暑溫度應(yīng)力 

一、溫度應(yīng)力的形成過程 溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下3個(gè)階段: 1,、早期自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,，一般約30d。這個(gè)階段的特征一是水泥放出大量的水化熱,，二是混凝土彈性模量的急劇變化,。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力,。2,、中期自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)開始至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)為止,，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻以及外界氣溫的變化而引起,，這些應(yīng)力與早期所形成的殘余應(yīng)力相疊加,。此期間混凝土的彈性模量變化不大。3,、晚期混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期,。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前2種的殘余應(yīng)力相疊加,。二,、溫度應(yīng)力形成原因 溫度應(yīng)力形成的原因可分為兩類：1、自生應(yīng)力邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,，橋梁墩身,、結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低,，內(nèi)部溫度高,，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力,。2,、約束應(yīng)力結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力,。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土,。以上2種溫度應(yīng)力往往與混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。三,、溫度的控制和防止裂縫的措施 為了防止裂縫,，減輕溫度應(yīng)力，可以從控制溫度和改善約束條件2個(gè)方面著手,。控制溫度的措施 1,、采用改善骨料級(jí)配,，用硬性混凝土，摻混合料,，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量,。2、拌合混凝土?xí)r對(duì)水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度,。3,、熱天澆筑混凝土?xí)r應(yīng)減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱,。4、在混凝土中埋設(shè)水管,，通入冷水降溫,。5、規(guī)定合理的拆模時(shí)間,，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。6,、施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

四,、改善約束條件的措施 1,、合理地分縫分塊。2,、避免基礎(chǔ)大起大伏,。3、合理安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露,。4,、混凝土的早期養(yǎng)護(hù) 實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫,，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,，其主要原因是溫度梯度造成，寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫,。因此,，混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：(1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,，防止表面裂縫。(2)防止混凝土超冷,，應(yīng)盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度,。(3)防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束,。

混凝土的早期養(yǎng)護(hù),，其主要目的在于保持適宜的溫濕條件，從而達(dá)到2個(gè)方面的效果,，一方面是使混凝土免受不利溫,、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮；另一方面是使水泥水化作用順利進(jìn)行,，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力,。適宜的溫、濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的,?；炷恋谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч睦碚撋戏治?，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余,。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化,，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響,。因此，混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期,，在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來,。

