混凝土施工溫度裂縫的控制措施_工程管理

1、混凝土施工溫度裂縫的控制措施本文闡述了混凝土裂縫產(chǎn)生的緣由及混凝土施工中溫度應力的分析,提出了施工過程溫度的掌握和防止裂縫的措施。在混凝土過程中,溫度應力及溫度掌握具有重要意義,這主要是由于兩方面的緣由混凝土經(jīng)常消失溫度裂縫,影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。其次,在使用過程中的應力狀態(tài)具有不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫。對混凝土裂縫的成因和處理措施如下:1、裂縫的緣由混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種緣由。主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和骨料不勻稱以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料缺陷性問題(如堿骨料反應),模板變形,基礎(chǔ)使用過程不勻稱沉降等。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

2、表面引起拉應力,后期在降溫過程中由于受到基礎(chǔ)或原混凝土的約束,又會在混凝土內(nèi)部消失拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂力量時,即會消失裂縫。很多混凝土的內(nèi)部濕度變化,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生猛烈變化。如養(yǎng)護不周,時干時濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導致裂縫?；炷潦且环N脆性材料,抗拉強度是抗壓強度的1/10左右,短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.61.0)104,長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.22.0)104。由于原材料的不勻稱,水灰比不穩(wěn)定,及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象在同一塊,混凝土中其抗拉強度又不是不勻稱的,存在著很多抗

3、拉力量很低,易于消失裂縫的薄弱部位在鋼筋砼中,拉應力主要是由鋼筋擔當,混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中內(nèi)消失了拉應力,則須依靠混凝土自身擔當。一般設計中均要求不消失拉應力或者只消失很小的拉應力。但在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此把握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設計和施工極為重要。2、溫度應力的分析依據(jù)施工過程中溫度應力的形成過程可分為以下階段:早期:自澆筑混凝土開頭至水泥放熱基本結(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,二是混凝土彈性模量的急劇

4、變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應力。中期:自水泥放熱作用基本結(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,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加在此期間混凝土的彈性模量變化不大。依據(jù)溫度應力引起的緣由可分為兩類:(1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),假如內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身相互約束而消失溫度應力。(2)約束應力: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力。如箱梁頂板混凝土。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。要想依據(jù)已知的溫度精確分析出溫度應力的分布、大小是

5、一項比較簡單的工作?；炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈?shù)乃沙?這里不再細述。3、施工過程溫度的掌握和防止裂縫的措施為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從掌握溫度和改善約束條件兩個方面著手。掌握溫度的措施如下:(1)采納改善骨料級配,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以削減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)熱天澆筑混凝土時削減澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;(4)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。(5)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)實行保溫措施;改善約束條件的措施是:A:合理地分縫分塊;B:合

6、理的支配施工工序,避開過大的高差和側(cè)面長期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂力量,加強養(yǎng)護,防止表面干縮,特殊是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是非常重要,應特殊留意避開產(chǎn)生貫穿裂縫,消失后要恢復其結(jié)構(gòu)的整體性是非常困難的,因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發(fā)生為主;正確的使用減水、防裂外加劑也是削減開裂的有效措施。在混凝土的施工中,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模,當混凝土溫度高于 氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面上引起很大的拉應力,消失“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,

7、表面溫度驟降,必需引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數(shù)值,就有導致裂縫的危急,但假如在拆除模板后準時在表面掩蓋一輕型保溫材料,如泡沫、海棉等,對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應力,具有顯著的效果。C:為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確作用外加劑也是削減開裂的措施之一。(1)混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發(fā)后毛細管中產(chǎn)生毛細管張力,使混凝土干縮變形,增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年月就已被國際上所公認。(2)水泥用量也是混凝土收縮的重要因素,摻減水防裂劑的混凝土在保

8、持混凝土強度的條件下,可削減15%的水泥用量,其體積用增加骨料的用量來補充。(3)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,削減混凝土泌水,削減收縮變形。(4)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高的混凝土抗裂性能。(5)混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會發(fā)生,減水防裂劑可有效的提高混凝土抗拉強度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。(6)摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,削減碳化收縮。(7)摻加減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當,在有效防止水泥快速水化熱基礎(chǔ)上,避開因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。(8)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,削減水分

9、蒸發(fā),削減干燥收縮。很多外加劑都有緩凝、增加和易性改善塑性的功能,我們在工程實踐中應多進行這方面的試驗對比和討論,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經(jīng)濟。4、混凝土的早期養(yǎng)護從最早可能的時間開頭防止水分從混凝土表面損失。這里不存在從初凝還是終凝開頭的問題,只有什么時候能夠開頭的問題。例如,混凝土路面、橋面或地面施工,塑性收縮裂縫是長期困擾的問題。過去混凝土泌水量大,一般采納二次收漿,然后開頭養(yǎng)護,防止塑性收縮裂縫。現(xiàn)代高性能混凝土基本沒有泌水,假如風大或溫度高,水分蒸發(fā)量大,混凝土表面很快就會消失裂縫,必需在終凝前再次抹面閉合裂縫。在工程實踐中,始終在摸索如何更早地開頭養(yǎng)護,得到許多勝利閱歷。比如,在初凝前,混凝土表面抹面完成:1)立刻掩蓋濕麻布。2)立刻在混凝土表面上方噴霧,形成局部高濕度,降低蒸發(fā)速率。3)在混凝土表面噴灑養(yǎng)護膜(可降低表面蒸發(fā)率90%以上)。然后,待混凝土終凝后或有肯定強度后,再進行灑水或表面保水養(yǎng)護。混凝土表面濕養(yǎng)護至少持續(xù)3天,最終能達到7天。相宜的溫度條件是相互關(guān)聯(lián)的,混凝土的保溫措施經(jīng)常也有保濕的效果。從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿意水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等緣由常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