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论文混凝土裂缝的成因及预防措施

混凝土裂缝的成因及预防措施

【论文提纲】

一、绪论

随着城市建设的飞速发展和住房改革制度的不断深入,用户对房屋环境和质量的要求越来越高,建筑物质量通病、质量缺陷问题反映强烈,住户对房屋质量的投诉越来越多,已引起各级党和政府、工程界专家学者及社会各界的广泛关注,作为一个建筑质量安全监督管理工作者,很有必要研究在监管过程中,如何从材料应用、设计、施工等方面加强监管,做好预控,积极克服房屋质量缺陷裂缝,尤其是混凝土裂缝的问题,保证房屋建筑物使用的永久性,给用户提供一个舒适、满意的居住环境,这也是我们这些质量监管者的责任和使命,从而才能体现政府质量、安全监督管理工作者的技术性、权威性、专业性及全面性。

如今,房屋建筑已从以前的砖混结构向框架结构、框剪结构及剪力墙等结构发展;基础类型已由以前的砖条基、砼独立基础向现在的砼桩基础、砼筏板基础及砼桩阀联合基础发展;建筑层数由以前的六层向现在的小高层、高层及超高层发展;建筑规模也从以前的数千平方向现在的数万平方以及数十万平方发展,总之来说,现在的房屋建筑,都属于钢筋混凝土现浇结构,而钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同属性的材料混合形成的非均质脆性材料,钢筋混凝土结构在施工和使用中本身会出现不同程度、不同形式的裂缝,如何从材料选择、结构设计,施工工艺等方面预控,消除这些裂缝,本文对混凝土裂缝的形成原因及预防措施进行了初步探讨。

近年来,随着实心粘土砖的禁止使用,空心砖、蒸压粉煤灰砖及蒸压加气混凝土砌块的大力推广,预拌商品砼、高强砼及高强钢筋的广泛应用,建筑规模的日益扩大,尤其是保障性住房建设的力度不断加大,质量与工期的矛盾日显突出,现浇结构混凝土裂缝已成为目前建筑施工中的技术难题,住户有关房屋质量的网上留言、投诉日渐增多,我们更是三天两头就接到政府的督办件,责令我们立即派工程技术人员前去调查并处理。

搞得我们是大部分时间都用在处理这些投诉上,没有时间和精力开展正常工作,常常令人焦头烂额。

因此说,遏制混凝土裂缝已成为工程界仁人志士的当务之急。

作为工程质量安全监管者的我们,更有义不容辞的责任。

在近十年的实际工作中,我不断总结经验,借鉴同行及专家的研究成果,积极探索混凝土裂缝的成因,以及控制裂缝的预防措施。

并在分部工程质量验收、检查中,从实际工作出发,不断给设计单位提一些合理化建议和意见,因为他们不从事实际的施工工作;给施工单位提一些砼不同构件事前、事中、事后预控砼裂缝的要求和建议。

由于有了参建六方(建设单位、设计单位、地质勘察单位、监理单位、施工单位及检测单位)和政府质量监督管理部门的共同互动,这两三年来,我们**区建筑安装工程质量安全监督管理站所监督的建筑工程,在基础分部、主体分部验收以及竣工质量验收中,砼质量缺陷及混凝土裂缝大大减少,而且在竣工验收后的一段时间内,剪力墙、现浇梁、板等的裂缝也比较少见,裂缝也不明显,质量投诉也不断减少,我想,我们的苦口婆心总算没有白费,我也感到十分的欣慰。

二、混凝土的基本特性

普通混凝土的基本组成材料:

水泥、砂、石子和水

主要技术性质:

和易性、流动性、粘聚性、保水性

主要特点:

抗压强度高、抗拉强度低、延伸率小、易产生收缩裂缝

在混凝土结构设计规范中的强度等级可分为:

C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100,其中强度不低于C60的混凝土为高强混凝土。

混凝土是由胶凝材料将骨料结成整体的工程复合材料的统称。

按胶凝材料的组成,混凝土可分为水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土、聚合物水泥混凝土等。

房屋建筑工程主要使用普通的水泥混凝土。

水泥混凝土是以水泥、骨料(沙、石)和水为主要材料,也可加入外加剂和矿物掺合料等材料,经拌合、成型、养护等工艺制作的、硬化后具有足够强度的工程材料。

(一)普通混凝土的主要优点

(二)普通混凝土的主要缺点

(三)土木工程对混凝土的基本要求

1、满足设计要求的强度等级2、满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性3、满足工程使用环境条件所必须的耐久性4、较好的体积稳定性5、经济合理性。

三、混凝土裂缝产生的原因

混凝土,特别是商品混凝土,在浇筑以后,随着时间的推移,混凝土结构会产生裂纹,甚至裂缝,裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还需要从混凝土裂缝的形成原因人手。

正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

那么,是什么原因造成的呢?

