混凝土溫度裂縫

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混凝土澆筑后，初凝過程中因水化熱得不到及時散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度較高，內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起的裂縫。

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特點(diǎn)

1）溫度裂縫在結(jié)構(gòu)中較多見，有表面的、深層的和貫穿的。

2）表層溫度裂縫走向無一定規(guī)律，?？v橫交錯呈龜紋狀，且多發(fā)生在施工期間。

3）深層和貫穿的溫度裂縫一般與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件短邊方向平行或接近于平行，裂縫沿全長分段出現(xiàn)，多發(fā)生在混凝土澆筑后2～3個月或更長的時間，且冬季縫寬，夏季縫窄。

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典型實(shí)例

圖1：表層溫度裂縫

圖2：深層（貫穿）溫度裂縫

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原因分析

1）表層溫度裂縫多數(shù)是由于溫差較大而引起的?；炷两Y(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后，在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大。當(dāng)產(chǎn)生非均勻的降溫時，將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，此時表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。而混凝土早期抗拉強(qiáng)度很低，因而出現(xiàn)裂縫。但這種溫差在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此，裂縫只在接近表面較淺的范圍內(nèi)出現(xiàn)，表層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。

2）深層和貫穿的溫度裂縫多由于結(jié)構(gòu)溫差較大，受到外界的約束而引起。當(dāng)大體積混凝土基礎(chǔ)、墻體澆筑在堅(jiān)硬地基或厚大的老混凝土墊層上時，沒有采取隔離層等放松約束的措施，如果混凝土澆筑時溫度很高，加上水泥水化熱的溫升很大，使混凝土的溫度很高，當(dāng)混凝土降溫收縮，全部或部分受到地基、混凝土墊層或其他外部結(jié)構(gòu)的約束，將會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力，產(chǎn)生降溫收縮裂縫。這類裂縫較深，有時是貫穿性的，將破壞結(jié)構(gòu)的整體性?；A(chǔ)工程長期不回填，受風(fēng)吹日曬或寒潮襲擊等作用，框架結(jié)構(gòu)的梁、墻板、基礎(chǔ)梁，由于與剛度較大的柱、基礎(chǔ)約束，或預(yù)制構(gòu)件澆筑在臺座或臺座伸縮縫處，因溫度變形受到約束，降溫時也常出現(xiàn)這類裂縫。

3）采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件，混凝土降溫控制不嚴(yán)，降溫過速，或養(yǎng)護(hù)窯坑急速揭蓋，使混凝土表面急速降溫，而受到肋部或胎膜的約束，常導(dǎo)致構(gòu)件表面或肋部出現(xiàn)裂縫。

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預(yù)防措施

1）防止表面溫度裂縫關(guān)鍵在于控制混凝土內(nèi)外的溫差?；炷翝仓笠皶r覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，冬季要采取保溫措施，不要過早拆模與保溫層。拆模時要控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)。地下結(jié)構(gòu)拆模后要及時回填。

2）防止深層和貫穿裂縫，要盡量選用水化熱低的水泥，或摻入適量的粉煤灰。

3）選用級配良好的骨料，控制砂石含泥量和水灰比，充分振搗，提高混凝土的密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度。

4）降低混凝土澆筑溫度，如澆筑時避開炎熱天氣，用冰水拌合混凝土等。

5）分層、分塊間隔澆筑大體積混凝土，間隔時間5～7天，以利于散熱和減少約束。

6）每隔30m留一條后澆帶，待40天后再澆筑，以減小溫度收縮應(yīng)力。

7）在巖石等堅(jiān)硬地基上澆筑長、大混凝土基礎(chǔ)時，可先用瀝青等鋪設(shè)隔離層，以減輕約束力。

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混凝土工程裂縫及預(yù)防：溫度裂縫及預(yù)防

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝仓?，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當(dāng)水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70℃左右甚至更高）。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實(shí)踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25℃～26℃時，混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

主要預(yù)防措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的“三冷技術(shù)”的基礎(chǔ)上采用“二次風(fēng)冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。六是在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。七是高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。九是在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)外溫差。十是加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻、保護(hù)措施。十一是預(yù)留溫度收縮縫。十二是減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設(shè)5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。十三是加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施，以防止寒潮襲擊。十四是混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。