混凝土溫度應(yīng)力指由于溫度變化使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力。在施工過程中,混凝土溫度應(yīng)力常常會導(dǎo)致溫度裂縫,從而影響整體的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。
根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類。
1)自生應(yīng)力
自主應(yīng)力是指邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身,結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
2)約束應(yīng)力
約束應(yīng)力是指結(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。如箱梁頂板混凝土和護(hù)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。
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?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)水管通過冷水降溫;⑤規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫,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(jié)構(gòu),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(yīng)力觀點出發(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梯度,防止表面裂縫;②防止混凝土超冷,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防止既有混凝土過冷,以減少混凝土間的約束。(有修改)