浅谈混凝土的施工温度与裂缝

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浅谈混凝土的施工温度与裂缝

篇1:浅谈混凝土的施工温度与裂缝

浅谈混凝土的施工温度与裂缝

(江苏省交通工程投资咨询事务所)

摘 要 通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。

关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。

在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

根据温度应力的`形成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表

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篇2:浅谈混凝土的施工温度与裂缝

浅谈混凝土的施工温度与裂缝

(江苏省交通工程投资咨询事务所)

摘 要 通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。

关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。

在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。

3 温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下:

(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;

(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;

改善约束条件的措施是:

(1)合理地分缝分块;

(2)避免基础过大起伏;

(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;

此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的.质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:

(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形

。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。

(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。

(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。

(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。

4 混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。

2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。

5 结束语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

篇3:混凝土的施工温度与裂缝

混凝土的施工温度与裂缝

本文对混凝土温度裂缝产生的原因,现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述.在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义.这主要是由于两方面的`原因.首先,是温度裂缝;其次,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响.本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨.

作 者:刘春  作者单位:廊坊市大厂回族自治县交通局公路管理站 刊 名:交通世界(建养机械) 英文刊名:TRANSPO WORLD 年,卷(期): “”(2) 分类号:U4 关键词: 

篇4:对混凝土施工中温度裂缝的探讨

对混凝土施工中温度裂缝的探讨

混凝土结构出现温度裂缝是施工中常遇到的问题,它影响到结构的'整体性和耐久性.本文基于温度应力,对混凝土温度裂缝产生的原因,混凝土温度的现场控制和预防裂缝的措施等进行阐述.

作 者:姜雪  作者单位:湖北金石炼化建设有限公司 刊 名:科技信息 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):2009 “”(24) 分类号: 关键词:混凝土   温度裂缝   成因   控制  

篇5:大体积混凝土的施工温度与裂缝处理探析

大体积混凝土的施工温度与裂缝处理探析

【摘要】本文对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施等进行阐述,以供同行参考。

【关键词】混凝土;温度应力;裂缝;控制

1 温度裂缝产生的原因

1.1 水泥水化热

水泥水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的7d左右,大量的水泥水华热使混凝土内部升高,在表面引起拉应力;后期在降温过程中,由于受到基础或表面已经凝固的混凝土的约束,因降温收缩的砼又会在混凝土内部引起拉应力,尤其对于大体积混凝土来讲,混凝土内部和表面的散热条件不同,内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,这种内外温差巨大的现象更加严重,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.2 混凝土的收缩

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下这种自发变形不会产生应力,但在受到外部约束时(支承条件、钢筋等),变形受限,在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

1.3 外界气温湿度变化的影响

浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的'浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,也会导致混凝土裂缝的产生。

2 温度的控制和防止裂缝的措施

2.1 从设计方面,对大体积砼进行设计优化

2.1.1 改善约束条件,减少由于砼自身原因引起的裂缝,在工程结构设计中要特别注意降低大体积结构的约束度。例如:合理地分缝分块;避免基础过大起伏等;

2.1.2 裂缝易发生部位加强构造措施:如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋,从而让钢筋代替混凝土承担拉应力,这样可以有效的控制裂缝的发展。

2.1.3 对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值,因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。

2.1.4 在设计中利用中低强度底水泥充分利用混凝土的后期强度。

2.2 从材料方面,合理的选用热量低、放热慢的材料,并结合外加剂的使用,是控制裂缝的重要措施

2.2.1 合理的选用水泥,减少用量

减少水泥水化过程中释放的热量,降低砼内温度梯度,是控制温度裂缝的重要措施,因此,对于大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种,而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同,水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙(C3A),其他成分依次为硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)和铁铝酸四钙(C4AF);另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥等低热水泥。

2.2.2 掺加外加料和外加剂

粉煤灰作为一种常见的外加料,可以增加混凝土的密实度,减少水泥用量,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低最终收缩值,能大幅降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升,防止结构出现温度裂缝,是防治混凝土温度裂缝的最有效的方法之一。

2.2.3 骨料控制

科学设计配合比,在保证强度的前提下,选取粒径大强度高级配好的骨料,确定适且的水灰比、水泥用量、砂率,不宜过多增加水泥用量,坍落度不宜过大,这样可以获得较小的空隙率及表面积,从而减少水泥的用量,降低水化热,减少干缩,减小了混凝土裂缝的开展。

2.3 制定合理的施工方案,加强施工管理

2.3.1 合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露,调整施工进度,避免在夏季或冬季的极端气候时段进行混凝土施工;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

