營口港砼方塊--大體積混凝土裂縫原因分析

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摘要：外約束作用越大，相應(yīng)的溫度應(yīng)力愈大；內(nèi)約束產(chǎn)生的溫度應(yīng)力與塊體內(nèi)、外溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。如果二者產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度混凝土都要出現(xiàn)裂縫。方塊A、B、C水泥用量少，水化熱小，且方塊A底部無外約束，所以方塊A不產(chǎn)生裂縫。方塊B、C底部有外約束，當(dāng)外約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度就出現(xiàn)裂縫，因此方塊B、 C在榫槽處有時出現(xiàn)裂縫，方塊D和卸荷板因有抗凍要求，強度等級高，水泥用量多，水化熱大，且都有外約束（方塊D在底部榫糟處，卸荷板在預(yù)留孔處），所以方塊D和卸荷板出現(xiàn)的裂縫比B、C明顯。

關(guān)鍵詞：混凝土 方塊 大體積 混凝土裂縫

　　混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)形式等原因。

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，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(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫?；炷恋膬?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)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也可能導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104， 長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在素混凝土（方塊）內(nèi)如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)拉應(yīng)力，須依靠混凝土自身承擔(dān)。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到穩(wěn)定溫度時間短，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。

一、溫度應(yīng)力的分析
1.根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段：
（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上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。
（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度，這個時期中，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，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。