混凝土结构温度裂缝产生的原因及预防措施.pdf
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1、混凝土结构温度裂缝产生的原 因及预防措施 夏 扬 ( 合肥学院, 安徽 合肥 2 3 0 0 6 1 ) 1 概述 建筑工程中, 钢筋混凝土结构和构件出现温度裂缝十分常 见。如果裂缝 为表面浅层裂缝称 为表 面温度裂缝 , 在较长或梁 板类的结构和构件中, 表面温度裂缝常平行于短边 ; 在较大面 积结构和构件中, 表面温度裂缝则常纵横相互交错 , 表面温度 裂缝多发生在施工期间。 如果裂缝为深层的裂缝称为内部贯穿 温度裂缝, 这种裂缝常与结构或构件的短方向平行, 裂缝沿结 构或构件全长分段出现, 两边较疏中间较密, 内部贯穿的裂缝 宽度在不同部位大小不一, 多发生在浇筑成型后数月内。内部 贯穿
2、温度裂缝缝宽夏季较细、 冬季较宽, 受温度变化影响较大, 裂缝通常沿构件高度呈下窄上宽 , 偶见下宽上窄。当结构顶板 或底板有较多钢筋, 则可能出现两端窄中间宽的梭状裂缝。 2 产生温度裂缝的主要原 因 2 1 结构长度过长 。 未按规范设置伸缩缝 混凝土结构设计规范 ( G B 5 0 o 1 O 一 2 0 0 2 ) 对于常见的现浇 式室内框架结构规定其结构伸缩缝最大间距为 5 5 m, 现浇式室 内剪力墙结构伸缩缝最大间距为 4 5 m, 但工程中有些结构长度 已经超过上述尺寸却没有采取任何措施 , 导致温度应力不能及 时 、 有效的释放出来 , 最后 出现各种裂缝。 2 2结构或构件
3、受到约束时 , 环境 中温度变化的影响 环境温度由阳光 日照温度和空气温度组成。 当结构或构件 变形受到约束时, 环境温度会使结构产生应力。对于剪力墙或 框架结构而言, 楼板的变形受到剪力墙墙体或梁的约束 , 梁的 变形受到剪力墙墙体或柱的约束, 剪力墙墙体或柱受到基础的 约束。在环境温度变化( 升温或降温) 时, 引起连续介质各点间 约束应力 , 当应力超过混凝土的拉应力时就会产生裂缝。这类 裂缝通常较深 , 甚至是贯穿性的, 将破坏结构和构件的整体性。 如受寒潮袭击 、 风吹 日晒( 风速的增大加速了混凝土水分蒸发 速度) 或基础长期未回填, 温度变化时也常出现这类裂缝。 2 3结构或构件
4、自身的温差引起的 混凝土在浇筑成型 4 h 1 5 h后,水泥水化反应激烈释放出 大量水化热, 内部温度持续上升, 使表面和内部温差较大。 当冬 季施工受到寒潮袭击、 过早撤除保温层或过早拆除模板等形成 非均匀的降温差时, 混凝土表面因急剧的温度变化而产生大的 降温收缩 , 此时表面混凝土将产生很大的拉应力 , 而混凝土早 期抗拉强度很低, 因而出现表面温度裂缝 , 但这种裂缝只在表 面较浅的范围内出现, 表面层以下结构仍保持完整。建筑物的 屋面和大体积混凝土易出现表面温度裂缝。 2 4工艺过 程控 制不严 采用蒸汽养护的构件 , 如果构件降温控制不严, 降温过速 或养护窑坑急速揭盖, 则使混
5、凝土表面急剧降温, 而受到胎膜 或肋部的约束, 常导致构件肋部或表面出现裂缝。 3 预 防措施 温度裂缝对钢筋锈蚀、 碳化、 抗疲劳、 抗冻融等方面有着重 要的影响, 只要采取适当措施加强预防, 是可以减少出现温度 裂缝 的。 3 1采用合理的设计、 构造措施 温度裂缝常出现在伸缩缝间距过大的建筑中。 有的建筑物 温度伸缩缝的间距虽然符合规范的要求 ,但是由于施工周期 长, 使结构成为暴露在大气中的露天结构, 温度变化比室内结 构要大的多, 在施工期间就会出现温度裂缝。 混凝土结构设计 规范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) 第 9 1 1 条规定了钢筋混凝土结构伸缩 缝的最
6、大间距 : 现浇挑檐 、 雨篷等外露结构的伸缩缝间距不宜 大于 1 2 m, 当屋面无保温或隔热措施时, 框架结构、 剪力墙结构 的伸缩缝间距宜按露天隋况数值取用。同时, 在构造上可通过 采用后浇带分段施工。通过采用专门的预加应力措施、 减小混 凝土温度变化或收缩、 屋面采用隔热效果较好的架空板、 仅在 屋面层设置伸缩缝等措施来减少温度裂缝的产生。 3 2提高混凝土的抗拉强度 适当提高混凝土强度等级 , 合理选择原材料和配合比。水 泥应优先采用水化热低的品种 , 如矿渣硅酸盐水泥; 可用粉煤 灰代替部分水泥, 减少混凝土的用水量 、 水泥用量 , 减少水化 热 , 同时可以改善混凝土的粘塑性;
7、 采用级配良好的石子, 控制 砂 、 石含泥量; 在混凝土中掺入减水剂 , 降低水灰比; 严格施工 分层浇筑振捣密实, 以提高混凝土抗拉强度。但混凝土强度等 级不宜过高, 在满足承载力和防水要求下, 在 C 2 5 C 4 0的范围 内选用。 如果混凝土等级过高, 水泥用量大, 混凝土硬化过程中 水化热高, 收缩大, 则可能引起更大的温度裂缝。因此, 应在提 高抗裂的基础上综合考虑后采取相应的混凝土等级。 同时, 可通过加强早期养护来提高抗拉强度。混凝土浇筑 后, 加强早期养护, 提高抗拉强度。混凝土浇筑后, 最高水化热 引起的温度 比刚入模温度约高 3 0 一 3 5 ,表面应及时用草 袋、
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