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(yīng)力的分析,提出了施工過(guò)程溫度的掌握和防止裂縫的措施。在混凝土過(guò)程中,溫度應(yīng)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(guò)程中的應(yīng)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(duì)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(chēng)以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料缺陷性問(wèn)題(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)使用過(guò)程不勻稱(chēng)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

2、表面引起拉應(yīng)力,后期在降溫過(guò)程中由于受到基礎(chǔ)或原混凝土的約束,又會(huì)在混凝土內(nèi)部消失拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂力量時(shí),即會(huì)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(hù)不周,時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫?；炷潦且环N脆性材料,抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右,短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有(0.61.0)104,長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有(1.22.0)104。由于原材料的不勻稱(chēng),水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象在同一塊,混凝土中其抗拉強(qiáng)度又不是不勻稱(chēng)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(yīng)力主要是由鋼筋擔(dān)當(dāng),混凝土只是承受壓應(yīng)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(yīng)力,則須依靠混凝土自身?yè)?dān)當(dāng)。一般設(shè)計(jì)中均要求不消失拉應(yīng)力或者只消失很小的拉應(yīng)力。但在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力,因此把握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。2、溫度應(yīng)力的分析依據(jù)施工過(guò)程中溫度應(yīng)力的形成過(guò)程可分為以下階段:早期:自澆筑混凝土開(kāi)頭至水泥放熱基本結(jié)束,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,二是混凝土彈性模量的急劇

4、變化。由于彈性模量的變化,這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時(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)力與早期形成的殘余應(yīng)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(yīng)力引起的緣由可分為兩類(lèi):(1)自生應(yīng)力:邊界上沒(méi)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(yīng)力。(2)約束應(yīng)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(yīng)力。如箱梁頂板混凝土。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。要想依據(jù)已知的溫度精確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是

5、一項(xiàng)比較簡(jiǎn)單的工作?；炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)?shù)乃沙?這里不再細(xì)述。3、施工過(guò)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(yīng)力可以從掌握溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。掌握溫度的措施如下:(1)采納改善骨料級(jí)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?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削減澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;(4)規(guī)定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)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(zhǎng)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(shí)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(kāi)過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂力量,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止表面干縮,特殊是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是非常重要,應(yīng)特殊留意避開(kāi)產(chǎn)生貫穿裂縫,消失后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是非常困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主;正確的使用減水、防裂外加劑也是削減開(kāi)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(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(yīng)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(dāng)大的拉應(yīng)力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)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(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危急,但假如在拆除模板后準(zhǔn)時(shí)在表面掩蓋一輕型保溫材料,如泡沫、海棉等,對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。C:為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開(kāi)裂,提高混凝土的耐久性,正確作用外加劑也是削減開(kāi)裂的措施之一。(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)管表面張力,但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年月就已被國(guó)際上所公認(rèn)。(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(qiáng)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(lái)補(bǔ)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(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)發(fā)生,減水防裂劑可有效的提高混凝土抗拉強(qiáng)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(shí)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(shí)間適當(dāng),在有效防止水泥快速水化熱基礎(chǔ)上,避開(kāi)因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)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?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的試驗(yàn)對(duì)比和討論,比單純的靠改善外部條件,可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。4、混凝土的早期養(yǎng)護(hù)從最早可能的時(shí)間開(kāi)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(kāi)頭的問(wèn)題,只有什么時(shí)候能夠開(kāi)頭的問(wèn)題。例如,混凝土路面、橋面或地面施工,塑性收縮裂縫是長(zhǎng)期困擾的問(wèn)題。過(guò)去混凝土泌水量大,一般采納二次收漿,然后開(kāi)頭養(yǎng)護(hù),防止塑性收縮裂縫。現(xiàn)代高性能混凝土基本沒(méi)有泌水,假如風(fēng)大或溫度高,水分蒸發(fā)量大,混凝土表面很快就會(huì)消失裂縫,必需在終凝前再次抹面閉合裂縫。在工程實(shí)踐中,始終在摸索如何更早地開(kāi)頭養(yǎng)護(hù),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(hù)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(qiáng)度后,再進(jìn)行灑水或表面保水養(yǎng)護(hù)?；炷帘砻鏉耩B(yǎng)護(hù)至少持續(xù)3天,最終能達(dá)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