摘要:
重點分析了現場混凝土溫度的控制對裂縫產生的影響,并提出相應的預防措施。
在大體積混凝土施工過程中,溫度的控制對混凝土的質量具有重要的影響。主要有兩個方面的原因。首先,在施工過程中混凝土常常出現溫度裂縫,影響到結構的整體性和耐久性; 其次,在運轉過程中,溫度變化對結構的應力狀態(tài)有顯著的影響。本文對施工中混凝土溫度產生裂縫的原因和處理措施做一探討。
1 溫度裂縫產生的原因
混凝土硬化期間水泥釋放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力, 后期在降溫過程中,由于受到基礎或老混凝土的約束,又會在混凝土內部出現拉應力,當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現裂縫。在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。
2 溫度應力的分析
溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,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形成殘余應力。中期:自水泥放熱作用基本結束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及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
晚期:混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。
溫度應力引起的原因可分為兩類:
1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如,橋梁墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內部溫度高,在表面出現拉應力,在中間出現壓應力。
2)約束應力:結構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力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。
這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。
要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算?;炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈敶蟮乃神Y,計算溫度應力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。