大體積混凝土溫度裂縫的成因與控制

1、<p>　　大體積混凝土溫度裂縫的成因與控制</p><p>　　【摘 要】近幾年來，水利工程快速發(fā)展，大型水工建筑物基礎多采用了大體積混凝土,但如何控制混凝土的內外溫差和溫度變形而造成的裂縫，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能，是大體積混凝土施工中的一個關鍵問題，本文簡單分析了大體積混凝土溫度裂縫的形成原因，探討了相關控制方法。 </p><p>　　【關鍵詞】大體積混凝土 混

2、凝土施工 溫度裂縫 形成原因 控制措施 </p><p>　　中圖分類號：TU37 文獻標識碼： A </p><p><b>　　一．引言 </b></p><p>　　近幾年來，水利工程快速發(fā)展，大型水工建筑物基礎多采用了大體積混凝土。大體積混凝土是指最小截面尺寸大于1m的混凝土結構。與普通鋼筋混凝土相比, 大體積混凝土具有結構厚, 體積大

3、、混凝土數量多、工程條件復雜和施工技術要求高的特點。 由于大體積混凝土工程條件復雜、施工技術要求高、水泥水化熱較大、在混凝土澆筑過程中容易使結構物產生溫度變形，進而導致大體積混凝土結構出現溫度裂縫的現象，不僅會延長施工周期及增加投資成本，而且也會影響到水工建筑物的質量與安全。 </p><p>　　二. 大體積混凝土裂縫產生的原因 </p><p>　　混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫

4、度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格，模板變形，基礎不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計

5、中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。 </p><p><b>　?。?）水泥水化熱 </b></p><p>　　水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，由于大體積混凝

6、土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥發(fā)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(fā)出去，以至于越積越高，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，隨著混凝土的齡期而增長。由于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(fā)生在澆筑后的最初3 ～ 5d。 </p><p>　?。?）外界氣溫變化 </p><p

7、>　　大體積砼在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化，特別是氣溫驟降，會大大增加內外層砼溫差，這對大體積砼是極為不利的.溫度應力是由于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，大體積砼不易散熱，砼內部的最高溫度一般可達60-65℃，并且有較長的延續(xù)時間.因此，應采取溫度控制措施，防止砼內外溫差引起的溫度應力。 </p><p>　?。?）混凝土的收縮 </p>

8、<p>　　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(fā)。多余水分的蒸發(fā)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(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干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。影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝。 </p><p>　　三.大

9、體積混凝土溫度裂縫控制措施。 </p><p>　　1.控制溫度裂縫發(fā)展的基本措施 </p><p>　?。?）選擇合適材料，降低水泥水化熱 </p><p>　　混凝土的配制采用礦渣硅酸鹽水泥摻加一定數量的粉煤灰，以減少水泥用量，降低水化熱。試驗室應提前做好混凝土的試配工作 ，選擇合適的砂、石級配?，F場要做好混凝土澆筑記錄，以確?；炷翑嚢栀|量。在現場做好坍落度

10、試驗，做到對混凝土質量的跟蹤檢查及控制，如坍落度與原規(guī)定不符時，應及時通知檢測中心和攪拌站調整配合比。選用普通硅酸鹽水泥，其特點是混凝土不易離散，表面泌水少，便于混凝土表面壓光，防止表層開裂；同時在混凝土中最大限度地增加粉煤灰的摻量，減少水泥用量，降低水化熱，使混凝土強度有所增加（包括早期強度），密實度增加，收縮變形也有所減少，泌水量下降，坍落度損失減少。粉煤灰與減水劑摻入混凝土稱為“雙摻技術”，由此會取得降低水灰比，減少水泥漿量，延緩

11、水化熱峰值的出現，降低溫度峰值，收縮變形也有所降低。 </p><p>　?。?）測溫孔的布置 </p><p>　　測溫孔的布置要有代表性，測溫孔應布置于基礎比較深厚的部位，因為此處的水化熱難以散發(fā)，溫度較高?；A布置三個測溫孔，且應避開預埋設備及電纜套管等；測溫孔深度宜在墊層以上30cm為宜。測溫孔應在底部、中部、上部各放置一個，上部的應深入基礎30cm。測溫孔可通過預埋薄壁鋼管或PV