水泥水化產(chǎn)生很多的熱量，使混凝土內(nèi)部溫度值很高,，形成內(nèi)部受壓外部受拉,，規(guī)范規(guī)定當(dāng)受壓溫度與受拉溫度超出 25℃時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力,，其累計(jì)值過大就易使混凝土溫差層開裂,。升溫過程也是應(yīng)力產(chǎn)生的過程，升溫速度越快,，應(yīng)力產(chǎn)生越大,。如果降溫時(shí)的速率大于升溫時(shí)，形成降溫溫度梯度過大產(chǎn)生應(yīng)力,，也會(huì)使混凝土的內(nèi)部出現(xiàn)開裂,。以上兩種開裂的表現(xiàn)形式是很難見的，一般只有依靠測(cè)溫記錄的數(shù)值來判斷,。所以測(cè)溫的重要性就在于此,。降低最高溫度：1、降低溫升值：（1）選用低熱水泥,；（2）或選用低標(biāo)號(hào)水泥,；（3）盡量降低水泥用量；（4）摻加低收縮摻合料,。2,、降低澆筑溫度值：（1）使用低溫水；（2）砂石冷卻,；(3)混凝土罐車保溫或水沖降溫；（4）遮陽或覆蓋。3,、摻加緩凝劑延緩峰值時(shí)間 ,。4、基礎(chǔ)混凝土內(nèi)摻加大塊石料（吸收部分熱量）,。5,、放慢澆筑速度：根據(jù)環(huán)境條件充分利用混凝土的初凝時(shí)間，使熱量逐步釋放達(dá)到降低最高溫度值的目的,。升溫階段 ：混凝土終凝后開始硬化并產(chǎn)生熱,，中心溫度不斷上升并往四面擴(kuò)散，建議此時(shí)僅覆蓋塑料布即可,，不要進(jìn)行保溫處理,，以免造成溫度積蓄過多，會(huì)延長(zhǎng)降溫階段的時(shí)間,。降溫階段：混凝土溫度達(dá)到峰值并持續(xù)一段時(shí)間后開始降溫,，這個(gè)階段是大體積混凝土關(guān)鍵階段。一般測(cè)溫點(diǎn)以平面 5～8m的間距布置在結(jié)構(gòu)有代表性的位置,，垂直基準(zhǔn)點(diǎn)布置在混凝土上表面往下（表層）和下底面往上（底層）50mm～100mm處,，控制指標(biāo)以相鄰兩點(diǎn)的層溫度差值不大于25℃，表層點(diǎn)值與混凝土表面（塑料布與混凝土間）的溫度差不大于25℃,，是控制混凝土表層與表面不出現(xiàn)開裂,。由于混凝土塊體在升溫及降溫階段都處在塑料布覆蓋的條件下，與大氣環(huán)境不產(chǎn)生介質(zhì)交換,，所以大氣溫度與塊體內(nèi)部溫度不產(chǎn)生利害關(guān)系,，不考慮控制指標(biāo)。但可以考慮與表面的溫度差,。由于降溫是一個(gè)緩慢的階段,，隨時(shí)觀察測(cè)溫結(jié)果對(duì)混凝土塊體進(jìn)行適宜的保溫養(yǎng)護(hù)是非常重要的，從經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出,，當(dāng)溫度差連續(xù) 12h（4h×3）超標(biāo)時(shí)就應(yīng)考慮加強(qiáng)保溫處理,。當(dāng)溫度差連續(xù)12h小于15℃時(shí)，可采取白天掀開部分保溫層降溫,，這樣有利于整體施工進(jìn)度,。關(guān)于降溫速率：如前所說，控制降溫速率是很重要的工序,，過快的降溫速度會(huì)使混凝土應(yīng)力松弛過快出現(xiàn)開裂,。有關(guān)規(guī)范要求降溫速率在 1.5℃/d，從經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)降溫速率可控制在2.0℃/d～3.0℃/d,，因?yàn)檫@個(gè)速率對(duì)于膨脹劑的7天潮濕養(yǎng)護(hù)是可以達(dá)到的,，同時(shí)施工一般也能滿足,。對(duì)于施工放線要視溫度及溫差的具體情況來定，一般可采?。翰怀繁?，定主要基準(zhǔn)點(diǎn)和白天氣溫好逐步掀開保溫層放線。養(yǎng)護(hù)：大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)該達(dá)到兩種目的：保持充分潮濕和控制溫差,。采用何種養(yǎng)護(hù)方式主要看施工季節(jié)和混凝土內(nèi)部的最高溫升值來確定,，但最終都必須保證混凝土不因內(nèi)外溫差過大而開裂。

拆模與加筋

在商品混凝土的施工中,，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,，往往要求新澆筑的商品混凝土盡早拆模。當(dāng)商品混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間,，以免引起商品混凝土表面的早期裂縫,。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力,，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象,。在商品混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā),，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板,，表面溫度驟降,，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力,，與水化熱應(yīng)力迭加,，再加上商品混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等,，對(duì)于防止商品混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,，具有顯著的效果。加筋對(duì)大體積商品混凝土的溫度應(yīng)力影響很小,，因?yàn)榇篌w積商品混凝土的含筋率極低,。只是對(duì)一般鋼筋商品混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的,，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān),。鋼的線脹系數(shù)與商品混凝土線脹系數(shù)相差很小,，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力,。由于鋼的彈性模量為商品混凝土彈性模量的7～15倍，當(dāng)商品混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí),，鋼筋的應(yīng)力將不超過100～200kg／cm2,。因此，在商品混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難,。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小,、寬度與深度較小了,。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對(duì)提高商品混凝土抗裂性的效果較好,。商品混凝土和鋼筋商品混凝土結(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫,，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,，但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響,。

來源 丨砼享未來聞寶聯(lián)技術(shù)空間