大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要影響因素

　　大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要影響因素

　　大體積混凝土由于截面大，水泥用量大，水泥水化釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化，由此形成的溫度應(yīng)力是導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫的主要原因。這種裂縫分為兩種:

　　① 大體積混凝土澆筑初期，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱，使大體積混凝土的溫度很快上升。但由于大體積混凝土表面散熱條件較好，熱量可以向大氣中散發(fā)，因而溫度上升較少;而大體積混凝土內(nèi)部由于散熱條件較差，熱量散發(fā)少，因而溫度上升較多，內(nèi)外形成溫度梯度，形成內(nèi)外約束。結(jié)果大體積混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，面層產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過大體積混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，大體積混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。

　?、?大體積混凝土澆筑后數(shù)日，水泥水化熱基本上已釋放，大體積混凝土從最高溫逐漸降溫，降溫的結(jié)果引起大體積混凝土收縮，再加上由于大體積混凝土中多余水份蒸發(fā)、碳化等引起的體積收縮變形，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束(外約束)，不能自由變形，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力(拉應(yīng)力)，當(dāng)該溫度應(yīng)力超過大體積混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，則從約束面開始向上開裂形成溫度裂縫。如果該溫度應(yīng)力足夠大，嚴(yán)重時(shí)可能產(chǎn)生貫穿裂縫。

　　大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果。一方面是大體積混凝土由于內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和大體積混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束(內(nèi)約束)阻止這種應(yīng)變。一旦溫度應(yīng)力超過大體積混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。上述大體積混凝土溫度應(yīng)力的大小取決于水泥、水化熱、拌合澆筑溫度、大氣溫度、收縮變形及當(dāng)量溫度等因素，同時(shí)它與大體積混凝土的降溫散熱條件和硅升降溫速密切相關(guān)的，而大體積混凝土抗拉強(qiáng)度的提高與大體積混凝土本身材料性能有關(guān)，此外還與施工方案及配筋等因素有關(guān)。

　　水泥水化熱

　　水泥在水化過程中要產(chǎn)生一定的熱量，是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源。

　　由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失，所以會(huì)引起急驟升溫。水泥水化熱引起的絕熱溫升，與混凝土單位體積內(nèi)的水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期按指數(shù)關(guān)系增長，一般在10d左右達(dá)到最終絕熱溫升，但由于結(jié)構(gòu)自然散熱，實(shí)際上混凝土內(nèi)部的最高溫度，大多發(fā)生在混凝土澆筑后的3~5d。

　　大體積混凝土的導(dǎo)熱性能

　　熱量在大體積混凝土內(nèi)傳遞的能力反映在其導(dǎo)熱性能上。大體積混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)越大，熱量傳遞率就越大，則其與外界熱交換的效率也越高，從而使大體積混凝土內(nèi)最高溫升降低。同時(shí)也減小了大體積混凝土的內(nèi)外溫差?？梢灶A(yù)計(jì)，導(dǎo)熱性能越好，熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間也相應(yīng)提前。中部最高溫度的熱峰值及熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間與板厚密切有關(guān)。顯見，板越厚，中部點(diǎn)散熱較少，熱峰值也越高，中部受外界溫降影響所需時(shí)間就越長，峰值出現(xiàn)的時(shí)間也要晚一些。

　　大體積混凝土的導(dǎo)熱性能較差，澆筑初期，混凝土的彈性模量和強(qiáng)度都很低，對水化熱急劇溫升引起的變形約束不大，溫度應(yīng)力較小。隨著混凝土齡期的增長，彈性模量和強(qiáng)度相應(yīng)提高，對混凝土降溫收縮變形的約束愈來愈強(qiáng)，即產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，當(dāng)大體積混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗該溫度應(yīng)力時(shí)，便開始產(chǎn)生溫度裂縫。

　　外界氣溫變化

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土開裂有重大影響。大體積混凝土的內(nèi)部溫度是澆筑溫度(既大體積混凝土的入模溫度，它是大體積混凝土水化熱溫升的基礎(chǔ)，可以預(yù)見，大體積混凝土的入模溫度越高，它的熱峰值也必然越高。工程實(shí)踐中在高溫季節(jié)澆筑常采用鋼筋預(yù)冷，加冰拌和等措施來降低澆筑溫度，控制大體積混凝土最高溫升，原因在此)。水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)散熱降溫等各種溫度的疊加之和。

　　外界氣溫愈高，大體積混凝土的澆筑溫度也愈高;若外界溫度下降，會(huì)增加大體積混凝土的降溫幅度，特別在外界氣溫驟降時(shí)，會(huì)增加外層大體積混凝土與內(nèi)部大體積混凝土的溫度梯度，這對大體積混凝土極為不利。

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