摘要：本文简要介绍了水泥混凝土结构施工过程中裂缝形成的原因，指出温度是导致混凝土裂缝出现的主要原因之一，并提出了混凝土结构裂缝控制的措施，包括提高混凝土抗裂性能和控制温度应力，最后，以湖北省某高速公路为例，分析了高速公路水泥混凝土路面施工过程中温度的监测和裂缝控制的具体措施与操作实施，为今后同类工程的设计与施工提供借鉴。
关键词：水泥混凝土 裂缝控制 温度应力
1、 绪论
混凝土结构在现代工程建设中有着广泛的应用，比如工业建筑中的大型设备基础、大型构筑物的基础、高层、超高层和特殊功能建筑的箱型基础、有较高承载力的桩基厚大承台等都是体积较大的钢筋混凝土结构，水泥混凝土已大量地应用于工业与民用建筑之中。
水泥混凝土路面的裂缝是一个带普遍性的技术问题。混凝土是多种材料组合的人造石材，根据唯象理论，混凝土可看作是均匀连续的各向同性的均质弹性体。混凝土虽然具有抗压强度高与耐久性良好等特性，但也存在着抗拉强度低，受拉时变形能力小，容易开裂等缺点。在水泥混凝土路面施工中，最常见的质量问题就是混凝土出现裂缝。
裂缝是固体材料中的某种不连续现象，在学术属于结构材料强度理论范畴。科学研究的不断深入，近代混凝土的研究从宏观逐渐向亚微观和微观过渡，对混凝土内部结构进行探索，考虑了混凝土是一种由不同材料组成的非均质体，内部存在着固、液、气体。当温度和湿度变化，而且在外荷载作用下，混凝土内部产生了复杂的物理现象，引起内部产生初始应力、初始微裂、内部扩散、及质量转移等随时间变化的现象，从而具体补充了唯象理论所不能解释的现象。如相同材料组分在不同施工条件及养护工艺条件下抗裂程度可差数倍之多，以及为何内部微裂会显著影响混凝土宏观强度。因此而提出了混凝土微观裂缝与宏观裂缝的理论。
混凝上裂缝的主要原因不外乎有以下三种:由外荷载的直接应力，即按常规计算的主要应力引起的裂缝；由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝；由变化引起的裂缝，即混凝土结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的开裂。
2、 水泥混凝土结构裂缝形成的原因分析
水泥水化过程是混凝土路面中的主要温度因素，水泥在水化过程中要发出一定的热量。而水泥混凝土路面一般断面较厚，水泥发出的热量聚集在结构物内部不易散失。通过实测，水泥水化热引起的温升，在水利工程中一般为15℃-25℃，而在建筑工程中一般为20℃-30℃，甚至更高。水泥水化热引起的绝热温升，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种(主要是水化热值)有关，并随混凝土的龄期(时间)按指数关系增长，一般在10d-12d接近于最终绝热温升(视气温变化而异)。但由于结构物有一个自然散热条件，实际上混凝土内部的最高温度，多数发生在混凝土浇筑后的最初3d-5d。
外界气温变化的影响也不可忽视，水泥混凝土路面在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的。因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；而如果外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对水泥混凝土路面是极为不利的。
混凝土内部的温度是水化热的绝热温度、浇注温度和结构物的散热温降等各种温度的叠加，而温度应力则是由温差所引起的温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，水泥混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60℃-65℃，并且有较大的延续时间(与结构尺寸和浇筑的块体厚度有关)。在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。
3、控制水泥混凝土路面裂缝的方法分析
3.1 提高混凝土抗裂性能
提高混凝土抗裂性能一般常用以下方法：
3.1.1 掺膨胀剂
在混凝土中掺入膨胀剂，水泥混凝土路面在硬化过程中产生体积膨胀，这部分膨胀可以部分或全部补偿硬化过程中冷缩和干缩，减少或避免混凝土的开裂。现在膨胀剂有UEA膨胀剂，FH复合膨胀剂，FN-M明矾石膨胀剂；PG硫铝酸盐型膨胀剂等等。其中UEA膨胀剂应用较多，在混凝上中掺入10%一12%，其限制膨胀率0.02%-0.04%,可在钢筋中建立0.2-0.7MPa预压力，从而抵消混凝土在硬化过程中产生的全部或大部分拉应力。
3.1.2 掺增强材料
在混凝土中掺入增强材料，可以提高混凝土的抗拉强度，如在混凝土中掺入有机纤维（天然有机纤维、有机合成纤维)、无机纤维(石棉纤维、玻璃纤维、碳纤维)、金属纤维(钢纤维、不锈钢纤维、非晶态金属纤维)，可明显提高水泥混凝土路面的抗拉强度。[本文共有 2 页，当前是第 1 页] <<上一页 下一页>>
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