大体积砼控制应力措施研究

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1、大体积碇控制应力措施研究屮图分类号：TU375文献标识码：A文章编号:1引言混凝土是当代最主要的建筑材料，其历史悠远。近年來，随着国民经济和建筑技术的发展，建筑规模不断扩大，大型现代化技术设施或构筑物不断增多，而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点，日益受到人们的欢迎，于是大体积混凝土逐渐成为构成人型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混凝土，一般理解为尺寸较大的混凝上，美国混凝土学会给出了大体积混凝十的定义：混凝土结构实体最小尺寸大于等于1米，或预计会因为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，即

2、称为大体积混凝土。2温度应力的分析裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是山外荷载引起的，二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。本文主要探讨温度应力裂缝。其中具体原因如下。2.1温度应力引起裂缝人体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，山于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，

3、则会在混凝土表面产生裂缝。2.2温度应力的形成过程可分为以下三个阶段(1)早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段有两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量的急剧变化，由于弹性模量的变化，这一时期在混凝上内形成残余应力。(2)中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中。温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。(3)晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两

4、种的残余应力相叠加。2.3根据温度应力引起的原因可分为两类(1)自生能力：没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，山于结构本身互相约朿而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面的温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。(2)约束能力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而一起的应力，如箱梁顶板混凝土和护拦混凝土；这两种温度应力往往和混凝土上的干缩所引起的应力共同作用；想要根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数

5、值计算，混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响。3温度裂缝的防治措施由以上分析，温度裂缝主要是由温差引起，所以为了防止裂缝的产生,就耍最人限度的降低温差。3.1设计措施(1)精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。(2)增配构造筋提高抗裂性能［3］。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3

6、%-0.5%之间。(3)避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。(4)在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。(5)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。3.2施工措施3.2.1优选原材料严格控制混凝土原材料质量和技术标准(1)水泥由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，在施工中一般采用屮热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。

7、(2)掺加粉煤灰为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把部分水泥用粉煤灰代替，粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀。粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀。(3)骨料严格控制骨料级配和含泥量，骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%-83%,应选释线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，并不得混冇有机质等杂物，杜绝使用海砂。(4)加入外加剂加入外加剂

8、后可以减小混凝土开裂的机会。减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度。缓凝剂可以延缓混凝土放热峰值出现的时间，改善和易性，减少运输过程屮的塌落