溫度對混凝土產(chǎn)生裂縫的影響

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上【摘 要】經(jīng)過多年的施工理論，現(xiàn)場察看，查閱有關混凝土內(nèi)部應力方面的專著，剖析了混凝土溫度裂痕產(chǎn)生的緣由，對混凝土溫度的控制和預防裂痕停止總結(jié)。 【關鍵詞】混凝土;溫度應力;裂痕;控制 Concretes construction temperature and crack control experience Zheng Yongyong Lu Lihua Li Wei 【Abstract】Through many year construction practices, the spot inspection, the consult related concre

2、tes internal stress aspects monograph, has analyzed the reason which the concretes temperature crack produces, carries on the summary to the concretes temperatures control and the prevention crack. 【Key words】Concretes; Temperature stress; Crack; Control 混凝土的裂痕較為普遍，在建筑工程中裂痕簡直無所不在。雖然我們在施工中采取各種措施，當心慎重

3、，但裂痕依然時有呈現(xiàn)。究其緣由，闡明我們對混凝土溫度應力變化的認識還不夠，控制其規(guī)律和控制才能缺乏。 施工中混凝土常常呈現(xiàn)溫度裂痕，影響到構造的整體性和耐久性，在大致積混凝土施工中，溫度應力控制對裂痕的開展具有重要意義。溫度變化對構造的應力狀態(tài)具有顯著的不容無視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂痕，因而本文僅對施工中混凝土裂痕的成因和處置措施談一些領會。 1. 裂痕的緣由 混凝土中產(chǎn)生裂痕有多種緣由，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不平均性，以及構造不合理，原資料不合格（如堿骨料反響），模板變形，根底不平均沉降等。 混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不時上升，在外表上惹起拉應

4、力。后期在降溫過程中，由于遭到根底或老混凝上的約束，又會在混凝土內(nèi)部呈現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在混凝土外表惹起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂才能時，即會呈現(xiàn)裂痕。 許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但外表濕度可能變化較大或發(fā)作猛烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，外表干縮形變遭到內(nèi)部混凝土的約束，也常常招致裂痕。混凝土是一種脆性資料，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要（0.61.0）104，長期加荷時的極限拉伸變形也只要（1.22.0）104。由于原資料不平均，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也會產(chǎn)生不平均現(xiàn)象，存在

5、著抗拉才能較低，易于呈現(xiàn)裂痕的單薄部位。在鋼筋混凝土構造中，拉應力主要是由鋼筋承當，混凝土只是接受壓應力，則大多依托混凝土承當。但普通工程設計中請求不呈現(xiàn)拉應力或者只呈現(xiàn)很小的拉應力只要預應力混凝土構造，普通鋼筋混凝土構造普遍都存在拉應力，設計也允許帶裂痕工作，但對裂痕的寬度的請求。在混凝土施工中當由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，常常在混凝土內(nèi)部惹起相當大的拉應力，有時溫度應力可能會超越其它外荷載所惹起的應力，因而控制溫度應力的變化規(guī)律，關于控制施工過程中的裂痕開展極為重要。 2. 溫度應力的剖析 依據(jù)溫度應力的構成過程可分為以下三個階段： （1）早期：自澆筑混凝土開端至水泥放熱根本完畢，

6、普通約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)部構成剩余應力。 （2）中期：自水泥放熱作用根本完畢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劑及外界氣溫變化所惹起，這些應力與早期構成的剩余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模質(zhì)變化不大。 （3）晚期：混凝土完整冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所惹起，這些應力與前二種的剩余應力相疊加。 依據(jù)溫度應力惹起的緣由可分為兩類： （1）自生應力：邊境上沒有任何約束的構造，假如內(nèi)部溫度是非線性散布的，由于構造自身相互約束而呈現(xiàn)的溫

7、度應力。例如，橋梁墩身，構造尺寸相對較大，混凝土冷卻時外表溫度低，內(nèi)部溫度高，在外表呈現(xiàn)拉應力，在中間呈現(xiàn)壓應力。 （2）約束應力：構造的全部或局部邊境遭到外界的約束，不能自在變形惹起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。 這兩種溫度應力常常和混凝土的干縮所惹起的應力共同作用。要想依據(jù)已知的溫度精確剖析出溫度應力的散布、大小是一項比擬復雜的工作。在大多數(shù)狀況下，需求依托模型實驗或數(shù)值計算?；炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈敶蟮乃沙?，計算溫度應力時，必需思索徐變的影響。 3. 溫度的控制和避免裂痕的措施 為了避免裂痕，減少溫度應力，可從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。 控制溫度的措施如下： （1）

