1 溫度應(yīng)力的形成

1)自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束一般約為30 d,這時水泥放出大量的水化熱和混凝土的彈性模量急劇變化,因彈性模量的變化混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力稱為早期溫度應(yīng)力的形成。2)自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度為止,由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起的應(yīng)力稱為中期溫度應(yīng)力的形成。在這期間混凝土的彈性模量與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,其混凝土的彈性模量變化不大。3)結(jié)構(gòu)物在沒有完全靜止和無任何約束時,內(nèi)部溫度是非線性分布的,這時混凝土表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力。

2 產(chǎn)生裂縫的主要原因

1)混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),當(dāng)結(jié)構(gòu)物某個面受到曝曬后溫度明顯高于其他位置,溫度梯度是非線性分布。結(jié)構(gòu)物內(nèi)部發(fā)生變化,這時混凝土將發(fā)生變形,由于受到自身約束作用,導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大而產(chǎn)生溫度裂縫,如:橋面板、大梁、橋墩側(cè)面受到太陽曝曬導(dǎo)致的溫度裂縫是最常見的原因。2)驟然降溫,突降大雨,冷空氣侵襲,日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面溫度突然下降,但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度,當(dāng)這些拉應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。3)混凝土施工,收縮引起的裂縫也是常見的?；炷潦湛s又可分為塑性收縮和縮水收縮兩種。a.塑性收縮時發(fā)生在混凝土施工澆筑后4 h~5 h左右。此時水泥水化反應(yīng)決裂分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)。混凝土失水收縮所產(chǎn)生的量很大,可達(dá)1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫在構(gòu)件豎向變面處,如:T梁,箱梁的底板、腹板與頂板交接處因硬化前沉實不均勻?qū)a(chǎn)生表面順腹板方向的裂縫。b.混凝土結(jié)硬以后,隨著表層水分逐步蒸發(fā),溫度逐步降低,混凝土體積減小稱為縮水收縮。因混凝土表層水分損失快,內(nèi)部損失較慢,因此產(chǎn)生表面收縮大,內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,表面混凝土收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當(dāng)表面混凝土承受力超過其抗拉強度時,便產(chǎn)生收縮裂縫。4)由于原材料不合格,水灰比不穩(wěn)定,拌合不均勻及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象,混凝土施工工藝不合理,如:混凝土澆筑過快,振搗不密實,施工時模板剛度不足,過早拆模,在高溫下澆筑無保護(hù)措施等都是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因。5)養(yǎng)護(hù)不周,時干時濕,表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,混凝土硬化期間水泥放出大量的水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力,尤其是在大體積混凝土澆筑后由于水泥水化放熱,致使內(nèi)部濕度很大,內(nèi)外溫差太大致使表面出現(xiàn)裂縫也是主要原因之一。

3 防治措施

在高溫季節(jié)混凝土施工應(yīng)根據(jù)實際情況,合理安排施工順序和作業(yè)時間,改善約束條件以防止裂縫的產(chǎn)生。1)改善施工條件,錯開太陽高照時間。在夏季施工應(yīng)避免在正午(12: 00~15: 00)澆筑混凝土。澆筑混凝土前應(yīng)對砂石材料,模板和作業(yè)場地進(jìn)行澆水降溫、準(zhǔn)備足夠的保養(yǎng)材料,如:水泵,保養(yǎng)布等。2)改善骨料級配,控制水灰比,正確使用外加劑和合理的施工工藝。根據(jù)當(dāng)天的天氣情況和混凝土的數(shù)量以及運距的遠(yuǎn)近來確定水灰比和坍落度。在混凝土強度達(dá)70%時方可拆模。3)專人專職及時對已澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)物澆水保養(yǎng),尤其是在施工中長期暴露的混凝土結(jié)構(gòu)物表面進(jìn)行覆蓋、保持混凝土的溫濕穩(wěn)定。

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