施工期混凝土裂縫的成因與控制混凝土裂縫的成因與控制

本文格式為Word版，下載可任意編輯——施工期混凝土裂縫的成因與控制混凝土裂縫的成因與控制本文分析了建筑工程施工期混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的理由，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土溫度的操縱和預(yù)防裂縫的措施等舉行闡述。混凝土；溫度應(yīng)力；裂縫；操縱

混凝土在現(xiàn)代工程創(chuàng)辦中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂縫較為普遍，在建筑工程中裂縫幾乎無所不在。盡管我們?cè)谑┕ぶ胁扇「鞣N措施，但裂縫依舊時(shí)有展現(xiàn)。究其理由，我們對(duì)混凝土溫度應(yīng)力的變化留神不夠是其中之一。這主要是由于兩方面的理由：首先，在施工中混凝土往往展現(xiàn)溫度裂縫，影響到布局的整體性和耐久性；其次，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，溫度變化對(duì)布局的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的不容忽略的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫，因此本文僅對(duì)施工中混凝土裂縫的成因和操縱做一探討。

1.裂縫的理由

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種理由，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不平勻性，以及布局不合理，原材料不合格（如堿骨料回響），模板變形，根基不平勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在外觀引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到根基或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部展現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土外觀引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂才能時(shí)，即會(huì)展現(xiàn)裂縫。大量混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但外觀濕度可能變化較大或發(fā)生強(qiáng)烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，外觀干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。

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(gè)階段：（1）早期：自澆筑混凝土開頭至水泥放熱根本終止，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成剩余應(yīng)力。（2）中期：自水泥放熱作用根本終止時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)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)力與早期形成的剩余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的剩余應(yīng)力相疊加。根據(jù)溫度應(yīng)力引起的理由可分為兩類：1）自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的布局，假設(shè)內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于布局本身彼此約束而展現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，布局尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)外觀溫度低，內(nèi)部溫度高，在外觀展現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間展現(xiàn)壓應(yīng)力。2）約束應(yīng)力：布局的全部或片面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。要想根據(jù)已知的溫度切實(shí)分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)對(duì)比繁雜的工作。在大多數(shù)處境下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算?；炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松馳，計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，務(wù)必考慮徐變的影響，概括計(jì)算這里就不再細(xì)述。

3.溫度的操縱和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從操縱溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。操縱溫度的措施如下：（1）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以裁減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裁減澆筑厚度，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(shí)間，氣溫驟降時(shí)舉行外觀保溫，以免混凝土外觀發(fā)生急劇的溫度梯度；（6）施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊外觀或薄壁布局，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；改善約束條件的措施是：1）合理地分縫分塊；2）制止根基過大起伏；3）合理的安置施工工序，制止過大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂才能，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止外觀干縮，更加是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是特別重要，應(yīng)更加留神制止產(chǎn)生貫穿裂縫，展現(xiàn)后要恢復(fù)其布局的整體性是特別困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土外觀的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在外觀引起很大的拉應(yīng)力，展現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，外觀引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)外觀溫度亦較氣溫為高，此時(shí)去除模板，外觀溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在外觀附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力迭加，再加上混凝土干縮，外觀的拉應(yīng)力達(dá)成很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危害，但假設(shè)在去除模板后實(shí)時(shí)在外觀籠罩一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對(duì)于防止混凝土外觀產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。

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裁減開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，筆者在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為：（1）混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管外觀張力，但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量裁減25%。（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可裁減15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。（4）減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，裁減混凝土泌水，裁減沉縮變形。（5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。（6）混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（7）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，裁減碳化收縮。（8）摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥急速水化放熱根基上，制止因水泥長(zhǎng)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，外觀易摸平，形成微膜，裁減水分蒸發(fā)，裁減枯燥收縮。

4.混凝土裂縫的操縱

實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的外觀裂縫，其主要理由是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也輕易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對(duì)防止外觀早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)啟程，保溫應(yīng)達(dá)成下述要求：（1）防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土外觀梯度，防止外觀裂縫。（2）防止混凝土超冷，理應(yīng)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，以裁減新老混凝土間的約束?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適合的溫濕條件，以達(dá)成兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順?biāo)炫e行，以期達(dá)成設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂才能。適合的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?；炷系谋卮胧┩灿斜竦男Ч?。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以得志水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等理由常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，外觀混凝土最輕易而且直采納到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來。

5.終止語(yǔ)

以上對(duì)