8、采用改善骨料級配，用于硬性混凝土，摻混合料，加惹起劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量； （2）拌合混凝土時加水或冷水將碎石冷卻以降低混凝土的初始澆筑溫度； （3）澆筑混凝土時減少澆筑厚度，應用澆筑層面散熱； （4）在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫。 （5）規(guī)則合理的拆模時間，氣溫驟降時停止外表保溫，以免混凝土外表發(fā)作急劇的溫度變化； （6）施工中長期暴露的混凝土外表或薄壁構造，在冰冷時節(jié)采取保溫措施； 改善約束條件的措施如下： （1）合理地分縫分塊； （2）防止根底過大起伏； （3）合理的布置施工工序，防止過大的高差和側(cè)面長期暴露； 此外，改善混凝土的性能，減少水灰比，摻入抗裂纖維等措施

9、，進步抗裂才能，增強養(yǎng)護，避免外表干縮，對避免裂痕是非常重要，應特別留意防止產(chǎn)生貫串裂痕，形成對其構造的整體性危害。 在混凝土的施工中，為了進步模板的周轉(zhuǎn)率，常常請求新澆筑的混凝土盡早拆模。應恰當思索拆模時間，以免惹起混凝土外表的早期裂痕。新澆筑早期拆模，在外表惹起很大的拉應力，呈現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的分發(fā)，外表惹起相當大的拉應力，此時外表溫度亦較氣溫為高，此時撤除模板，外表溫度驟降，必然惹起溫度梯度，從而在外表產(chǎn)生附加拉應力，與水化熱應力疊加，再加上混凝土干縮，外表的拉應力會到達很大的數(shù)值，就有招致裂痕的風險，但假如在撤除模板后及時在外表掩蓋保溫資料，關于避免混凝

10、土外表產(chǎn)生過大的拉應力，具有顯著的效果。 加筋對大致積混凝土的溫度應力影響很小，由于大致積混凝土的含筋率極低。在溫度不太高及應力低于屈從極限的條件下，鋼筋的各項性能是穩(wěn)定的，而與應力狀態(tài)、時間及溫度無關。鋼筋的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化使兩者間只發(fā)作很小的內(nèi)應力。由于鋼筋的彈性模量是混凝土彈性模量的715倍，當內(nèi)混凝土應力到達抗拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超越100200kg/cm2。因而，在混凝土中想要應用鋼筋來避免細小裂痕的呈現(xiàn)很艱難。但加筋后構造內(nèi)的裂痕普通就變得數(shù)目多、間距小，且寬度與深度也小了。而且假如鋼筋的直徑細而間距密時，對進步混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁?/p>

11、鋼筋混凝土構造的外表常常會發(fā)作細而淺的裂痕。固然這種裂痕普通都較淺，但它對構造的強度和耐久性有一定的影響。 為保證混凝土工程質(zhì)量，避免開裂，進步混凝土的耐久性，這確運用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如運用減水防裂劑，在理論中總結(jié)出其主要作用為： （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，是混凝土干縮變形。增大毛細孔經(jīng)可降低毛細管外表張力，但會使混凝土強度降低。這個外表張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。 （2）水灰比是影響混凝土收縮的重要要素，運用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。 （3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要要素，摻加減水防裂劑的混凝土在堅持混凝土強度

12、的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。 （4）減水防裂劑能夠改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。 （5）進步水泥漿與骨料的粘結(jié)力，進步混凝土抗裂性能。 （6）混凝土在收縮時遭到約束力產(chǎn)生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂痕就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的進步混凝土抗拉強度，大幅度進步混凝土的抗裂性能。 （7）摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效的進步混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。 （8）摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間恰當，在有效避免水泥疾速水化防熱根底上，防止因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。 （9）摻外加劑混凝土和易性好，外表易抹平，構成水膜，可減少水分蒸

13、發(fā)，減少枯燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功用，我們在工程理論中應多停止這方面的實驗比照和研討，比單純的靠改善外部條件，可能會愈加簡捷、經(jīng)濟。 4. 混凝土的早期養(yǎng)護 理論證明，混凝土常見的裂痕，大多數(shù)是不同深度的外表裂痕，其主要緣由是溫度梯度形成，或是溫度驟降構成裂痕。因而，混凝土的保溫對避免外表早期裂痕特別重要。 從溫度應力觀念動身，保溫應到達下述請求： （1）避免混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土外表梯度，避免外表裂痕。 （2）避免混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土運用期的穩(wěn)定溫度。 （3）避免曾經(jīng)澆筑的混凝土過冷，以減少新老混凝土之間的約束。 混凝土的

14、早期養(yǎng)護，主要目的在于堅持適合的溫濕條件，已到達兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，避免有害的冷縮和干縮，一方面使水泥水化作用順利停止，以到達設計的強度和抗裂才能。 適合的溫濕度條件是互相關聯(lián)的，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。 從理論上剖析，新澆混凝土中所含水分完整能夠滿足水泥水化的請求而有余。但由于蒸發(fā)等緣由常惹起水分損失，從而推延或阻礙水泥的水化，外表混凝土最容易而且直承受到這種不利影響，因而混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關鍵時期，在施工中應實在應注重起來。 5. 完畢語 以上是對混凝土的施工溫度與裂痕之間的關系停止了理論和理論上的初步認識和領會，固然學術界關于