主要有以下原因。

(一)组成混凝土的材料选择方面的原因

普通混凝土是建筑工程中应用范围最广、用量最大的混凝土,主要用于浇筑各种

(二)混凝土配合比设计原因

(三)、结构设计方面的原因

(四)施工工艺方面的原因

(五)4、初期混凝土收缩方面的原因

(六)、28天龄期内浇水养护对混凝土的原因

(七)、后期环境因素对混凝土的影响

四、混凝土施工中常见裂缝

按裂缝发生的时间和原因,混凝土的裂缝分为:

(1)硬化前的裂缝,主要有:

位移引起的裂缝(模板位移、地基沉降);塑性阶段的裂缝(塑形收缩、沉缩、自缩);早起受冻引起的裂缝

(2)硬化后的裂缝,主要有:

体积变化引起的裂缝(干缩、热变形);荷载引起的裂缝;物理化学反应引起的裂缝(碱骨料反应);延迟形成钙矾石、钢筋锈蚀、冻融循环)

施工中常见的主要是以下几种裂缝1、干缩裂缝2.塑性收缩裂缝3.沉陷裂缝4.温度裂缝5、施工操作不当引起的裂缝

五、混凝土裂缝的预防措施

(一)设计方面

(二)材料选择和混凝土配合比设计方面

(三)现场操作方面

六、混凝土裂缝常见的补救处理措施

随着施工经验的发展,现在混凝土裂缝修补的方法有很多如:

表面处理法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。

其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。

(一)表面处理法

(二)灌浆嵌缝封堵法

(三)结构加固法

(四)建筑构件裂缝的控制

通常在建筑工程中,易产生裂缝的构件主要有现浇梁和现浇板。

1、梁的裂缝控制

2、现浇混凝土板的裂缝控制

七、结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象。

混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

八、结束语

九、主要参考文献

【论文摘要】

由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、桥梁、隧道等工程中最常见的工程质量缺陷。

裂缝的存在和发展通常会使钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力,耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重的将威胁到人民群众的生命和财产安全。

针对工程建设中混凝土裂缝的问题,必须采取有效的技术措施加以防范和控制,以确保工程质量。

本文对混凝土裂缝的形成原因进行了浅要的分析,并提出了预防及处理的方法。

【关键字】混凝土裂缝成因预防措施

【正文】混凝土是目前工程用量最大的一种建筑材料,广泛引用于工业与民用建筑、水利与**等工程,然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度,不同形式的裂缝。

这不仅影响建筑物的外观,更重要的是危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。

因此,裂缝问题倍受人民群众的高度关注。

近年来,随着商品混凝土的大力推广应用及建筑结构形式的日趋大型化、复杂化,使得混凝土结构的裂缝成为一个相当普遍的现象,大量工程实践以及近代科学发表的关于混凝土强度等相关研究都表明:

建筑物的裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性。

因此,科学的对待裂缝问题是在对立法进行仔细观察、科学分类、认真研究的基础上,采取切实有效、可行的措施,将裂缝有害程度控制在允许的范围内。

裂缝作为在正常施工后不可避免的问题,引起了各级党和政府、工程界专家学者及社会各界的广泛关注以及讨论,都在积极探索、寻求有效的解决方案。

作为一个建筑质量安全监督管理工作者,很有必要研究在监管过程中,如何从材料应用、设计、施工等方面加强监管,做好预控,积极克服房屋质量缺陷裂缝,尤其是混凝土裂缝的问题,保证房屋建筑物使用的永久性,给用户提供一个舒适、满意的居住环境,这也是我们这些质量监管者的责任和使命,从而才能体现政府质量、安全监督管理工作者的技术性、权威性、专业性及全面性。

一、混凝土的基本特性

混凝土的基本组成材料:

水泥、石子(粗骨料)、沙(细骨料)和水、外加剂、掺合料按适当比例配合、拌制成拌合物,经成型硬化而成的人造石材。

混凝土的结构:

硬化混凝土是水泥石和骨料组成的颗粒状复合材料,有基相----水泥石、增强相----骨料、过渡相----界面三部分组成。

主要技术性质:

和易性、流动性、粘聚性、保水性

主要特点:

