大体积混凝土温度裂缝控制技术研究

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1、大体积混凝土温度裂缝控制技术研究　　(1.中冶东方工程技术有限公司；2.包头市诚信达监理公司，内蒙古包头014010)　　摘要：文章分析了大体积混凝土结构温度裂缝产生的主要原因，并从结构设计、混凝土制备、施工等各个环节提出了预防大体积混凝土温度裂缝的相应技术措施，以达到控制混凝土温度裂缝的目的。　　关键词：大体积混凝土；温度裂缝；控制技术　　中图分类号：TU755.7文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)02—0112—02　　随着社会经济的迅猛发展，大体积混凝土结构在现代工程建设中已广泛应用，工业建筑中的大型设备基础，大型构筑物的基础，高层、超高层和特殊功能建筑的箱

2、型基础，有较高承载力的桩基厚大承台、设备基础等都是体积较大的钢筋混凝土结构。　　大体积混凝土在连续浇筑和硬化过程中，水泥水化反应产生大量水化热，由于混凝土截面尺寸大，热阻很大，内部水化热量聚集不易散发，水化升温高，而表面散热较快，混凝土内部和表面形成较大温差。混凝土内部和表面温差变化加上外部环境因素、拆模及荷载等的影响，导致不均匀的温度变形和温度应力，一旦拉应力超过混凝土即时抗拉强度，就会在混凝土表面或内部产生裂缝。混凝土裂缝的发生与发展，不仅影响工程外观，还会加速混凝土碳化，影响结构的抗冻性能、抗渗性能，导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构

3、的承载能力、使用功能和耐久性，甚至于成为结构破坏的前兆，直接影响工程效益的发挥。所以，必须采取各种措施预防或减少混凝土结构裂缝的产生。　　大体积混凝土裂缝控制的技术难点是如何控制混凝土的放热量和内部混凝土的温升？如何减小混凝土内外温差？如何提高混凝土的抗裂性能？如何减小混凝土的变形约束？这些问题的研究解决长期以来一直受到国内外工程研究人员的关注。　　1大体积混凝土的概念　　所谓大体积混凝土，是指体积很大的现场浇筑混凝土，其尺度大到必须采取措施以对付水泥水化放出的热量及伴随发生的体积变化，尽量减少温度裂缝。在JGJ55-XX《普通混凝土配合比设计规程》中定义为：“混凝土结构物实体

4、最小尺寸等于或大于lm，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。”　　国内外，一般用厚度0.8m～1.0m或水化热温度状况定义。一些混凝土现浇整体式结构，虽然它的实体最小尺寸小于1.0m，不能称作是“大体积混凝土”，但都具有大体积混凝土的性质，具有较高温度收缩应力，一不小心就开裂，这是从事混凝土工程设计、施工、材料及质量监督工作的一个新的基本概念。美国混凝土协会大体积混凝土委员会给出的大体积混凝土的定义：任意体量的混凝土，其尺寸足以要求必须采取措施，控制由于体积变形(温度及收缩作用)引起的裂缝者称为“大体积混凝土”。　　2大体积混凝土结构温度裂缝产生的主要原

5、因　　2.1水泥水化热造成温度升高的影响　　水泥的水化反应是一个放热反应，对于普通混凝土来说，由于结构尺寸不大，水泥水化过程释放的热量可以很快地扩散到表面，并散发出去，因而不会对混凝土结构造成不良影响。但是，大体积混凝土结构中，由于结构截面大，一次浇注量大，施工时间长，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热难以散发，在内部蓄积起来，引起结构内部温度升高，混凝土“内热外冷”，形成较大的内外温差，会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成较为复杂的膨胀或收缩应力，致使混凝土开裂。温度收缩应力是导致大体积混凝土产生裂缝的主要原因。　　740)this.width=740"b

6、order=undefined>　　水泥水化热造成的升高温度Th受到以下因素影响：　　Th＝Q/c·ρ　　Th＝mc·Q/c·ρ　　式中：Th——混凝土最大绝热温升；　　mc——混凝土中水泥用量；　　F——混凝土活性掺合料用量；　　k——掺合料折减系数。粉煤灰取0.25～0.30；　　Q——水泥28d水化热；　　c——混凝土比热，取0.97［kJ/］；　　ρ——混凝土密度，取2400；　　e——为常数，取2.718；　　t——混凝土的龄期；　　m——系数，随浇筑温度改变。　　通过上述关系式可以看出：在混凝土比热、密度一定时，混凝土水化升温主要取决于水泥用量

7、、水泥品种、水泥水化热及混凝土的龄期等，而水泥水化热是混凝土内部温升的主要因素。同时也说明，混凝土用量越大，需要的水泥用量越多，所释放的热量就越多，混凝土内部温升就越大，单位体积混凝土内，水泥含量越高，内部温升就越大。　　2.2约束情况的影响　　大体积混凝土所受到的约束条件可分内约束和外约束两种。内约束是指较大整体结构中，由于内部不均匀的温度及收缩分布而产生的相互约束；外约束是指混凝土结构的边界条件如支座、基岩等外界因素对结构变形的约束。大体积混凝土由