混凝土施工温度及裂缝问题分析

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2013-02-18 10:10 热度:

  【摘要】: 随着混凝土工程出现的越来越多,以及人们对于工程质量要求的提升,关于混凝土工程施工过程中的裂缝问题也引起了施工人员的关注。本文作者通过自己的工作实践,首先分析了混凝土裂缝的原因,然后又结合混凝土施工温度的应力分析,提出了具体的混凝土施工温度控制以及防止裂缝的措施,最后又提出了进行混凝土的早期养护工作,彻底解决混凝土施工温度以及裂缝问题,保证施工安全,提升工程质量。

  【关键词】: 混凝土,施工温度,裂缝问题,应力分析,早期养护

  【引言】: 混凝土是现在工程建筑的主要材料,在工程建设中发挥了具大的作用,但是关于混凝土的裂缝问题却时常出现,严重影响着工程质量的好坏。经过综合分析探究,混凝土的裂缝问题主要是由于混凝土的温度应力的变化而引起的。所以关于混凝土的温度应力以及温度控制在工程施工过程中具有十分重要的作用。本文作者依照自己多年的工作经验,主要针对混凝土的裂缝问题以及施工温度加以分析,通过对于裂缝形成的原因提出了具体的防御措施和自己的看法,希望对于混凝土的是施工有所帮助。

  一、 混凝土裂缝的原因

  经过作者的长期工作经验总结,关于混凝土裂缝的原因有很多,主要是因为温度以及湿度的变化,还有混凝土

  结构不合理、原材料不合格等因素造成的。

  首先,在混凝土的硬化过程中,水泥水化放热,混凝土内部温度上升,导致形成混凝土表面拉应力;而在降温的过程中,则因为老混凝土的约束,会形成混凝土内部拉应力;另外,气温降低,也会导致混凝土表面拉应力的形成;当混凝土的抗裂能力低于混凝土的拉应力时,就会形成裂缝。同时,因为许多混凝土的表面湿度变化较大,而内部湿度变化缓慢;还有养护不周导致混凝土时干时湿等情况的出现都会导致裂缝出现[1]。

  混凝土属于脆性材料,在短期加荷时,关于极限拉伸变形范围为0.6×10 --1.0×10 ,而关于长期加荷的极限拉伸变形范围为1.2×10 --2.0×10 ,抗压强度是抗拉强度的十倍;因为混凝土的原材料不均匀,或者是水灰比不稳定等,还有混凝土运输以及浇筑过程中的离析现象等,致使同一块混凝土出现抗拉强度不均匀的现象,易于裂缝。现在的大多工程都属于钢筋混凝土,这样混凝土只用承受压应力,但是如果混凝土的结构内出现拉应力,则仍需混凝土来承担。在设计中,一般允许出现很小的拉应力,但是,在混凝土冷却时,则会因为内部温度而形成强大的拉应力,温度应力也可引起拉应力[2]。所以,熟悉温度应力的变化规律对于混凝土的施工具有十分重要的意义。

  二、 关于混凝土施工温度的应力分析

  (1) 混凝土温度应力的形成过程

  混凝土温度应力是形成大体上主要有三个时期:

  1、 早期,从混凝土浇筑到水泥放热结束,时间在一个月左右。在这段时间内,一方面水泥会放出大量的水化热,另一方面混凝土弹性模量会发生急剧变化,导致混凝土内形成残余应力。

  2、 中期,从水泥放热结束到混凝土温度冷却至稳定。在这段时间内,混凝土温度冷却和外界温度的变化都会引起温度应力,但是混凝土的弹性模量没有出现大的变化。

  3、 晚期,主要是指混凝土冷却之后的运转时期。外界温度变化造成温度应力,这些应力和早期以及中期的应力相互叠加。

  (2) 关于混凝土温度应力的分类

  混凝土的温度应力从引起原因上可以分为两类:

