【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 concretes internal stress aspect’s monograph, has analyzed the reason which the concretes temperature crack produces, carries on the summary to the concretes temperature’s control and the prevention crack. ?
【Key words】Concretes; Temperature stress; Crack; Control
混凝土的裂痕較為普遍，在建築工程中裂痕簡直無所不在。雖然我們在施工中採取各種措施，當心慎重，但裂痕依然時有呈現。究其緣由，闡明我們對混凝土溫度應力變化的認識還不夠，控制其規律和控制才能缺乏。?
施工中混凝土常常呈現溫度裂痕，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?
混凝土中產生裂痕有多種緣由，主要是溫度和溼度的變化，混凝土的脆性和不平均性，以及構造不合理，原資料不合格（如鹼骨料反響），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，內部溫度不時上升，在外表上惹起拉應力。後期在降溫過程中，由於遭到根底或老混凝上的約束，又會在混凝土內部呈現拉應力。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，即會呈現裂痕。?
許多混凝土的內部溼度變化很小或變化較慢，但外表溼度可能變化較大或發作猛烈變化。如養護不周、時干時溼，外表幹縮形變遭到內部混凝土的約束，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（0.6～1.0）×10?4，長期加荷時的極限拉伸變形也只要（1.2～2.0）×10?4。由於原資料不平均，水灰比不穩定，及運輸和澆築過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度也會產生不平均現象，存在著抗拉才能較低，易於呈現裂痕的單薄部位。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，則大多依託混凝土承當。但普通工程設計中請求不呈現拉應力或者只呈現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時期的穩定溫度，常常在混凝土內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律，關於控制施工過程中的裂痕開展極為重要。?
2. 溫度應力的剖析?
依據溫度應力的構成過程可分為以下三個階段：?
（1）早期：自澆築混凝土開端至水泥放熱根本完畢，普通約30天。這個階段的兩個特徵，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。由於彈性模量的變化，這一時期在混凝土內部構成剩餘應力。?
（2）中期：自水泥放熱作用根本完畢時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由於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餘應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模質變化不大。?
（3）晚期：混凝土完整冷卻以後的運轉時期。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餘應力相疊加。 ?
依據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，假如內部溫度是非線性散佈的，由於構造自身相互約束而呈現的溫度應力。例如，橋樑墩身，構造尺寸相對較大，混凝土冷卻時外表溫度低，內部溫度高，在外表呈現拉應力，在中間呈現壓應力。?
（2）約束應力：構造的全部或區域性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幹縮所惹起的應力共同作用。要想依據已知的溫度精確剖析出溫度應力的散佈、大小是一項比擬複雜的工作。在大多數狀況下，需求依託模型實驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的鬆弛，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）採用改善骨料級配，用於硬性混凝土，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築溫度；?
（3）澆築混凝土時減少澆築厚度，應用澆築層面散熱；?
（4）在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫。?
（5）規則合理的拆模時間，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，在冰冷時節採取保溫措施；?
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）合理的佈置施工工序，防止過大的高差和側面長期暴露；?
此外，改善混凝土的效能，減少水灰比，摻入抗裂纖維等措施，進步抗裂才能，增強養護，避免外表幹縮，對避免裂痕是非常重要，應特別留意防止產生貫串裂痕，形成對其構造的整體性危害。?
在混凝土的施工中，為了進步模板的週轉率，常常請求新澆築的混凝土儘早拆模。應恰當思索拆模時間，以免惹起混凝土外表的早期裂痕。新澆築早期拆模，在外表惹起很大的拉應力，呈現“溫度衝擊”現象。在混凝土澆築初期，由於水化熱的分發，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，從而在外表產生附加拉應力，與水化熱應力疊加，再加上混凝土幹縮，外表的拉應力會到達很大的數值，就有招致裂痕的風險，但假如在撤除模板後及時在外表掩蓋保溫資料，關於避免混凝土外表產生過大的拉應力，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，由於大致積混凝土的含筋率極低。在溫度不太高及應力低於屈從極限的條件下，鋼筋的各項效能是穩定的，而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼筋的線脹係數與混凝土線脹係數相差很小，在溫度變化使兩者間只發作很小的內應力。由於鋼筋的彈性模量是混凝土彈性模量的7～15倍，當內混凝土應力到達抗拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超越100～200kg/cm?2。因而，在混凝土中想要應用鋼筋來避免細小裂痕的呈現很艱難。但加筋後構造內的裂痕普通就變得數目多、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。混凝土和鋼筋混凝土構造的外表常常會發作細而淺的裂痕。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，在理論中總結出其主要作用為：?
（1）混凝土中存在大量毛細孔道，水蒸發後毛細管中產生毛細管張力，是混凝土幹縮變形。增大毛細孔經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力，進步混凝土抗裂效能。?
（6）混凝土在收縮時遭到約束力產生拉應力，當拉應力大於混凝土抗拉強度時裂痕就會產生。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效能。?
（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）摻減水防裂劑後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，可減少水分蒸發，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、經濟。?
4. 混凝土的早期養護?
理論證明，混凝土常見的裂痕，大多數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，應該儘量設法使混凝土的施工期最低溫度不低於混凝土運用期的穩定溫度。?
（3）避免曾經澆築的混凝土過冷，以減少新老混凝土之間的約束。?
混凝土的早期養護，主要目的在於堅持適合的溫溼條件，已到達兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、溼度變形的侵襲，避免有害的冷縮和幹縮，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。?
適合的溫溼度條件是互相關聯的，混凝土的保溫措施常常也有保溼的效果。
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餘。但由於蒸發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，因而混凝土澆築後的最初幾天是養護的關鍵時期，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係停止了理論和理論上的初步認識和領會，固然學術界關於混凝土裂痕的成因和計算辦法有不同的理論，但關於詳細的預防和改善措施意見還是比擬統一，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，呈現問題後多剖析、多總結，分離多種預防處置措施，混凝土的裂痕是完整能夠控制的。?