摘 要：經(jīng)過所經(jīng)管的及日常對鋼筋砼構件的觀察，查閱有關構件內(nèi)部應力方面的資料，對構件溫度裂縫產(chǎn)生的原因、施工現(xiàn)場對構件溫度的控制和預防裂縫措施等進行分析、闡述。 

　　關鍵詞： 鋼筋砼構件、溫度應力、裂縫、控制 

　　中圖分類號： TV543 文獻標識碼： A 文章編號： 

　　鋼筋砼構件在如今工程建設中占有不可取締的地位。而鋼筋砼構件的裂縫較為普遍。盡管我們在施工中采取各種各樣的措施，但裂縫仍然時有出現(xiàn)。究其原因，我們對鋼筋砼構件溫度應力的變化注意不夠是其中之一。 

　　在大體積鋼筋砼構件中，溫度應力及溫度控制具有重要意義。因為在施工中鋼筋砼構件常常出現(xiàn)溫度裂縫，從而影響到結構的整體性和耐久性。 

　　1 裂縫的原因 

　　鋼筋砼構件中產(chǎn)生裂縫的原因主要有：溫度和濕度的變化、砼構件的脆性和不均勻性、結構設計不合理、原材料不合格、施工配合比不當、模板變形、施工工藝不當、基礎不均勻沉降等因素。 

　　1.1溫度和濕度的變化。 

　　砼構件硬化期間水泥釋放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，從而使砼構件內(nèi)外形成溫差效應——在砼構件表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在砼構件內(nèi)部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在砼構件表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出砼構件的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多鋼筋砼構件的內(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，表面干縮變形受到內(nèi)部鋼筋砼構件的約束，也往往導致裂縫。砼構件是一種脆性材料，具實驗資料顯示：抗拉強度是抗壓強度的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。 

　　1.2由于原材料不均勻、施工配合比不當、水灰比不穩(wěn)定及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象。在同一塊砼構件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。在鋼筋砼構件中，拉應力主要是由鋼筋承擔，而砼只是承受壓應力。在鋼筋砼構件內(nèi)或構件邊緣部位如果出現(xiàn)了拉應力，則須依靠砼構件自身承擔。一般設計中均要求不出現(xiàn)拉應力或者只出現(xiàn)很小的拉應力。但是在施工中鋼筋砼構件由最高溫度冷卻到使用時期的穩(wěn)定溫度，往往在鋼筋砼構件內(nèi)部引起極大的拉應力。因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的施工工藝的選擇極為重要。 

　　1.3模板變形 。施工中的模板變形，導致鋼筋砼構件過早受載及承受不均勻荷載，使構件產(chǎn)生裂縫。 

　　1.4地基及基礎不均勻沉降。地基及基礎不均勻沉降，導致構件不均勻受載，從而產(chǎn)生裂縫�！　� 

　　2 溫度應力的分析 

　　2.1溫度應力的形成過程 

　　（1）早期：自澆筑砼開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的水泥放出大量的水化熱，砼的彈性模量的急劇變化。由于混凝土彈性模量的變化，導致在構件內(nèi)形成殘余應力。 

　�。�2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至鋼筋砼構件冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于鋼筋砼構件的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。 

　�。�3）晚期：鋼筋砼構件完全冷卻以后的時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。 　 

　　2.2溫度應力引起的原因 

　　（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。如筏板基礎的結構尺寸相對較大，構件冷卻時表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應力，在中間出現(xiàn)壓應力。 

　�。�2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如橋梁工程中：箱梁頂板鋼筋砼構件和護欄鋼筋砼構件。 

　　這兩種溫度應力往往和鋼筋砼構件的干縮所引起的應力共同作用。 

　　施工中應根據(jù)現(xiàn)場溫度、構件內(nèi)外所測量的溫度，分析出構件溫度應力的分布狀況、估計溫度應力的大小分布狀態(tài)，從而對構件裂縫控制采取相應的措施。 　 

　　3 溫度控制與裂縫防止 

　　3.1控制溫度的措施 

　　（1）材料選用：采用改善骨料級配，用干硬性鋼筋砼構件，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少鋼筋砼構件中的用水量及水泥用量； 

　�。�2）材料降溫：拌合鋼筋砼構件時加水或用水將碎石冷卻以降低鋼筋砼構件的澆筑溫度； 

　�。�3）工藝：熱天澆筑鋼筋砼構件時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱； 

　�。�4）強制降溫：在鋼筋砼構件中埋設水管，通入冷水循環(huán)水強制降溫； 

　　（5）確定合理的拆模時間：規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免鋼筋砼構件表面發(fā)生急劇的溫度梯度； 

　　（6）保溫措施：施工中長期暴露的鋼筋砼構件澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。 

　　3.2改善約束條件的措施 

　�。�1）合理地分縫分塊 

　　（2）避免基礎過大起伏 

　�。�3）合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露；此外，改善鋼筋砼構件的性能，提高抗裂能力，加強養(yǎng)護，防止表面干縮，特別是保證鋼筋砼構件的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。 

　　（4）適時拆模及保濕：在鋼筋砼構件的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的鋼筋砼構件盡早拆模。當鋼筋砼構件溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起鋼筋砼構件表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在鋼筋砼構件澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力迭加，再加上鋼筋砼構件干縮，表面的拉應力達到很大的數(shù)值，就有導致裂縫的危險，但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對于防止鋼筋砼構件表面產(chǎn)生過大的拉應力，具有顯著的效果。 

　　（5）選用合理的配筋率及配筋直徑：加筋對大體積鋼筋砼構件的溫度應力影響很小，因為大體積鋼筋砼構件的含筋率極低。只是對一般鋼筋鋼筋砼構件有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下，鋼的各項性能是穩(wěn)定的，而與應力狀態(tài)、時間及溫度無關。鋼的線脹系數(shù)與鋼筋砼構件線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應力。由于鋼的彈性模量為鋼筋砼構件彈性模量的7~15倍，當內(nèi)鋼筋砼構件應力達到抗拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超過10～20N／mm2..因此，在鋼筋砼構件中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結構內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時，對提高鋼筋砼構件抗裂性的效果較好。鋼筋砼構件和鋼筋鋼筋砼構件結構的表面常常會發(fā)生細而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。 

　　（6）按實況選用外加劑：為保證鋼筋砼構件工程質(zhì)量，防止開裂，提高鋼筋砼構件的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，筆者在實踐中總結出其主要作用為： 

　　.鋼筋砼構件中存在大量毛細孔道，水蒸發(fā)后毛細管中產(chǎn)生毛細管張力，使鋼筋砼構件干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使鋼筋砼構件強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。 .水灰比是影響鋼筋砼構件收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使鋼筋砼構件用水量減少25％。