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新时期水利工程施工管理及技术应用
Construction Management and Technical Application of Water Conservancy Projects in the New Era
四、混凝土的温度控制
( 一 ) 混凝土随温度的演变
混凝土在固化时,因水化而产生的大量的水化热,导致其内部温度逐级升高。
对于小型建筑,因其快速散发热量,所以温度不会太高,不会造成严重后果;然
而,对于大体积混凝土,其最小尺寸往往超过 3-5 m,且其导热系数随着导热距
离的增加呈现非线性下降趋势,大量的水化热会积聚于浇注块中,导致其内部温
度达到 30-50℃,甚至更高。坝体内部温度随时间的增加呈递减趋势,且基本保
持在一个较高的水平,并与多年平均温度相近。
( 二 ) 温度应力和热裂
大体积混凝土的温度应力主要来自于地基混凝土在冷却过程中受到基底或旧
混凝土的约束、非线性温度场导致的内约束效应、突然降温时表面混凝土的剧烈
收缩、内膨胀混凝土的约束等。混凝土具有比拉伸强度大得多的抗压强度,因此,
在承受温度拉伸时,不会断裂的混凝土,往往会因为拉伸强度不够而出现裂纹。
根据受力状态,大体积混凝土的温度裂缝可分为两类。
1. 地表裂纹
混凝土在浇筑过程中,因水化热引起的温度升高而发生体积膨胀,如果受旧
混凝土和岩体的约束,会在早期阶段形成很小的压应力,而后再经过低温冷却,
就可以抵消掉。随着温度的不断降低,砼块体内部会产生很大的拉应力,但由于
砼的强度、弹性模量都会随着龄期的增加而增大,因此,通过合理的温控措施,
就可以避免砼的开裂。而当遇到寒潮天气时,温度急剧下降,表面温度降低,内
部膨胀,外部收缩,使混凝土中出现压应力,而表面出现拉应力。在这一点上,
温度应力随温度梯度的变化而变化。内、外层温度均为零的点应力,高于中点处
受压应力,低于中点处为拉伸应力。
如果表层的拉伸应力超出了混凝土的容许抗拉强度,就会出现一条不到 30
厘米深的表缝。这类裂纹多出现于已浇注混凝土的侧壁处,具有不规则的走向、
长度小、且数量多的特点。当混凝土内部温度降低,室外温度上升时,就有可能
再次关闭。
大量的工程实践表明,大部分混凝土大坝的温度裂缝都是表层裂纹,并且大
部分都是在浇筑早期突然降温等因素导致的,也有少部分是在后期受到气温、水
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