大体积混凝土的温控和防裂技术研究

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1、大体积混凝土的温控和防裂技术研究温差只是大体积混凝土产生裂缝的一方面的原因，所以对其他诸方面原因如外荷载和混凝土收缩也做了一定阐述应该有所考虑，从设计方和施工方分析如何防止裂缝的产生。关键词：大体积混凝土;温度应力;裂缝由于混凝土温度变化产生的开裂问题非常严重和普通。随着混凝土技术的进步，开裂问题已经成为结构混凝土恶化的重要原因。其中对于大体积混凝土的裂缝问题尤其为人们所重视。关于大体积混凝土，我国目前尚未有一个确切的定义。日本建筑学(JASSS）规定:“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温差超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。根据这个标准，大多

2、数现代结构所采用的混凝土都可定义为大体积混凝土。1.混凝土温度应力混凝土温度变化的原因混凝土的温度变化取决于混凝土本身的热性能和外界温度状况，分为四类：(1)水泥胶结硬化产生的水化热；(2)混凝土的浇注温度与外界气温的差值；(3)混凝土浇筑后，由浇注时的气温变化到建筑物经长期运行后所达到的稳定温度；(4)由于外界气温变化而产生的温度变化。2.混凝土温差的控制(1)由于水泥在短时间内水化而产生大量热量是影响混凝土温度变化的重要原因，因此控制混凝土温度可选择水化热低的水泥；(2)水泥水化所需要的水其实只占实际用水量很小一部分，绝大部分的水都蒸发了，水蒸发会给混凝土带来大量的毛细孔隙，这些毛细孔

3、隙将成为混凝土的初始微裂缝，并最终为混凝土产生宏观裂缝埋下祸根。所以大体积混凝土可采用降低水的用量[2]；(3)采用改普骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；3.混凝土裂缝产生的原因通常情况下混凝土产生裂缝原因有:外荷载因素引起的裂缝、温度裂缝、干燥收缩及塑性收缩引起的裂缝。3.1外荷载引起的裂缝由外荷载因素引起的裂缝也称结构性裂缝、荷载缝或受力裂缝。其裂缝与荷载有关，表示结构承载力可能不足或存在问题。由外荷载引起的裂缝约占结构总裂缝的20%。由外荷载引起的裂缝一般较大，当可见的宏观裂缝发展得较宽较深时，会影响结构的抗渗性从而导致水分及有害物质

4、渗入，诱发钢筋的锈蚀或加速混凝土自然老化，从而损害结构的承载力、使用功能和耐久性。因此必须采取各种有效措施预防宏观裂缝的产生，一旦出现宏观裂缝就必须分析其成因，并采取适当的补救措施[3]。3.2温度变化产生的裂缝温度裂缝产生主要原因是温度变化造成的。在第1小结中叙述的四种温度的变化都会产生温度应力，从而使混凝土产生裂缝其中，较为主要是由水化热引起的内外温差造成裂缝最为严重[4]。因为混凝土是温度的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发而使混凝土内部温度上升，但混凝土表面温度为室外环境温度，这样就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期所产生的拉应力超过其抗力强度时，就会导致混凝土在表

5、面形成裂缝，裂缝尖端容易形成应力集中，进一步发展成深层裂缝或贯穿性裂缝。此外，在基础或老混凝土部位，新浇混凝土会受基岩或老混凝土约束，在降温阶段，会将产生很大的拉应力，如果超过混凝土的极限抗拉强度，就会产生基础的贯穿裂缝，破坏结构的整体稳定性，影响建筑物的安全。4.混凝土裂缝的控制由以上分析，混凝土裂缝主要是由外荷载、温差和混凝土收缩引起的，所以为了控制裂缝的产生，就要减少外荷载的干扰，最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩。其中温差的控制在第2点中有所叙述。下面主要从设计和施工方面来叙述具体控制混凝土裂缝的措施：4.1从设计方控制在设计上注意相对较容易开裂的部位。如深浅基，高低、跨出和悬臂

6、根部等。在设计一中应及早预防，精心设计。在构件截面允许、配筋率不变且浇筑方便的情况下，钢筋直径越细、间距越小则对预防大体积混凝土开裂越有效[6]。合理的选用热量低放热慢的材料，并结合外加剂的使用是控制裂缝的重要措施。选择级配好粒径大的骨料可有效地减少水泥的用量，降低水化热、降低收缩和泌水从而抑制裂缝的产生。选择低碱或无碱砂石料可减少碱一骨料反应产生的裂缝。4.2从施工方控制浇筑工艺：在搅拌混凝土时每盘混凝土拌合时间应控制在2~3min，在浇筑过程中可采用分层浇注法，分层厚度应控制在30~50cm之间，振捣时以插入式振捣器为主，附着式为辅，采取间歇式振动，每次开启时间为30s，当最上一层浇筑

7、完0.5h后需复振一次，保证密实度、均匀度、防止漏震现象。混凝上早期养护：主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达防止混凝上受不利温湿变形的侵袭，和使水泥的水化作用顺利进行，以在预期时间达到设计强度和抗裂性能。从理论上讲，新浇混凝上中所含水分可完全满足水泥水化反应的要求。但由于蒸发等原因常引起水分的流失，从而推迟或防碍水泥的水化反应。表面混凝上最容易受到这种不利因素的影响，因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期。5.小结