建筑期刊征稿混凝土的温度裂缝

　　本篇文章是由《基建管理优化》发表的一篇建筑论文，创刊于1989年，立足上海、联合华东、面向全国，并拥有全国一流的基建管理研究阵营：10多位国家有关部委领导任顾问;200多名副教授、高级工程师等以上职称的专家、学者组成的编辑委员会;100多名教授、研究员等全国著名专家、学者和厅局级以上干部组成的常务编委会。真是精英荟萃，群芳竞艳!

　　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等进行了阐述。

　　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 裂缝的产生原因

　　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，表面子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。

　　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：自浇筑混凝土开始全水泥放热基本结束，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，二是混凝土弹性模量的急剧变化。出于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)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。

　　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)在混凝上中埋设水管，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合理的安排施了工序，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，因此施厂中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。