2.3.2 严格遵守实验室签发的配料单进行配料,水、水泥、砂、石子均应以重量计,不得以车、锨数计量。称量偏差控制在允许偏差范围内。拌和程序和拌和时间应通过试验决定,并严格控制;

2.3.3 夏季施工应注意降低混凝土浇筑温度。降低混凝土浇筑温度应从降低混凝土出机口温度,减少运输和仓面的温度回升两方面入手。

2.3.4 冬季施工应注意混凝土保温,规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,也需采取采取保温措施,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

2.3.5 浇筑仓面控制。混凝土裂缝最先出现在混凝土的薄弱部位,所以应最大限度地减少薄弱部位出现。

2.3.6 二次抹压。混凝土浇筑完毕,抹压成型。在混凝土初凝前进行二次抹压,消除因混凝土干缩。塑性收缩产生表面裂缝,以增加表面混凝土密实度。二次抹压对消除以上原因产生的混凝土表面裂缝效果显著。

2.4 养护和表面保护

2.4.1 加强混凝土的早期养护,实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

2.4.2 注意混凝土的后期养护,当混凝土温度高于气温时应适当考虑推迟拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海绵等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。冬季浇筑混凝土拆模时间不宜过短,一般在5d左右,拆模后应立即对混凝土面进行保温,防止混凝土突然暴露在寒冷的空气中产生温度裂缝。

3 结束语

对于对于混凝土裂缝的成因和计算方法,学术界有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

篇6:混凝土的温度裂缝与控制论文

混凝土的温度裂缝与控制论文

摘要:全世界公认我国正在进行世界上最大规模的工程建设。混凝土已经广泛应用于工业与民用建筑之中。有关混凝土的裂缝控制问题是一项国际性的技术难题,而研究该问题主要是关于温度裂缝的问题。只有充分掌握混凝土温度裂缝的形成机理及其力学性能,才能更好的防治裂缝的产生,由于混凝土的离散性和其自身特点,使得目前对裂缝的产生机理认识还不成熟。文章对混凝土的温度裂缝与控制进行探讨分析。

关键词:混凝土;温度应力;裂缝;控制

这些混凝土结构,由外荷载引起裂缝的可能性较小,而由水泥水化过程中释放的.水化热引起的温度变化和混凝土收缩产生的温度应力和收缩应力是产生裂缝的主要原因,是在混凝土结构施工中要解决的重要问题。

1、温度收缩裂缝的基本特点

1.1收缩变形的特性及影响因素

一般混凝土最终收缩应变约为(3~5)×10-4,其特点是早期收缩快,半年内可完成第1年收缩量的80%~90%,一年后仍发展但已不明显。其影响因素主要有混凝土强度等级、水泥品种、水灰比、坍落度、掺和料、外加剂品种、养护(保温、保湿)和体表比及环境等因素。

1.2温度变形的特性及影响因素

混凝土温度线胀系数一般为1.0×10-5/℃,其变形随温差升降而变化,一般发生在混凝土浇筑终凝到建筑物使用1~3年内。其影响因素有季节温差、内外温差和日照昼夜温差。

1.3温度收缩裂缝的基本特点

(1)温度裂缝由收缩和温度变形共同产生,其分布一般为收缩和温度两种裂缝的组合,随环境湿度和温度而变化,随时间的延长而发展,裂缝的开裂和危害程度往往较单一的收缩或温度裂缝严重。

(2)根据不同工程裂缝出现的时间、发展与变化,以及分布、形状、尺寸等特征,一般可分为以收缩变形为主或以温度变形为主,实际工程中较常见的是以收缩变形为主的温度收缩裂缝,一般发生在混凝土浇筑后半月至数月之内,在一年以后趋于稳定,变形极小。

(3)主要影响的部位及构件是底层和顶层,房间的梁板构件以及基础梁、挑檐、栏板等外露构件。

2、混凝土结构温度裂缝的控制措施

2.1设置后浇带及控制温度收缩应力的措施

2.1.1设置后浇带。后浇带是列入《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(JGJ3-)中,目前设计人员常用的方法是利用混凝土早期收缩量大的特征,其设计思路是“以放为主”。主要作用是释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形。规程虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确的要求,不少资料对此也有介绍,但是结合多年来对南方地区一些较大型超长工程的设计施工看,深感对后浇带的做法必须予以重视。如设计施工处理不好,不仅达不到预期的效果,还会留下结构隐患。因此就后浇带的具体做法提出几点看法:

(1)间距:规程规定为30~40m。应根据具体工程结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑,一般以控制在30m左右为宜。

