浅谈大体积混凝土基础温度裂缝控制技术

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1、浅谈大体积混凝土基础温度裂缝控制技术杭州铜运建设工程有限公司311300【摘要】水泥凝结时，会产生大量的水化热，使混凝土结构的温度梯度过大，从而导致混凝土结构出现温度裂缝。木文从大体积混凝土基础温度裂缝的角度入手，分析了大体积混凝土基础温度裂缝的产生原因及施工方面采取措施。【关键词】混凝土；基础温度；裂缝控制；施工技术伴随着国内高层、超高层、特殊工程建筑物及大型设备基础不断地涌现，大体积混凝土结构在工程中山现的频率越来越多，大体积混凝土的温度裂缝已成为工程中普遍存在的技术问题。1、大体积混凝土基础温度裂缝产生原因大体积混凝土施工常见的质量问题是温度裂缝。混凝土随着温度变化而发生膨胀收缩，称为

2、温度变形。对于大体积混凝土施工阶段来讲，裂缝是由于混凝土温度变形而引起的。由于混凝土温度变化产生变形受到混凝土内部和外部的约束影响，产生较大应力，尤其是拉应力，是导致混凝土产生裂缝的主要原因。现分述如下：1.1水泥水化热是大体积混凝土开裂的主要因素水泥水化热是大体积混凝土中主要温度因素。混凝土在硬结过程中，由于水泥的水化作用，在初始几天产生大量的水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积较大，相对散热较小，因此形成热量的积聚。内部水化热不易散失，外部混凝土散热较快，水化热温升随壁（板）厚度增加而加大，混凝土形成一定的温度梯度。无论温升阶段，还是温降阶段，混凝土中心温度总是高于混凝土表面

3、温度。根据热胀冷缩的原理，中心部分混凝土膨胀速率要比表面混凝土大。因此，混凝土中心与表面各质点间的内约束以及来自地基及其它外部边界约束的井同作用，使混凝土内部产生压应力，混凝土表面产生拉应力。当温度梯度大到一定程度时，表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面产生裂缝。在升温阶段，混凝土未充分硬化，弹性模量小，因此拉应力较小，只引起混凝土表面裂缝。1.2外界气温变化的影响大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的。因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，而如果外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外界混凝土与内部混凝土的温度梯度,这对大体积混凝土

4、是极为不利的。混凝上内部的温度是水化热的绝热温度、浇筑温度和结构物的散热温降等各种温度的叠加，而温度应力则是由温差变形造成的；温差愈人，温度应力也愈大。冋吋，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达到60—65°C,并且奋较大的延续时间（与结构尺寸和浇筑的块体厚度有关）。在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内部温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。1.3约束条件与温度裂缝的关系各种结构物在变形变化中，必然会受到一定的约束或抑制而阻碍变形,这就是指的约束条件。约束种类一般可概括为两类：即外约束和内约束（亦称自约束）。外约束指结构物的边界条件，一般指支座或其

5、他外界因素对结构物变形的约束。内约束指较大断面的结构，由于内部非均匀的温度及收缩分布，各质点变形不均匀而产生的相互约束。具奋大断面之结构，苏变形还可能受到艽他物体的宏观约束。大体积混凝土由于温度变化会产生变形，而这种变形又受到约束，便产生了应力，这就是温度变化引起的应力状态。1.4混凝土的收缩变形混凝土中80%的水分要蒸发，约有20%的水分是水泥硬化所必须的。混凝土水化作用吋产生的体积变形，称为“自生体积变形”。该变形主要取决于胶凝材料的性质，对于普通水泥混凝土来说，大多数为收缩变形,少数为膨胀变形，一般在-50~+50xl06币范围内。2、原材料选择措施选择混凝土原材料，优化混凝土配合比的

6、0的是使混凝土具奋较强的抗裂能力，具体说，就是要求混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、热量比较小、线膨胀系数较小，自生体积变形最好是微膨，至少是低收缩。主要经验有以下几条：2.1水泥的选择水泥水化热的大小，对混凝土的温升影响很大，因此选用C3S及C3A含量低的中、低热水泥可冇效的降低混凝土温升。一般以每千克水泥用量的水化热，7d后限制在293）以下，28d后限制在335）以下的比较合适，并宜选用低矿碴水泥、火山灰质水泥、粉煤灰质水泥或抗硫酸盐水泥。2.2粗、细骨料选择粗骨料宜优先选用自然连续级配，因为连续级配骨料配制混凝土具奋较好的和易性，可以适当减少水泥用量，达到相应

7、的强度，使混凝土均匀、易密实。另外在选择粗骨料吋，优先选用碎石，用碎石拌制的混凝土冇较高的强度、良好的抗裂性能。细骨料宜选用中粗砂，通过试验表明每立方混凝土能够减少水泥用量20—25kg,而一般来说，每立方混凝土减少10kg水泥，在绝热温升中，温度就会降低1°C。2.3掺加粉煤灰不仅可以改善混凝土的和易性，也能明显地改善其干缩性和脆性；既可以降低混凝土的水化热，同时还奋明显的经济效益。粉煤灰是大体积混凝土中防