温度裂缝多发于大规模混凝土表面或温差波动较大地区的混凝土结构中,温度裂缝产生的原因是什么?下面小编就为大家介绍一下温度裂缝产生的原因。
一、温度裂缝产生的原因
1、因为温差大,混凝土结构硬化时水泥释放大量水化热,内部温度升高,使混凝土表面和内部温差大,混凝土内部膨胀高过外部,混凝土表面拉应力大,混凝土早期抗拉强度比较低,造成裂缝出现。这种温差一般只在表面较大,离开表面很快就减弱,因此裂缝只发生在接近表面的范围内,表面层以下的结构仍然完整。
2、结构温差较大。当大体积混凝土浇筑在约束地基(如桩基)上时,因为外部约束,并没有采取特殊措施减少、放松或取消约束,或根本没办法消除约束,裂缝容易深入,直到整个混凝土贯穿整体。
二、温度裂缝的形成过程一般分为三个时期:
一是初期裂缝,即在混凝土浇筑的加热期,因为水化热,混凝土浇筑后2-3天温度急剧上升,内热外冷引起“约束力”,超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
二是中期裂缝,即水化热冷却期。当水化热温升至峰值时,结构温度接近环境温度,结构温度引起“外约束力”,超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
三是后期裂缝。当混凝土接近周围环境条件时,保持相对稳定。当环境条件发生剧烈变化时,因为混凝土是不良导体,形成温度梯度。当温度梯度较大时,混凝土会产生裂缝。
温度裂缝的产生一般是在所难免的,重要的是如何控制在规范允许的范围内,为了有效控制,必须进行科学预测,以确保控制的准确性。温度应力的控制一般是现场进行温度控制。浇筑混凝土时,采用温度传感器和温度计,从浇筑开始测量温度(包括模具温度、环境温度),及时抹灰(特别是初凝前)和保温保湿保养。浇筑后,根据温度控制指标,及时调整保温保湿养护条件。这里需要注意的是,温度影响系数受温度、湿度、散热界面(土壤、空气等)、初凝时间、风速、温差影响较大,特别是当风速和温差较大时,温度影响系数会大大降低,最高温升会降低。但为了防止冷却过快,形成较大的温度梯度,夏季选择蓄水养护,秋冬覆盖草袋、海绵,如施工现场风大,气候干燥,拆模后应及时采取防风、保温措施,及时回填,实践证明这些方法对温度影响系数的变化非常有用,控制也非常成功。
三、温度裂缝主要预防措施:
1.尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
2.减少水泥量,尽量将水泥量控制在450公斤/立方米以下。
3.降低水灰比,一般混凝土水灰比控制在0.6以下。
4.改善骨料级配,加入粉煤灰或高效减水剂,减少水泥用量,降低水化热。
5.改进混凝土搅拌加工工艺,在传统三冷技术的基础上采用新的二次风冷工艺,降低混凝土浇筑温度。
6.在混凝土中加入一定量的具有减水、增塑、缓凝作用的外加剂,提高混凝土混合物的流动性和保水性,降低水化热,延缓热峰的发生。
7.高温季节浇筑时,可采用遮阳板等辅助措施控制混凝土温升,降低浇筑混凝土温度。
8.大体积混凝土的温度应力与结构尺寸有关,应合理安排施工工艺,分层浇筑,有利于散热,减少约束。
9.在大体积混凝土内设置冷却管,通过冷水或冷空气冷却,降低混凝土内外温差。
10.加强对混凝土温度的监测,及时采取冷却保护措施。
11.预留温度收缩缝。
12.减少约束,浇筑混凝土前,应在基岩和老混凝土上铺设砂垫层或使用沥青等材料。
13.加强混凝土养护。混凝土浇筑后,及时覆盖湿草帘、麻片,注意洒水养护,适当延长养护时间。在寒冷季节,混凝土表面应采取保温措施,防止寒潮袭击。