(2)位置:宜安置在小跨梁开间或受力较小的部位,一般可在梁跨1/3处;平面布置时,要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多;视具体情况可沿平面非直线宜曲折通过。

(3)宽度:规程规定800~1000mm。建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接的要求。可允许在1000~mm之间。

(4)钢筋:目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。第一种:梁、板钢筋均断开后搭接(规程要求),但由于梁钢筋搭、焊接处理筋多截面小操作困难,质量不易保证,易给结构造成隐患;第二种:板钢筋断开,梁钢筋直通不断。目前工程采用较多,但由于梁主筋不断开处理较多时,钢筋全部不断开会约束混凝土收缩,达不到预期效果。处理措施:梁上部钢筋、腰筋及板墙钢筋应断开后错开搭接或必要时先搭接后补焊。梁下部钢筋不断开,可适当加大配筋率。这样既可大大减小梁钢筋全部不断开对混凝土收缩形成的约束,又可避免梁钢筋全部断开后造成的钢筋搭、焊接困难,这种处理方法多年来已在一些工程中得到较好地使用。

(5)浇筑时间:JGJ3-2002规程要求,宜在两个月后且补浇筑后浇带混凝土时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于混凝土早期收缩量最大,相对1年的收缩量,半月约占30%~40%;1个月约占45%~55%;2个月约占65%~75%;半年约占80%~90%,故应按规范执行,一般应保证两个月后浇筑;当两个月后主体施工未完,可延后浇筑后浇带混凝土。

(6)后浇混凝土:采用无收缩或微膨胀混凝土,强度较主体混凝土提高一级,施工图设计要特别注明施工单位应注意的问题:后浇带两侧宜设钢筋网片,防止主体混凝土流入后浇带;在浇筑后浇带混凝土前应清理凿毛两侧,浇筑时要振捣密实,并精心养护;后浇带两侧支撑应保证稳定可靠,后浇带混凝土达到设计强度时方可拆除竖向及底模。

2.1.2有针对性地控制温度收缩应力的措施。

(1)加强屋面保温隔热措施,采用高效保温材料,严格满足建筑节能65%设计标准。

(2)屋面板、外廊板、阳台板等外露现浇板(含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板,均应在板面(即板的受压区)配置不小于[emailprotected]的双向钢筋网片,或支座钢筋隔一全跨贯通,但间距不宜大于200mm,配筋率不宜小于0.2%。以上板在有受力钢筋处,实配钢筋应考虑温度收缩应力影响予以适当增大。

(3)框架梁及所有现浇梁凡高度≥600mm(外露梁高度≥500mm)者均设置不小于214腰筋。腰筋宜细而密,间距不应大于200mm,每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%。

(4)檐口板、外露栏板应双面双向配筋,上下端头各配≥212温度抵抗筋,并每隔15~20m设置一道20mm温度伸缩缝。要控制现浇板混凝土强度等级不宜高于C35。后浇带列入现行规程中已在许多工程中广泛得到使用。其主要作用是减小混凝土早期以收缩为主的变形。因此,超长混凝土结构温度收缩裂缝的预防不能仅靠设置后浇带来解决,必须采取上述“放”、“防”、“抗”相结合的综合措施。在南方地区一些较大型的超长建筑中,根据具体工程各自的特点多次采用了上述综合措施,实践证明比较有效。防止和减轻南方地区超长混凝土结构温度收缩裂缝,目前应首先采用设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合预控措施。考虑目前建筑工程中混凝土温度收缩裂缝趋于增多以及超长混凝土结构的抗震性能偏低的现实,建议采用上述综合措施,房屋总长宜控制在120m以内。

2.2采用预应力混凝土结构

预应力混凝土可加强梁板刚度,梁板中所产生的预压应力可抵消由于混凝土温度变化和收缩产生的轴向拉应力,从而达到扩大温度伸缩缝间距不设后浇带的目的。经对某工程介绍了解到:梁板在采用无粘结预应力混凝土后,平面尺寸为84m×48m,未设后浇带,建筑物各功能使用良好。在满足建筑层高要求而采用该技术时,可考虑在采用必要的控制和抵抗温度应力的具体措施后,增大温度伸缩缝的间距,应结合工程状况具体分析应用。

3、结语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了初步探讨,虽然同行业专家对于混凝土裂缝的成因有不同的看法,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是可以避免的。

目前我们正在与一些专家探讨,用一种环保材料代替塑料薄膜,这种材料能溶于前后浇筑的混凝土之中,不影响前后浇筑混凝土结合强度。

参考文献

[1]安雪鹏.混凝土温度裂缝的控制方法[J].珠江水运,(10).

