大體積混凝土溫度裂縫產生原因和防治措施

2021-08-21 17:11:27 字數 2658 閱讀 5358

目前目前高速公路的施工中常涉及到大體積混凝土施工。它主要的特點就是體積大,一般實體最小尺寸大於或等於1m。由於它的表面係數比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內部溫公升比較快,使混凝土內外形成較大溫差,從而產生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用。

所以必須從根本上分析它,來保證施工的質量。大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫,一方面是混凝土內部因素:由於內外溫差而產生的;另一方面是混凝土的外部因素:

結構的外部約束和混凝土各質點間的約束,阻止混凝土收縮變形,混凝土抗壓強度較大,但抗拉強度卻很小,所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時,即會出現裂縫,對結構的耐久性有所影響,因此必須予以重視和加以控制,

大體積混凝土產生溫度裂縫的機理

大體積混凝土產生溫度裂縫,是混凝土隨著溫度變化而發生膨脹或收縮的結果。一方面是混凝土由於內外溫差而產生應力和應變,另一方面是結構物的外部約束和混凝土各質點間的約束,應阻止這種應變。一旦溫度應力超過混凝土所能承受的抗拉強度時,即會出現裂縫。

現將產生裂縫的主要原因分述如下:

產生裂縫的主要原因有以下幾方面:

1、水泥水化熱

水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量,而大體積混凝土結構斷面較厚,表面係數相對較小,所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去,以至於越積越高,使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱,與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關,並隨混凝土的齡期而增長。

由於混凝土結構表面可以自然散熱,實際上內部的最高溫度,多數發生在澆築後的最初3-5天。

2、外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段,它的澆築溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降,會大大增加內外層混凝土溫差,這對大體積混凝土是極為不水泥水化熱。

溫度應力是由於溫差引起溫度變形造成的;溫差愈大,溫度應力也愈大。同時,在高溫條件下,大體積混凝土不易散熱,混凝土內部的最高溫度一般可達60-65℃,並且有較長的延續時間。因此,應採取溫度控制措施,防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。

3、混凝土的收縮

混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必須的,而約80%的水分要蒸發。多餘水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。

如果混凝土收縮後,再處於水飽和狀態,還可以恢復膨脹並幾乎達到原有的體積。乾濕交替會引起混凝土體積的交替變化,這對混凝土是很不利的。

4、約束條件與溫度裂縫的關係

大體積混凝土由於受到溫度變化會產生變形,而這種變形又受到自身和外界的約束,便產生了應力,這就是溫度變化引起的應力狀態。而當應力超過某一數值時,便引起裂縫。

通過對大體積混凝土產生裂縫的機理分析,在施工過程中主要從降低水泥水化熱、通水散熱、混凝土養護、嚴格控制拆模時間等幾方面做好混凝土溫度控制工作,確保內外溫差控制在25℃以內,盡量降低混凝土內部溫度的公升降速率。從而提高混凝土的抗滲、抗裂、抗侵蝕的效能。由於承臺承重較大,決不允許出現有害裂紋,施工時溫度裂縫的控制是保證承臺施工質量的關鍵。

因此防止大體積混凝土產生溫度裂縫要採取以下的措施:

1、選用合適的原材料和合適的砼配合比

水泥選用水化熱低、凝結時間長,能有效地降低混凝土內絕熱溫公升,達到低水化熱品種的水泥效果,摻加適量的粉煤灰和ec-4型緩凝高效減水劑,以改變混凝土流變特性及降低水泥水化熱;

混凝土的粗集料選用粒徑較大、級配良好的石子配製的混凝土,和易性較好,抗壓強度較高,同時可以減少用水量及水泥用量,從而使水泥水化熱減少,降低混凝土絕熱溫公升。細骨料採用選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比採用細砂拌製的混凝土可減少用水量10%左右,同時相應減少水泥用量,使水泥水化熱減少,降低混凝土絕熱溫公升,並可減少混凝土收縮。含泥量小於2%,細度模數控制在2.

5左右;水為飲用水。

2、澆注過程中的控制

a、控制混凝土的入模溫度和環境溫度,使用的水泥既要新鮮又必須經過一段時間的冷卻,不宜使用新出窯的水泥,向拌合用水內加破碎冰塊,從而降低混凝土的拌合溫度。

b、混凝土採用分層連續灌注,一次成型,分層厚度宜為30cm左右,分層間隔灌注時間不得超過試驗所確定的混凝土初凝時間,以防出現施工冷縫;

c、混凝土振搗深度對於大面積分層澆注混凝土,如果下層混凝土已進入初凝或即將初凝,則振搗棒振搗時不宜插入下層,以達下層表面為宜,如下層混凝土未達初凝可插入下層5cm,保證下層在初凝前再進行一次振搗,使混凝土具有良好的密實度,防止漏振,也不能過振,確保質量良好;

3、大體積混凝土養護時的溫度控制

大體積混凝土的養護,不僅要滿足強度增長的需要,還應通過人工的溫度控制,防止因溫度變形引起混凝土的開裂。

人工的溫度控制有兩種方法:一種是採用內部降溫法來降低混凝土內外溫差,可在混凝土內部埋設冷卻水管和測溫點,通過冷卻水迴圈,

降低混凝土內部溫度,減小內錶溫差,控制混凝土內外溫差小於25℃,通過測溫點測量,掌握內部各測點溫度變化,以便及時調整冷卻水的流量,控制溫差;另外一種是保溫法:是在結構物外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料(如草袋、鋸木、溼砂、泡沫塑料等),在緩慢的散熱過程中,使混凝土獲得必要的強度,以控制混凝土的內外溫差小於20℃。由於在混凝土澆築過程中,福州地區雨季來臨,氣溫較低,使混凝土內外溫差加大,因此採取了保溫法的措施:

在構件表面覆蓋麻袋和土工布以保持混凝土內外溫差不大於20℃。

控制溫度裂縫應根據工程的具體情況選擇施工措施:可以控制大體積混凝土水泥用量,選用低水化熱水泥,摻加合適的外加劑,優化混凝土配合比,完善澆注工藝,以及加強養護工作和溫度檢測工作等。

面對應用日益廣泛的大體積混凝土工程,我們必須不斷總結經驗,完善技術措施,從而使大體積混凝土施工走上成熟和規範化的道路。

大體積混凝土溫度裂縫防治措施

隨著經濟和施工技術的迅速發展 現代建築中涉及到大體積混凝土施工也越來越多 如高層建築基礎 大型裝置基礎 水利大壩等。它們的主要特點就是體積大 水泥水化熱釋放比較集中 內部溫度公升高比較快。當大體積混凝土內外溫差較大時 會使混凝土產生溫度裂縫。眾多任務程實踐證明 大體積混凝土施工難度比較大 混凝土產生...

大體積溫度裂縫產生原因和防治措施

1.混凝土溫度的計算 水泥水化熱引起的混凝土內部實際最高溫度與混凝土的絕熱溫公升有關。混凝土的絕熱溫公升 t w q0 1 e mt c r 式中 t 混凝土的絕熱溫公升 w 每m3混凝土的水泥用量 kg m3 取530 kg m3 q0 每公斤水泥28天的累計水化熱,查 大體積混凝土施工 p14表...

大體積混凝土溫度控制計算書

京滬大廈工程地下室大體積混凝土底板溫度及裂縫控制計算書 一 溫度計算 最大絕熱溫公升 1 th mc k1f q c.2 th mc q c.1 e mt 式中 th 混凝土最大絕對熱溫公升 oc mc 混凝土中水泥 包括膨脹劑 用量 kg m3 f 混凝土中活性摻合料用量 kg m3 k 摻合料折...