Jako kluczowy element rozwoju budownictwa i infrastruktury, przemysł betonowy ma znaczny potencjał przyszłego wzrostu, choć musi stawić czoła licznym wyzwaniom. Jednym z takich wyzwań jest występowanie pęknięć w betonie, na które znaczący wpływ może mieć temperatura. Skuteczna kontrola temperatury jest niezbędna, aby zminimalizować powstawanie pęknięć, zwiększając w ten sposób integralność strukturalną i trwałość betonu.

Wpływ kontroli temperatury na pękanie betonu można podsumować w następujących aspektach:

1. Naprężenie termiczne wywołane zmianami temperatury

Podczas procesu hydratacji cementu wydziela się znaczna ilość ciepła, co prowadzi do wzrostu temperatury wewnętrznej. Kiedy różnica temperatur pomiędzy wnętrzem i zewnętrzem betonu staje się zbyt duża, następuje nierównomierna rozszerzalność i kurczenie się cieplne, co skutkuje naprężeniami termicznymi. Jeśli naprężenie to przekroczy wytrzymałość betonu na rozciąganie, utworzą się pęknięcia.

2. Wpływ różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz

Ze względu na znaczną objętość wewnętrzne ciepło betonu rozprasza się powoli, tworząc znaczną różnicę temperatur pomiędzy wnętrzem i otoczeniem. Badania wskazują, że gdy różnica temperatur przekracza 25°C, w betonie powstają znaczne naprężenia rozciągające, które mogą powodować pęknięcia. Dlatego zarządzanie tą różnicą temperatur ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania powstawaniu pęknięć.

3. Wpływ szybkości zmian temperatury

Gwałtowne zmiany temperatury mogą również powodować pęknięcia. Na przykład, jeśli powierzchnia świeżo wylanego betonu stygnie zbyt szybko lub jeśli podczas nagłych spadków temperatury zostaną podjęte nieodpowiednie środki izolacyjne, powstaje stromy gradient temperatury, co prowadzi do powstawania pęknięć.

4. Rodzaje i charakterystyka pęknięć termicznych

Pęknięcia wywołane temperaturą obejmują przede wszystkim pęknięcia związane z rozszerzalnością cieplną, pęknięcia skurczowe na zimno i pęknięcia spowodowane rozszerzalnością mrozową. Pęknięcia spowodowane rozszerzalnością cieplną zazwyczaj mają szersze środki i węższe końce, podczas gdy pęknięcia skurczowe na zimno zachowują stosunkowo stałą szerokość. Pęknięcia te nie tylko pogarszają wygląd konstrukcji, ale mogą również prowadzić do korozji stali zbrojeniowej, zmniejszając trwałość i szczelność konstrukcji.

5. Środki zapobiegawcze w celu kontroli temperatury

Aby złagodzić pękanie wywołane temperaturą, zaleca się następujące środki:

- Zoptymalizuj projekt mieszanki betonowej: Wykorzystaj cementy o niskiej temperaturze cieplnej (takie jak cement żużlowy lub cement popiołowy lotny), zmniejsz zawartość cementu i dodaj popiół lotny lub wysokowydajne reduktory wody, aby obniżyć ciepło hydratacji.

- Kontroluj temperaturę zalewania: Podczas budowy w lecie należy obniżyć temperaturę zalewania, aby uniknąć warunków wysokiej temperatury; podczas budowy zimą należy zwiększyć temperaturę zalewania, aby temperatura wewnętrzna utrzymywała się powyżej zewnętrznej temperatury otoczenia.

- Wdrożyć odpowiednie praktyki utwardzania: Niezwłocznie zastosować utwardzanie na mokro, aby zapobiec skurczowi powierzchni; w fazie chłodzenia ograniczyć szybkość chłodzenia do nie więcej niż 2°C dziennie.

- Stosować wylewanie warstwowe i segmentowe: W przypadku betonu o dużej objętości należy stosować metody wylewania warstwowego i segmentowego, aby ułatwić odprowadzanie ciepła i zmniejszyć wiązania.

- Zastosuj środki izolacyjne: Gdy temperatura gwałtownie spadnie, zaizoluj powierzchnię betonu, aby zapobiec nadmiernym gradientom temperatury.