15、混凝土裂痕的成因和計算辦法有不同的理論，但關于詳細的預防和改善措施意見還是比擬統(tǒng)一，同時在理論中的應用效果也是比擬好的，詳細施工中要靠我們多察看、多比擬，呈現(xiàn)問題后多剖析、多總結(jié)，分離多種預防處置措施，混凝土的裂痕是完整能夠控制的。淺談建筑混凝土結(jié)構裂縫的修補設計與方法論文關鍵詞：混凝土結(jié)構 裂縫 修補設計 修補方法論文摘要：混凝土結(jié)構被廣泛應用于多種工程，解決開裂問題是決定混凝土結(jié)構是否能夠滿足使用需求和耐久性的關鍵。 0 引言 混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最

16、常見的工程病害。輕者使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。出現(xiàn)混凝土裂縫的原因從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結(jié)合體，由于混凝土的組成材料、微觀構造以及所收外界影響的不同，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也有很多種。 1 混凝土結(jié)構的裂縫依其形成可分為以下三類 1.1 靜止裂縫 系指形態(tài)、尺寸和數(shù)量均已穩(wěn)定不再發(fā)展的裂縫。修補時，僅需依裂縫粗細選擇修補材料和方法，而與其它因素無關。 1.2 活動裂縫 系指其寬度不能保持穩(wěn)定，易隨著結(jié)構構件的受力、變形或環(huán)境溫、濕度的變化而時張、時閉的裂縫。修補時，應先消除其成因，并觀察一段

17、時間，確認已穩(wěn)定后，再依靜止裂縫的處理方法修補；若無法完全消除其成因，則應使用具有足夠柔韌性的材料進行修補。 1.3 尚在發(fā)展的裂縫 系指長度、寬度或數(shù)量尚在發(fā)展，但經(jīng)歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發(fā)展后，方可進行修復或加固。 混凝土裂縫修補前，應對其成因進行研究，若是由于承載能力不足引起的裂縫，除應選擇相應的方法進行修補外，尚應選用適當?shù)募庸谭椒ㄟM行加固。 2 修補設計 修補設計原則上應根據(jù)第四章是否需要修補及補強加固的判定結(jié)果，進行恢復己開裂結(jié)構件的機能及耐久性的設計，更重要的是要選擇適當?shù)男扪a材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。進行修補設計時，應考慮如

18、下事項：根據(jù)是否需要修補的判斷結(jié)果，設定修補范圍及規(guī)模，還應按需要再度調(diào)查現(xiàn)場。掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等)，建筑物的重要性及環(huán)境條件(一般環(huán)境、工廠地區(qū)、鹽類環(huán)境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。為了明確規(guī)定修補目的及恢復目標，考慮環(huán)境條件，選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法，可按開裂現(xiàn)場及開裂原因決定。另外，當構筑物處于鹽類等苛刻環(huán)境時，應選擇比普通環(huán)境條件高一個等級的材料及工法。如有可能，裂縫最好在穩(wěn)定后再作修補;對隨環(huán)境條件變化的溫度裂縫，則宜在裂縫最寬時處理。 混凝土建筑物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因

19、、劣化程度及劣化范圍等而異，另外，保修年限也不盡相同。通常，可將修補恢復目標分成如下三個階段:恢復到與健全構件同等性能?；謴偷讲环恋K使用的程度。恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。必須充分研究修補作業(yè)所必要的機械材料、腳手架及工程現(xiàn)場對周圍人群的安全保障。 3 修補方法 3.1 表面修補法 利用混凝土表層微細獨立裂縫（裂縫寬度0.2mm）或網(wǎng)狀裂紋的毛細作用吸收修補膠液，封閉裂縫通道。對樓板和其它需要防滲的部位，尚應在混凝土表面粘貼纖維復合材料以增強封護作用。常用的方法為涂覆法，增加整體面層，壓抹環(huán)氧膠泥，環(huán)氧漿液粘玻璃絲布，表面縫合等。涂覆法:混凝土表面

20、出現(xiàn)數(shù)量較多的表面裂縫時，采用手工或機械噴涂方法，將修補材料涂覆于混凝土表面，起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.32.5mm之間，厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內(nèi)、室外、環(huán)境溫濕度變化，介質(zhì)腐蝕情況)以及裂縫活動情況等，例如，要求耐磨的地坪可選用環(huán)氧瀝青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料，不穩(wěn)定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體，橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。增加整體面層:混凝土表面裂縫數(shù)量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數(shù)情況下，整體面層內(nèi)應配置雙向鋼絲網(wǎng)。有條件時，宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。 3.2 局部修復法 充填法 用鋼釬、風鎬或高速轉(zhuǎn)動的切割圓盤將裂縫擴大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環(huán)氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環(huán)氧砂漿適用于有結(jié)構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。預應力法 用鉆機在構件上鉆孔，注意避開鋼筋，然后穿入螺栓(預應力鋼筋)，施加預應力擰緊螺帽，使裂縫減小或閉合。如條件許可時，成孔的方向應與裂縫方向垂直，鉆孔方向不與裂縫垂直時，宜采用雙