水工混凝土的施工温度与裂缝分析（一）

混凝土在现代工程建设中起着重要的作用，混凝土裂缝是常见的，尤其是在水利水电工程中。尽管我们采取了各种措施，并在施工中小心翼翼，但裂缝仍时有发生。原因之一是人们对混凝土温度应力的变化不够重视。在大体积混凝土中，温度应力是引起裂缝的主要因素之一，这反映了温度控制在混凝土施工中的重要性。这主要是由于两个原因。一是施工过程中产生混凝土胶凝材料的水化热，结构的温度应力引起温度裂缝，影响结构的整体性和耐久性。其次，在工程运行过程中，温度的变化对结构的受力状态有显著的影响。目前人们遇到的主要是施工中的温度裂缝。本文就混凝土施工中裂缝产生的原因及处理措施论述如下。
1。裂缝产生的原因
混凝土产生裂缝的原因有很多。主要因素有温湿度变化、混凝土脆性和不均匀性、结构不合理、原材料不合格、模板变形、基础不均匀沉降等。
混凝土在硬化过程中，水泥产生大量的水化热，内部温度不断升高，在混凝土表面产生拉应力。在后期降温过程中，由于基础或老混凝土的约束，混凝土中会出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面产生很大的拉应力。当这些拉应力超过混凝土的抗裂能力时，就会出现裂缝。
很多混凝土内部湿度变化很小或很慢，但表面湿度可能变化很大或很剧烈，比如养护不当，时而干时而湿，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，往往会产生裂缝。
由于原材料质地不均匀、水灰比不稳定、运输和浇筑过程中的离析等原因，同块混凝土的抗拉强度也不均匀，抗拉能力低的薄弱部位较多，容易产生裂缝。
在施工过程中，当混凝土从该温度冷却到工程运行过程中的稳定温度时，往往会在混凝土中引起相当大的拉应力，有时温度应力可以超过其他外荷载引起的应力。因此，掌握温度应力的变化规律对合理的结构设计和施工至关重要。
2。温度应力分析
温度应力按其形成过程可分为以下三个阶段:
(1)第一阶段:从混凝土浇筑开始到水化热结束，一般为30天左右。这个阶段有两个特点:一是水泥放出大量的水化热；二是混凝土弹性模量变化剧烈。由于弹性模量的变化，在此期间混凝土中形成残余应力。
(2)第二阶段:从水化热基本结束到混凝土冷却到稳定温度。在此期间，温度应力主要是由混凝土的冷却和外界气温的变化引起的。这些应力与早期残余应力叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。
(3)第三阶段:混凝土完全冷却后的运行期。该应力主要由外部空气温度的变化引起，并且这些应力与前两种残余应力叠加。