混凝土温度应力
2022-11-21
混凝土温度应力指由于温度变化使混凝土内部产生的应力。在施工过程中,混凝土温度应力常常会导致温度裂缝,从而影响整体的结构性和耐久性。
裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。
温度应力形成的原因
根据温度应力引起的原因可分为两类。
1)自生应力
自主应力是指边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。
2)约束应力
约束应力是指结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
减少温度应力的措施
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两方面着手。控制温度的措施如下:①采用改善骨料级配,用干硬性混凝士,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;②拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;③热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;④在混凝土中埋设水管通过冷水降温;⑤规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;⑥施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。
混凝土的养护措施
实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:①防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝;②防止混凝土超冷,尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;③防止既有混凝土过冷,以减少混凝土间的约束。(有修改)