大體積混凝土在施工過程中,溫度裂縫是常遇到的問題,這也是大體積混凝土施工中的難點;溫度裂縫的產生會影響到結構的性能,嚴重時還會影響到結構的安全使用。銳昊建筑基于溫度應力對混凝土溫度裂縫產生的原因、混凝土溫度裂縫的控制和預防等進行分析。 

一、溫度裂縫產生的原(yuan)因分析 

混凝土裂縫產生的原因有很多種,一是由外荷載引起的,這是發生較為普遍的一種情況,二是結構次應力引起的裂縫,這是由于結構的實際工作狀態與計算假設模型的差異引起的;三是變形應力引起的裂縫,這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結構變形,當變形受到約束時便產生應力,當此應力超過混凝土抗拉強度時就產生裂縫。 

建筑工程中的(de)(de)大(da)體(ti)積混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)結構中,由(you)于(yu)(yu)結構截面大(da),水(shui)泥用(yong)(yong)量多(duo),水(shui)泥水(shui)化(hua)所釋放的(de)(de)水(shui)化(hua)熱會(hui)產(chan)生(sheng)較大(da)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)和收縮作(zuo)用(yong)(yong),由(you)此形(xing)成(cheng)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)收縮應(ying)(ying)(ying)力(li)是(shi)導致大(da)體(ti)積混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)主要原因。表(biao)面裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)是(shi)由(you)于(yu)(yu)混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)表(biao)面和內(nei)(nei)部的(de)(de)散熱條件不同,溫(wen)度(du)(du)(du)外低內(nei)(nei)高,形(xing)成(cheng)了溫(wen)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du),使混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)內(nei)(nei)部產(chan)生(sheng)壓應(ying)(ying)(ying)力(li),表(biao)面產(chan)生(sheng)拉應(ying)(ying)(ying)力(li),表(biao)面拉應(ying)(ying)(ying)力(li)超過混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)抗(kang)拉強度(du)(du)(du)而引起(qi)(qi)的(de)(de);通(tong)(tong)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)是(shi)由(you)于(yu)(yu)大(da)體(ti)積混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)在強度(du)(du)(du)發(fa)展到(dao)一定(ding)程度(du)(du)(du),混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)逐漸降溫(wen),這(zhe)個(ge)降溫(wen)差引起(qi)(qi)的(de)(de)變(bian)形(xing)加(jia)上混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)失(shi)水(shui)引起(qi)(qi)的(de)(de)體(ti)積收縮變(bian)形(xing),受(shou)到(dao)地基(ji)和其他結構邊(bian)界條件的(de)(de)約(yue)束時引起(qi)(qi)的(de)(de)拉應(ying)(ying)(ying)力(li),超過混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)抗(kang)拉強度(du)(du)(du)時所可(ke)能產(chan)生(sheng)的(de)(de)貫通(tong)(tong)整(zheng)個(ge)截面的(de)(de)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)。這(zhe)兩種(zhong)裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)不同程度(du)(du)(du)上,都屬有害裂(lie)(lie)縫(feng)(feng)(feng)。因此,掌握(wo)溫(wen)度(du)(du)(du)應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)變(bian)化(hua)規(gui)律及溫(wen)度(du)(du)(du)控制對于(yu)(yu)進行大(da)體(ti)積混凝(ning)(ning)土(tu)(tu)施工較為重要。 

二、溫度應力(li)的(de)分析(xi) 

(一)溫度應力的形成過程 

溫度應力的形(xing)成(cheng)可分為以(yi)下三個階段: 

早期:自澆筑混(hun)凝土開始至水泥(ni)放(fang)熱基本(ben)結束,一般約30天。這(zhe)個(ge)階段有兩個(ge)特征,一是水泥(ni)放(fang)出大量(liang)水化(hua)(hua)熱,二是混(hun)凝土彈性模(mo)量(liang)的(de)急劇變化(hua)(hua)。由于彈性模(mo)量(liang)的(de)變化(hua)(hua),這(zhe)一時期在混(hun)凝土內形成(cheng)殘余應力。 

中期:自水泥(ni)放熱作用基(ji)本結束時(shi)起至(zhi)混凝(ning)土(tu)冷(leng)(leng)卻到穩定(ding)溫(wen)度時(shi)止,這個時(shi)期中,溫(wen)度應(ying)力(li)主要是由于混凝(ning)土(tu)的冷(leng)(leng)卻及外界氣溫(wen)變(bian)化(hua)所引(yin)起,這些應(ying)力(li)與(yu)早期形(xing)成的殘余應(ying)力(li)相(xiang)疊(die)加,在此期間混凝(ning)土(tu)的彈性模量(liang)變(bian)化(hua)不(bu)大。 

晚期(qi):混凝土完全(quan)冷(leng)卻以(yi)后(hou)的(de)服役時期(qi)。溫(wen)度應力主要是外界氣(qi)溫(wen)變(bian)化所引起,這些應力與(yu)前兩(liang)種的(de)殘余應力相疊加。 

(二(er))溫度應力引起的原因(yin) 

對于邊界上(shang)沒(mei)有任何約(yue)束或完全靜止(zhi)的(de)(de)(de)結構,如果內部溫度是非線性分布的(de)(de)(de),由(you)于結構本(ben)身互相約(yue)束而出現(xian)的(de)(de)(de)溫度應力。因(yin)為大體積混(hun)凝土結構尺寸相對較大,混(hun)凝土冷(leng)卻(que)時表面溫度低(di),內部溫度高,在表面出現(xian)拉應力,在中(zhong)間過程出現(xian)壓(ya)應力,這種應力成為自身應力。 

結構的全(quan)部或(huo)部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力,此時(shi)的應力稱為約束應力。 

這兩種溫(wen)度(du)應(ying)力(li)往往和混凝土(tu)的(de)(de)干(gan)縮所引(yin)起的(de)(de)應(ying)力(li)共同(tong)作用。溫(wen)度(du)應(ying)力(li)的(de)(de)分布及大小是比(bi)較復雜的(de)(de),在(zai)大多數(shu)情況下,需(xu)要(yao)依靠(kao)模型試驗或數(shu)值計算。混凝土(tu)的(de)(de)徐變使溫(wen)度(du)應(ying)力(li)有相(xiang)當大的(de)(de)松弛,所以分析計算溫(wen)度(du)應(ying)力(li)時,還(huan)必(bi)須考慮徐變的(de)(de)影響。