  1、自生应力

  对于完全静止的结构,或者是没有边界约束的结构,在内部温度成非线性分布时,因为结构本身互相约束而形成的应力,即为温度自生应力。例如,由于混凝土的设备结构尺寸较大,在混凝土冷却时,会出现温度外部高、内部低的情况,在外部形成拉应力,在内部形成压压应力[3]。

  2、约束应力

  由于混凝土的结构边界受到约束而引起的应力。此类情况常出现在箱梁顶板的混凝土上。

  三、 关于混凝土施工温度的控制以及防止裂缝的措施

  根据混凝土施工温度的应力分析可以推测出,要想防止裂缝,同时减轻温度应力,一方面可以控

  制混凝土的温度,以及混凝土周围的外界温度,另一方面可以改善混凝土的约束条件。

  (1) 控制混凝土以及周围温度的具体措施

  1、 改善骨料级配,减少混凝土中的水泥用量。例如,使用干硬性的混凝土,或者加入引气剂以及塑化剂等。

  2、 在混凝土拌合时,可以把水换用冰块进行冷却,还可以使用覆盖绝热材料,这样就可以通过粗骨料冷却而降低浇筑温度[4]。

  3、 分层浇筑混凝土,通过浇筑层面散热而降低温度;或者利用埋设水管,进行冷水降温。

  4、 在拆模的时候,进行表面保温,避免出现表面温度梯度;在寒冷的时候,要采取适当的保温措施。

  (2) 改善混凝土的约束条件的具体措施

  1、 合理的安排工序,适当的分缝分块,预防出现高差以及侧边长期暴露的情况。

  2、 保证基础起伏稳定。

  另外,改变混凝土的性能,保证混凝土的质量,加强混凝土的养护在整个施工过程中,都是十分重要的。

  为了提高模板周转,在混凝土的施工过程中,常要求尽早拆模。所以在拆模时,一方面要考虑拆模时间,另一方面在拆模之后要进行表面保护,利用塑料布等保温材料进行覆盖,避免过大的表面拉应力[5]。

  四、 混凝土的早期养护

  通过调查综合分析,混凝土的裂缝问题,主要是由于出现温度梯度而造成的,所以对于混凝土来

  说,保温工作对于防止裂缝十分重要。根据上文的温度应力分析,混凝土保温有下面几点要求:第一,避免混凝土内部和外部温差过大;避免混凝土出现表面温度梯度。第二,保证混凝土的施工期最低温度高于使用期的稳定温度。第三,避免混凝土过冷,降低新老混凝土之间的约束。

  混凝土的早期养护,实际上就是保持适当的温湿条件,防止混凝土出现冷缩或者干缩的情况,同时保证水泥水化的顺利进行。

  同时,混凝土的温度和适度往往是相互影响的,关于混凝土的保温措施往往也发挥着保湿的作用。理论上,新浇筑的混凝土自身含水量完全能够满足水泥水化的要求,但是由于蒸发等原因会出现水分损失,所以,施工过程中要重视混凝土浇筑后的最初几天,这几天是混凝土养护的最主要时期,它直接关系着水泥水化的效果[6]。

  小结:

  综上所述,通过对于混凝土施工温度和裂缝问题的分析,文中作者给出了具体的预防和改善措施,在实践工作中,也发挥了很好的应用效果。但是,具体的施工过程中,我们仍需要仔细观察、分析、总结,正确进行各种防御措施,避免混凝土施工温度以及裂缝问题的发生;另外,关于混凝土的裂缝问题仍有很多的因素影响,需要我们进一步的研究探讨,能够从根本上彻底解决裂缝问题。

  参考文献:

  [1] 胥雪. 浅谈混凝土的施工温度与裂缝 [J]. 科技与企业 2010(1):126—128.

  [2] 刘鑫. 桥梁工程大体积混凝土施工控制技术[J]. 科技致富向导2011(12):248—250.

文章标题:混凝土施工温度及裂缝问题分析

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