在工程運行過程中，溫度的變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的、不容忽視的影響。目前人們遇到的主要是施工中產(chǎn)生的溫度裂縫，本文對混凝土施工中裂縫的成因和處理措施作如下初步探討。
混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位，而混凝土的裂縫較為普遍，特別是在水利水電工程建設(shè)中，混凝土裂縫幾乎無處不在。盡管我們在施工中采取各種措施，小心謹慎，但裂縫仍然時有發(fā)生。究其原因，人們對混凝土溫度應(yīng)力的變化注意不夠是原因之一。在大體積混凝土中，溫度應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的主要因素之一，這就反映了混凝土施工溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因，首先，在施工中混凝土膠結(jié)材料產(chǎn)生水化熱，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力而出現(xiàn)溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性；其次，在工程運行過程中，溫度的變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的、不容忽視的影響。目前人們遇到的主要是施工中產(chǎn)生的溫度裂縫，本文對混凝土施工中裂縫的成因和處理措施作如下初步探討。
1. 裂縫的成因
混凝土產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要因素是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格、模板變形和基礎(chǔ)不均勻沉降等。
混凝土在硬化期間水泥產(chǎn)生大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在混凝土表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力，當這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。
許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化，如養(yǎng)護不當、時干時濕，表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土體的約束，也往往產(chǎn)生裂縫。
由于原材料質(zhì)地不均勻、水灰比不穩(wěn)定以及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊體混凝土中其抗拉強度也是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。施工中混凝土由最高溫度冷卻到工程運行時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應(yīng)力，有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力。因此，掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。
2. 溫度應(yīng)力的分析
溫度應(yīng)力根據(jù)其形成過程可分為以下三個階段：
第1 階段：自開始澆筑混凝土至水化熱基本結(jié)束，一般約為30天。這個階段具備兩個特征：一是水泥揮發(fā)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，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
第2 階段：自水化熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止。在這個時期，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。
第3 階段：混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起， 這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。