12、C材質穿線套管來設置。 </p><p>　　2.大體積混凝土施工技術措施 </p><p>　　由于結構內外溫差的作用, 裂縫的產生是不可避免的。根據計算可以看出, 可以采用摻加粉煤灰等有效方法, 以降低混凝土硬化過程中混凝土內表的溫差。因而, 在施工中采取適宜的措施, 能夠避免有害裂縫的出現。 </p><p>　?。?）、降低混凝土的入模溫度。澆筑大體積混凝土

13、時應選擇較適宜的氣溫, 盡量避開炎熱天氣澆筑。夏季可采用溫度較低的地下水攪拌混凝土, 或在混凝土拌和水中加入冰塊, 同時對骨料進行遮陽、灑水降溫, 在運輸及澆筑過程中也采用遮陽保護、灑水降溫等措施, 以降低混凝土拌和物的入模溫度; 摻加相應的緩凝型減水劑; 在混凝土入模時, 還可以采取強制通風措施,加速模內熱量的散發(fā)。 </p><p>　　(2)、降低水泥的水化熱。其中主要包括: 混凝土的熱量主要來自水泥水化熱

14、, 因而選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土較好;精心設計混凝土配合比, 采用摻加粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術, 減少每立方米混凝土中的水泥用量, 以達到降低水化熱的目的; 選用適宜的骨料, 施工中根據現場條件盡量選用粒徑較大, 級配良好的粗骨料;選用中粗砂, 改善混凝土的和易性, 并充分利用混凝土的后期強度, 減少用水量; 嚴格控制混凝土的塌落度。 </p><p>　　(3)、加強施工中的溫度控制。在混凝土

15、澆筑之后, 做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護, 以使混凝土緩緩降溫, 充分發(fā)揮其徐變特性, 減低溫度應力。夏季應堅決避免曝曬, 注意保濕; 冬季應采取措施保溫覆蓋,以免發(fā)生急劇的溫度梯度變化; 采取長時間的養(yǎng)護, 確定合理的拆模時間, 以延緩降溫速度, 延長降溫時間, 充分發(fā)揮混凝土的“應力松弛效應”; 加強測溫和溫度監(jiān)測。可采用熱敏溫度計監(jiān)測或專人多點監(jiān)測, 以隨時掌握與控制混凝土內的溫度變化?；炷羶韧鉁夭顟刂圃?5℃以內, 基面溫差和基

16、底面溫差均控制在20℃以內, 并及時調整保溫及養(yǎng)護措施, 使混凝土的溫度梯度和濕度不致過大, 以有效控制有害裂縫的出現; 合理安排施工程序, 混凝土在澆筑過程中應均勻上升, 避免混凝土堆積高差過大。在結構完成后及時回填土, 避免其側面長期暴露。 </p><p><b>　　四．結束語 </b></p><p>　　在大體積混凝土施工中，只要采取相應的措施，從各個方

17、面入手進行有效的控制，就能減少溫度裂縫的產生及發(fā)展，提高大體積混凝土澆筑的質量。面對應用日益廣泛的大體積混凝土結構工程，必須不斷總結經驗，完善技術措施，從而使混凝土施工技術更加完善、更加可靠。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 胡章貴 大體積混凝土溫度裂縫的成因與控制 [期刊論文] 《中國科技信息》 -2011年8期 &l

18、t;/p><p>　　[2]Liu Shizhen 大體積混凝土溫度裂縫的成因與控制[期刊論文] 《鐵道技術監(jiān)督》 -2008年6期 </p><p>　　[3]陳寶春 大體積混凝土溫度裂縫的成因及控制 [期刊論文] 《建材技術與應用》 -2003年6期 </p><p>　　[4]張占偉 ZHANG Zhan-wei 大體積混凝土溫度裂縫成因與控制 [期刊論文] 《山