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时间:2018-05-23
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1、水利工程大体积混凝土施工温度裂缝控制措施 摘要:在当前的水利工程中,大体积混凝土施工已经越来越多的被广泛应用,在混凝土结构的结构中出现裂缝是比较普遍的现象。因为其温度的变化而产生的变形,这种温度变形受到混凝土外部约束和内部的影响,能产生比较大的应力,特别是拉应力,是大体积混凝土结构产生温度裂缝的主要原因。本文就对水利工程中大体积混凝土施工温度裂缝进行阐述,并提出其控制措施。关键词:水利工程;大体积混凝土;施工温度;控制措施中图分类号:TV5文献标识码:A一、影响大体积混凝土温度裂缝产生的因素(一)水泥的水化热反应7大体积混凝土内部热量的产生的主
2、要来源就是水泥水化热,这也是导致混凝土温度裂缝的最主要因素之一。因为大体积混凝土截面比较厚,在混凝土内部水化热聚集不是很容易散失。因为结构自然散热,混凝土内部的最高温度实际上大多在混凝土浇筑后2~5天发生。在浇筑初期,混凝土的弹性以及强度模量通常都很低,由水化热引起的温度升高的约束不大,所以相应的温度应力也是比较小。但是,随着混凝土弹性模量的增高以及龄期的增长,对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大,以至产生很大的温度应力,当混凝土的抗拉强度不能够来抵抗温度应力时,于是就出现温度裂缝。(二)外部环境条件和混凝土入模温度大体积承台温度裂缝的重要因素
3、就是对外部环境的控制影响,承台表面的大气流动、大气环境的温度、承台模板的材质等都会导致温度裂缝的出现。在进行大体积混凝土结构物的施工过程中,如果外界的温度越高,其浇筑温度也就很高,从而导致混凝土的结构中心温度也上升了。如果混凝土在浇筑之后,外界的气温下降之后,于是就造成了在混凝土的结构内外出现了较大的温差,形成一种较陡的温度梯度,在混凝土的内部通常会出现温度应力,以致于出现温度裂缝。因此,需要一定的措施来消除内部与外部的温差,以达到减小温度裂缝,实现温度裂缝控制的目标。(三)混凝土的收缩与徐变7在对水泥进行水化过程中,通常混凝土都会发生体积的变化
4、,相对普通水泥混凝土,很多都属于收缩变形。由于在混凝土中存在着孔隙和空隙,在这些空隙中存有大量的水,而水泥水化反应只需少量的水,如果空隙中多余的水在蒸发之后就会导致混凝土收缩,如果对收缩的变形进行约束,就会引起混凝土中的盈利,从而导致混凝土出现裂缝。混凝土的收缩变形机理比较复杂,同时,在一定程度上具有可逆性,如果在收缩之后,再一次处于饱和的状态,还是会膨胀到原来的体积。因此,干湿交替会引起混凝土的体积发生交替变化,对混凝土的裂缝控制相当不利。直到应力不发生变化的情况,通常,混凝土的应变随着时间而增长的特性被称之为徐变,混凝土的松弛和徐变同样也会对
5、混凝土裂缝产生影响。(四)约束条件混凝土在变形中受到约束,是混凝土内产生裂缝及应力的主要原因。混凝土结构的约束可以分为两部分,分别是内约束和外约束,约束条件的强弱对混凝土内温度裂缝来说是很重要的一个因素。大体积混凝土结构的内约束就是混凝土的内部约束,通常是因为在混凝土的内部每个部分所产生的温度不同,从而引起的变形量不同,同时,因为对材料的连续性引起混凝土产生的进行相互约束。而外约束通常是外界条件对大体积混凝土结构的约束,例如地基对混凝土承台的所产生的约束等。在进行施工中,通过对外界条件进行改善,是减少大体积混凝土结构裂缝的有效方法之一。二、大体积
6、混凝土温度裂缝控制措施对于大体积混凝土结构而言,为了对温度裂缝进行控制,一定要从混凝土施工中的养护、材质以及环境条件和进行施工管理上控制,以确保延缓混凝土降温速率、混凝土温升减少、混凝土的收缩减小,最终达到到控制裂缝的目的。7(一)原料的选择(1)选择合适的水泥品种在进行结构的施工中,由于结构的设计对材料的选择有很大的制约,混凝土的强度不可能会由于施工工作性能的优劣而产生增减,所以,在确保混凝土的强度基础上,怎样减小减小水化热这个问题就变得很重要。混凝土温升的热源是水泥水化热,因此,通常选用低热的水泥品种,可以在一定程度上减少水化热,也就减少了混
7、凝土的升温。(2)减少水泥用量实验数据表明,每立方米的混凝土水泥用量每增(减)10kg,水泥水化热使混凝土的温度相对升(降)达1℃。因此在实际施工中,上部结构施工时,只要可以保证其下部结构混凝土强度在28d后继续增长,并在预计的时间内达到或超过设计强度即可。据据结构实际承受荷载的情况,对结构的刚度和强度进行复算,并取得设计和质检部门的认可后,可采用f45、f60或f90,替代f28作为混凝土的设计强度,这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少40~70kg/m3,混凝土的水化热温升相应减少4℃~7℃。(3)选择适当的外加剂7当前,在施工中所用的混凝土
8、大多数都为商品混凝土,因为在抗裂性以及大流动性的要求上有矛盾,因此,在选择商品混凝土中,应该尽可能的降低水灰比。商品混凝土由于有和易性与
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