浅谈加冰技术对大体积砼裂缝的控制

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1、浅谈加冰技术对大体积砼裂缝的控制黄冠邦佛山市路桥建设有限公司528000摘要：通过总结承台大体积砼施工过程中的经验及专家意见，阐述了工程中大体积混凝土温度裂缝产牛.的原因、加冰技术对混凝土温度的影响等问题的探讨。关键词：大体积砼；温度；裂缝；控制；加冰水1、概述佛山市龙湾大桥主桥承台尺寸为44.6×17.6×5.5,总体积为4325.8m3,混凝土强度等级为C30,采用泵送施工，要求砼的坍落度为12-16cm。考虑承台体积大，承台内部散热不良引起升温，容易岀现结构性裂缝，经专家讨论

2、分析，结合已有经验，应控制砼早期强度不能发展太快，入模温度不超过32°C,相应出厂温度不超过30°C,控制砼的内外温差在25°C以内。2、产生裂缝的原因在大体积混凝土中，对温度应力及温度控制只有重要意义。在砼凝固初期，由于各种原因，砼常常出现温度裂缝，影响结构的整体受力和耐久性。砼产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、设计结构的不合理、原材料不合格（如碱骨料反应）、模板变形、基础不均匀沉降等。木文主要介绍、分析温度变化引起的裂缝及处理措施。砼硬化期间水泥放出大量水化热，内部温

3、度不断上升，在砼表面引起拉应力，在后期降温过程中，由于受到基础或连接部位砼的约束，在混凝土内部出现拉应力；气温降低也会在混凝土表面产生拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时在砼表面出现裂缝。砼的内部湿度变化较慢，但表面湿度因砼养护不周、时干时湿等原因变化较大，表面干缩形变受到内部砼的约束，也往往产生裂缝。砼是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6〜1.0）×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2〜2.0）×104«由于原材料

4、不均匀，水灰比不稳定，运输和浇筑过程中的离析现象，在同一部位砼中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力较低，易出现裂缝的薄弱部位。在钢筋砼中，拉应力主要是由钢筋承扪，砼只承受压应力，在素砼内或钢筋砼边缘部位，出现了拉应力则由混凝上自身承担。在施工中砼由最高温度冷却到稳定吋期的常温，往往在混凝上内部引起较大的拉应力，奋吋温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，必须引起足够的重视。3、温度应力的分析温度应力的形成分为三个阶段：3.1早期：自浇筑砼开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是

5、水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一吋期在混凝土内形成残余应力。3.2中期：水泥水化热结束时起至混凝土冷却到常温，温度应力主要是由于砼的冷却及外界气温变化所引起，这应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。3.3晚期：混凝土完全冷却后的稳定期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。根据温度引起的应力可分为两类：(1)自身应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，由于内部温度是非线性分布的，结构本身互相约束而出现的

6、温度应力。例如，桥梁墩身结构尺寸相对较大，砼冷却吋表面温度低，内部温度高，在砼表面出现拉应力，在中间出现压应力。(2)约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力，如箱梁顶板钢筋砼和护F.钢筋砼。这两种温度应力往往和砼的干缩所引起的应力共同作用。4、温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力，可以从控制温度和改善约束条件这两个方面控制。本文主要介绍温度控制，重点介绍加冰技术的应用。控制温度的措施如下：4.1采用改善骨料级配、降低水灰比、掺加混合料、掺加外加剂等方法减少水

7、泥用量。本承台采用添加粉煤灰、外加剂的方法减少水泥用量。艽配合比及试验结果见表1、表2。表1由式（1）可以看出影响砼出机温度的主要材料除加冰量G外，还与各种材料的用量、比热有关。关于Q值的确定，其包含了搅拌机械和环境交换热，由于搅拌机非绝热环境，必然冇热交换，所以孤立的搅拌机械热和环境交换热定量测定是困难的，通过综合考虑附加热则可将进、出物料温度代入（1）式求出。试验表明，Q值随环境温度影响较大。表4列出了8、9、10月份对Q值的抽测结果。承台在8〜10月份施工，佛III地区正处于高温天气，大部分时间气温

8、高达35°C以上（见表4），砂、石的含水率分别取5%和1.5%,Q取2000kcal/m3代入（1）式得需加碎冰75.51Kg/m3。根据经验，加冰量一般不宜大于60Kg/m3，否则由于搅拌用水量太少，砼出机坍落度将难以保证，如采用添加碎冰的方法,必须采用粒径小碎冰和延长搅拌吋间，使冰全部搅拌变为水,这将影响生产速度，无法满足泵送施工的需要；另一方面，加冰量太大，碎冰的制备、存储、添加及计量都增加许多设备，增加施工成本。根据理