抗压强度高、抗拉强度低、延伸率小、易产生收缩裂缝

在混凝土结构设计规范中的强度等级可分为:

C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100,其中强度不低于C60的混凝土为高强混凝土。

(1)普通混凝土的主要优点

混凝土是由胶凝材料将骨料结成整体的工程复合材料的统称。

按胶凝材料的组成,混凝土可分为水泥混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土、聚合物水泥混凝土等。

房屋建筑工程主要使用普通的水泥混凝土,现在主要采用预拌的商品混凝土。

水泥混凝土是以水泥、骨料(沙、石)和水为主要材料,也可加入外加剂和矿物掺合料等材料,经拌合、成型、养护等工艺制作的、硬化后具有足够强度的工程材料。

1.原材料来源丰富。

混凝土中约70%以上的材料是砂石料,属地方性材料,可就地取材,避免远距离运输,因而价格低廉。

2.施工方便。

混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性,可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件及构筑物。

既可现场浇筑成型,也可预制。

3.性能可根据需要设计调整。

通过调整各组成材料的品种和数量,特别是掺入不同外加剂和掺合料,可获得不同施工和易性、强度、耐久性或具有特殊性能的混凝土,满足工程上的不同要求。

4.抗压强度高。

混凝土的抗压强度一般在7.5~60MPa之间。

当掺入高效减水剂和掺合料时,强度可达100MPa以上。

而且,混凝土与钢筋具有良好的匹配性,浇筑成钢筋混凝土后,可以有效地改善抗拉强度低的缺陷,使混凝土能够应用于各种结构部位。

5.耐久性好。

原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能,且对钢筋有保护作用,可保持混凝土结构长期使用性能稳定。

(二)普通混凝土存在的主要缺点

1.自重大。

1m3混凝土重约2400kg,故结构物自重较大,导致地基处理费用增加。

2.抗拉强度低,抗裂性差。

混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/10~1/20,易开裂。

3.收缩变形大。

水泥水化凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达500×10-6m/m以上,易产生混凝土收缩裂缝。

(三)土木工程对混凝土的基本要求

1、满足设计要求的强度等级:

抗压强度、抗弯强度抗拉强度等

2、满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性:

稠度(塌落度、维勃稠度)、可泵性

3、满足工程使用环境条件所必须的耐久性:

抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化(中性化)碱骨料反应、抗氯离子侵入性等。

4、较好的体积稳定性:

自收缩、干燥收缩、徐变、温度系数等。

5、满足上述四项要求的前提下,最大限度地降低水泥用量,节约成本,即经济合理性。

为了满足上述五项基本要求,就必须研究原材料性能,研究影响混凝土和易性、强度、耐久性、变形性能的主要因素;研究配合比设计原理、混凝土质量波动规律以及相关的检验评定标准等等。

二、混凝土裂缝产生的原因

混凝土,特别是商品混凝土,在浇筑以后,随着时间的推移,混凝土结构会产生裂纹,甚至裂缝,通常情况下,裂缝的存在不会影响构件的正常使用(宽度<0.05mm),但是在混凝土受到荷载、温差、湿度、化学作用等因素影响之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成混凝土工程中常见的裂缝,从而影响结构的安全。

裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还需要从混凝土裂缝的形成原因入手。

正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

那么,是什么原因造成的呢?

主要有以下原因。

(一)组成混凝土的材料选择方面的原因

普通混凝土是建筑工程中应用范围最广、用量最大的混凝土,主要用于浇筑各种

1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。

集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。

2.骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。

3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。

4.水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

5.水泥等级及混凝土强度等级原因:

水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。

混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

(二)混凝土配合比设计原因

1.设计中水泥等级或品种选用不当。

2.配合比中水灰比(水胶比)过大。

3.单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。

4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。

5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

(三)、结构设计方面的原因

1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。

2.设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。

3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

5.设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。

(四)施工工艺方面的原因

1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。

2.高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。

3.对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。

4.大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

5.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。

6.现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。

7.现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。

(五)、初期混凝土收缩方面的原因

(六)、28天龄期内浇水养护对混凝土的原因

(七)、后期环境因素对混凝土的影响(外界使用因素)

1.构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。

2.使用荷载超负。

3.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。

4.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。

5.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

三、混凝土施工中常见裂缝

按裂缝发生的时间和原因,混凝土的裂缝分为:

(一)硬化前的裂缝,主要有:

位移引起的裂缝(模板位移、地基沉降);塑性阶段的裂缝(塑形收缩、沉缩、自缩);早起受冻引起的裂缝

(二)硬化后的裂缝,主要有:

体积变化引起的裂缝(干缩、热变形);荷载引起的裂缝;物理化学反应引起的裂缝(碱骨料反应);延迟形成钙矾石、钢筋锈蚀、冻融循环)

施工中常见的主要是以下几种裂缝1、干缩裂缝2.塑性收缩裂缝3.沉陷裂缝4.温度裂缝5施工不当引起的裂缝6碱骨料反应裂缝7钢筋锈蚀引起的裂缝

收缩裂缝分为干缩裂缝和塑性收缩裂缝。

1、干缩裂缝

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。

水泥浆中水分的蒸发产生干缩,且这种收缩是不可逆的。

干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:

混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。

相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。

干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。

干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

干燥收缩贯穿于混凝土的凝结硬化阶段,它既包含化学过程,又包含物理过程。

所谓化学过程就是新拌混凝土是由水泥、砂、石子、水为主要成分配成的流动的混合介质,经过凝结硬化生成了硅酸钙等固体物质,体积收缩,混凝土密实;而物理过程就是在凝结硬化过程中,混凝土受到温度、湿度等因素的影响而蒸发失水干燥的过程。

混凝土的干燥收缩裂缝多见于大体积混凝土中,不仅会影响结构的抗渗性能,还会引起钢筋的锈蚀从而降低混凝土结构的耐久性乃至危及结构的使用安全性。

混凝土的干燥收缩主要和混凝土材料选择、用水量、水泥用量、水灰比、外加剂的选择、环境条件以及构件的尺寸等有关。

防止干燥收缩的措施主要有:

(1)选用低收缩量的水泥,比如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;

(2)减少拌合水的用量;(3)减少水泥用量;(4)取用适当的水灰比;(5)选用适当粒径的粗骨料,加大粗骨料的最大粒径以及骨料含量;(6)采取正确的养护措施,延缓混凝土的收缩;(7)添加膨胀剂或采用膨胀水泥,这样可以在混凝土内部产生压应力,从而抵消混凝土收缩时产生的拉应力,防止开裂;(8)实际工程中的混凝土结构或构件都存在约束,正是约束限制了混凝土的自由收缩,当收缩拉应力超过混凝土的极限拉应力的时候混凝土便开裂,因此应该在混凝土结构中设置适当的伸缩缝或者后浇带,从而降低混凝土的周围约束,有效释放混凝土内部的拉应力。

2、塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结硬化之前,表面因过早大量失水而产生的收缩。

塑性收缩裂缝多因大风、高温照射等原因出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。

较短的裂缝一般长20~30cm,且分布不均匀,较长的裂缝可达一米多,宽1~5mm,开始深度一般为几厘米的表面裂缝;硬化后有可能继续发展。

其产生的主要原因为:

混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的张力而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。

影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

防止塑性开裂的主要措施:

(1)保持混凝土上方的空气湿润;

(2)浇筑混凝土之前,将底板和模板浇水润湿;(3)在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,避免阳光直射以及减弱风速;(4)尽量缩短从搅拌到浇筑的时间,下料要快,振捣要密实;(5)及时用塑料膜覆盖或喷洒密封剂进行养护。

3、沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑问距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。

此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。

裂缝宽度受温度变化的影响较小。

地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。

4、温度裂缝

混凝土在硬化期间水泥水化过程中放出大量水化热不易散发,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。

后期随着混凝土内部温度的降低以及弹性模量的逐渐增大,混凝土收缩变形时受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。

外部气温的降低也会产生温差,在混凝土表面引起很大的拉应力。

温差越大温度拉应力越大,当这些拉应力超出混凝土抗裂能力时,即会出现由于温度升降引起的温度收缩裂缝。

尤其在大体积混凝土结构中,温度应力变化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,影响到结构的整体强度和耐久性;其次,在使用过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。

混凝土施工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,在后期降温过程中,由于表面温度散失较快,受到内部混凝土或基础的约束,使混凝土表面产生拉应力。

当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,即会出现温缩开裂。

即使混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度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,也往往会导致干缩裂缝。

混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇注过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉强度很低、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土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。

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550kg/ms,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。

由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成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(实践证明当混凝土本身温差达到25~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。

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,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

防止温度收缩裂缝的措施有:

(1)选择合适的混凝土配合比设计以及合理的施工工艺,降低混凝土的浇注温度提高混凝土的抗裂能力;

(2)降低水化热,减少水泥用量,采用低发热量的普通硅酸盐水泥以及矿渣水泥,另外添加粉煤灰等矿料和外加

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