熱性能

導熱性能反映出混凝土所散播的熱量。而混凝土的導熱數(shù)值與熱量傳播率成正比，所以混凝土和其本身以外的物質熱互換的概率也就很高，接著就會導致混凝土這種物質里的最高溫的變化小。于此也逐漸縮小了砼的內溫與外溫之間差?？梢灶A計，導熱功能越棒，熱高值顯現(xiàn)的時間點也會比一般的早。而位于中間部分的最高溫度的熱高值和其顯現(xiàn)的時間點與此板材的厚度有著顯著地聯(lián)系。顯而易見，板材的厚度值越大，中間部分點的散發(fā)熱量卻很少，此熱高值也就會變得很高，中間部分與其以外的物質溫度變化影響有著密切關系，最高值顯現(xiàn)的時間點也是明顯推遲一些。

三、裂縫產生與擴展原因分析

（一）混凝土收縮變形

混凝土有很多粗的和細的間隙，這些間隙有很多的水分，其變化軌跡對混凝土的效用起著作用。對于預防裂縫來說，“溫脹干縮”特別有用?；炷猎谕瓿伤倪^程中出現(xiàn)的V形變，我們叫它“自然體積變形”。該形變則決定于膠凝材料的本質性能，大部分是收縮形變。而相關文件知識科研說明，砼的最后的形變（收縮）數(shù)值大多數(shù)在2至6×104之間的進行擺動，有的期間可以最高達到10×104。在建筑算量時，砼的εp =3.24×10-4。

咱就這么說啊，為了方便，對于V混凝土運算中，在收縮數(shù)值和形變后的T數(shù)值彼此更改，也就是說“收縮當量溫差”△Td ，我們用這個值就行。

（1）

式中： ——混凝土的收縮變形值；

——混凝土的溫度膨脹系數(shù)；

造成混凝土收縮的理由可不少，重要的是水泥的種類以及混合材，砼的搭配組合，化學外加劑和工程作業(yè)等。

（二）構件內配筋影響

混凝土出現(xiàn)裂縫的其中一個很繁瑣的、國內外都在研究階段的原因之一是配筋問題。

鋼的線膨脹數(shù)值as約為1.2×10-5 /℃，與混凝土的膨脹數(shù)值不相上下。所以說，在溫差改變的情況下，他們兩者幾乎不受影響。

在砼構造出現(xiàn)收縮的情況中，從表觀上可以看出，砼會發(fā)生收縮，鋼筋不會發(fā)生收縮，至此就一定會發(fā)生收縮應力，如果要是在含有鋼的概率比較低的情況下，它的數(shù)的變化值還是比較不明顯的，這么小的變化我們可以省略掉。

綜上所述，配筋盡管有一定的不足之處，但在εp 與控制裂縫上邊起到了很大的作用。

建筑作業(yè)時，嚴格配筋來增強混凝土的εp 。反映這一關系的有如下經(jīng)驗公式：

εpμ=0.5Rr（1+p/d）×10-4 （2）

式中： εpμ——配筋后的混凝土極限拉伸；

Rr——混凝土抗裂設計強度（MPa）；

p——截面配筋率μ×100，例如配筋率則μ=0.2；

d——鋼筋直徑（cm）；

通常的工程中混凝土結構的任意方位，扎受力鋼筋滿足構造配筋率，對于對稱分布的鋼筋不用在補充溫度筋。

（三）構件幾何尺寸影響

澆筑塊的長度大小起到一定的作用?；炷恋装宓拈L度變長，裂縫就會出現(xiàn)的比較顯著。

（四）施工技術影響

研究表明有效控制溫度應力是延遲混凝土構件出現(xiàn)裂縫的關鍵，而使得構件內外在凝結硬化后溫度保持均一是具體行之有效的措施。施工前認真編制施工方案；施工過程中采用分塊、分層澆搗的施工技術。目前有全面分層、斜面分層和分段分層三種施工方法。

四、結語

混凝土結構裂縫影響因素分析是否全面、透徹，是解決混凝土構件裂縫問題的關鍵。

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作者簡介：鄭迎春，女，1974年生，研究生學歷，高級工程師，主要研究方向：土木工程。