[2]张净.混凝土温度裂缝的分析和控制[J].住宅科技,2004(10).

篇7:高层建筑房屋防止混凝土温度裂缝的施工技术

高层建筑房屋防止混凝土温度裂缝的施工技术

摘要:本文从混凝土温度裂缝产生的机理以及影响因素进行分析,对高层建筑混凝土温度裂缝的一些预防措施进行了简要的介绍,以期能够与广大同行一参考意见。

关键词:高层建筑、温度裂缝、混凝土裂缝

一、前言

在高层建筑中,混凝土温度裂缝由于涉及到多方面,因此,针对混凝土温度裂缝的处理是一项较为复杂的问题。其中,引起温度裂缝的主要原因就是温差变化,在建筑施工过程中,如果能将在温度变化时采取必要的保护措施这将很大程度的提高建筑结构的整体受力性能以及耐久性。因此,做好对混凝土温度裂缝的控制措施非常重要。

二、混凝土温度裂缝产生的原因

1、混凝土温度裂缝产生的机理

只有了解了混凝土温度裂缝产生的机理,才能采取相应的措施,从而从其根源上对其进行有效的防治,也只有这样才能起到较为明显的立竿见影的效果,这也就是所谓的“知己知彼,百战百胜”,由此可见,了解混凝土温度裂缝产生机理的重要性不容小觑。顾名思义,温度裂缝肯定是与温度有着千丝万缕的关系,事实也是如此,在混凝土浇筑后的硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,这些汽化热就是产生温度裂缝的直接原因,为什么这么说呢?因为由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发,导致内部温度急剧上升。可是混凝土表面由于能够接触到外部流动的空气,因而散热相对来说较快,混凝土内外的结构散热速度不一致,这就导致内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,而当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。换言之,也就是说混凝土汽化热造成的其内外结构的温差是温度裂缝的直接的原因。而在实际的施工过程中,由于施工的环境更为复杂和不可预料,所以这种温度裂缝出现的可能性就进一步提高了,尤其是在混凝土施工中后期遇到温差变化较大或者是混凝土受到寒流的袭击的情况时,低温会导致混凝土表面温度急剧下降并且产生收缩,表面收缩的混凝土与内部热量还未释放的混凝土形成了鲜明的对照,将会产生很大的拉应力而出现裂缝,这种裂缝虽然往往只在混凝土表面较浅的范围内产生,但是其一旦出现就不会是一小部分,常常是在一定的范围内密集出现。而裂缝一旦出现,不仅会降低混凝土的相关性能参数,引起混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳和抗渗透的能力,而且由于裂缝为混凝土中的钢筋接触氧气提供了良好的环境,因而会混凝土中钢筋的锈蚀,二钢筋都被锈蚀了,也就为相关的建筑埋下了安全隐患。

2、混凝土温度裂缝的影响因素

了解了混凝土施工中温度裂缝产生的机理后,再让我们了解一下影响混凝土温度裂缝的相关因素,这样有助于我们进一步加深对于混凝土温度裂缝的认识,从而采取有效的措施,对混凝土温度裂缝进行相关的防治。结合混凝土温度裂缝的.成因我们不难推测,影响其的重要因素就是温差,温差越大,在混凝土中产生的张力和拉力也就越大,相关的裂缝也就越多越密集。那么什么因素会影响到温差呢?通过多年的观察总结和查阅相关的文献著作,笔者发现混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚,水泥用量越大,在浇筑时可能产生的内外的温差也就越大。而对于大体积混凝土,其形成的温度应力与其结构尺寸相关,并且总体上呈现一种正相关的趋势。也就是说,在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,其外部冷却的速度越快,其内部散热的速度越慢,因而其产生的温差也就越大,所以引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。

三、高层建筑基础大体积混凝土裂缝控制研究

篇8:混凝土裂缝控制与施工技术研究及工程应用

混凝土裂缝控制与施工技术研究及工程应用

如何控制混凝土裂缝是当前混凝土工程的一项重点和难点.本文针对混凝土产生裂缝的机理,提出预防混凝土裂缝的施工技术措施,进行合理的`施工设计防止有害裂缝的产生.

作 者:吴立明  作者单位:广东省建筑构件工程公司,广东,佛山,528248 刊 名:城市建设与商业网点 英文刊名:CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年,卷(期):2009 “”(24) 分类号: 关键词:混凝土   裂缝控制   施工设计   工程应用  

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