大体积混凝土温度裂缝的成因及控制技术

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1、大体积混凝土温度裂缝的成因及控制技术大体积混凝土温度裂缝的成因及控制技术【摘要】大体积混凝土工程结构截面大，混凝土浇注后，由于水泥水化过程中释放出大量水化热，使混凝土内部温升较快，因为混凝土导热不良，相对散热较小。造成混凝土结构内外温差变大，由于温度的不均衡分布产生应力，从而导致混凝土结构出现温度裂缝。本文着重计算并控制混凝土硬化过程中的温度,进而采取相应的技术措施,保证结构的工程质量。　　　　由于大体积混凝土体积大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升较快，当混凝土内外温差较大时，导致混凝土产生温度裂缝，严重影响结构安全和建筑物正常使用，因此必须从根本上掌握大体积

2、混凝土温度裂缝的产生及控制，确保工程质量。　　国际上对大体积混凝土定义的标准：指实体截面最小尺寸≥1m的混凝土构件。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温度上升较快。当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝。　　大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇注后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小。因此，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快，根据热胀冷缩的原理，结构自身约束由伴随温度变化引起的建筑物体积变化产生应力，一但拉伸应力＞混凝土抗拉强度则产生裂缝。　　因此控制大体积混凝土开裂必须

3、着重考虑两个因素。一）提高混凝土的抗拉强度，保证其能克服各种因素引起的开裂应力：二）控制温度应力＜混凝土的抗拉强度。　　要控制混凝土裂缝的产生必须从原材料、结构设计、施工组织安排三个方面着手。　　原材料的控制。　　水泥：在选择水泥时，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。　　在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。石子级配：大体积混凝土宜采用连续级配。　　砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密实性、耐久性和抗裂性。　　掺合料和外加剂：　　粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当

4、，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。　　高效减水剂和引气剂复合使用对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。　　水：水源对大体积混凝土的影响主要是在搅拌温度控制上。　　混凝土配合比控制　　混凝土配合比设计时，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用低砂率、低坍落度、低水灰比，掺高效减水剂和高性能引气剂，高粉煤灰掺量的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉的抗裂混凝土。　　设计控制　　采用合理的平面和立面设计，避免截面突变，从而减小约束应力；　　合理布置分布钢筋，尽量采

5、用小直径，密间距。全截面配筋率不小于%，应在%~%之间。　　避免采用高强混凝土，尽可能选用中、低强度的混凝土。　　施工控制　　供料：在浇筑前，搅拌站配备足够的原料，特别是水泥确保同一厂家，同一批次，符合同一混凝土配比的水泥。　　运料：为使混凝土的运输不至于影响混凝土的浇筑，行车路线必须要要提前考察。　　浇筑：根据混凝土浇筑量、构件形式、混凝土浇筑方式等进行确认。分层浇筑可以增大散热面积，保证施工质量。　　振捣：实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法。　　养护：混凝土浇筑后，及时进行养护，以通过降低内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度。　

6、　监测：混凝土浇筑前，在混凝土内部布设传感器或设置温度测量孔，使内外温度直接显示出来，方便将内外温差控制在25℃以内。内部降温：在混凝土内部敷设循环冷却水管以降低混凝土内部温度。　　蓄热养护：混凝土浇筑完成后，可以采用草帘被或水进行蓄热，以限制混凝土表面的温度散发过快造成温度裂缝，使内外温差控制在25℃以内。　　浇筑温度：大体积混凝土浇筑宜避开炎热的夏季，这样可有利于减小温差，进而减小温度应力。　　工程实例:××厂易地技术改造项目中烟1#桥墩直径为，混凝土及其原材料各种原始数据及参数为：C30混凝土采用矿渣硅酸盐水泥,其配合比为=水158：水泥297：砂717：石

7、子1254：粉煤灰67(每立方米混凝土质量比),砂、石含水率分别为Ps2%、Pg1%,混凝土容重为2480kg/m3。各种材料的温度及环境气温：水Tw22℃，砂、石子Tc、Ts21℃，水泥Tg26℃、粉煤灰Tf23℃，环境气温TQ21℃。　　混凝土温度计算　　拌和温度计算:　　公式T0=∑TimiCi/∑miCi可转换为:T0=[(mcTc+msTs+mgTg+mfTf)+(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)]÷[+(mc+ms+mg+mf)]　　式中:T0为拌和温度;　　mw、mc