大體積溷凝土裂縫控制措施

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1、大體積混凝土裂縫控制措施大體積混凝土施工溫度裂縫控制技術(shù)措施摘要大體積混凝土施工時,由于水泥水化過程中釋放大量的水化熱,使混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度過大,從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。因此,計算并控制混凝土硬化過程中的溫度,進(jìn)而采取相應(yīng)的技術(shù)措施,是保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要措施。關(guān)鍵詞混凝土溫度裂縫控制措施1概述大體積混凝土是指最小斷面尺寸大于1m以上的混凝土結(jié)構(gòu)。與普通鋼筋混凝土相比,具有結(jié)構(gòu)厚,體形大、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高的特點。大體積混凝土在硬化期間,一方面由于水泥水化過程中將釋放出大量的

2、水化熱,使結(jié)構(gòu)件具有“熱漲”的特性;另一方面混凝土硬化時又具有“收縮”的特性,兩者相互作用的結(jié)果將直接破壞混凝土結(jié)構(gòu),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。因而在混凝土硬化過程中,必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施,以控制混凝土硬化時的溫度,保持混凝土內(nèi)部與外部的合理溫差,使溫度應(yīng)力可控,避免混凝土出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。2大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因大體積混凝土墩臺身或基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素如下:(1)收縮裂縫。混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的

3、收縮就越大。選用的水泥品種不同,其干縮、收縮的量也不同。(2)溫差裂縫?；炷羶?nèi)外部溫差過大會產(chǎn)生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑。澆筑后,水泥因水化引起水化熱,由于混凝土體積大,聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高,而其表面則散熱較快,形成了較大的溫度差,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。此時,混凝齡期短,抗拉強度很低。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強度,則會在混凝土表

4、面產(chǎn)生裂縫。(3)材料裂縫。材料裂縫表現(xiàn)為龜裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量過多而引起的。3大體積混凝土裂縫控制的理論計算工程實例:武漢市中環(huán)線南段××標(biāo)段××號橋墩直徑為1.2m,混凝土及其原材料各種原始數(shù)據(jù)及參數(shù)為:一是C30混凝土采用P.S32.5礦渣硅酸鹽水泥,其配合比為:水:水泥:砂:石子:粉煤灰(單位kg)=158:298:707:1204:68(每立方米混凝土質(zhì)量比),砂、石含水率分別為3%、0%,混凝土容重為2440kg/m3。二是各種材料的溫度及環(huán)境氣溫:水18℃,砂、石子23℃,水泥25℃

5、,粉煤灰25℃,環(huán)境氣溫20℃。3.1混凝土溫度計算(1)混凝土拌和溫度計算:公式T0=∑TimiCi/∑miCi可轉(zhuǎn)換為:T0=[0.9(mcTc+msTs+mgTg+mfTf)+4.2Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)]÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf)]式中:T0為混凝土拌和溫度;mw、mc、ms、mg、mf—水、水泥、砂、石子、粉煤灰單位用量(kg);Tw、Tc、Ts、Tg、Tf—水、水泥、砂、石子、煤灰的溫度(℃);Ps、Pg—砂、石

6、含水率(%);C1、C2—水的比熱容(KJ/Kg?K)及溶解熱(KJ/Kg)。當(dāng)骨料溫度>0℃時,C1=4.2,C2=0;反之C1=2.1,C2=335。本實例中的混凝土拌和溫度為:T0=[0.9(298×25+707×23+1204×23+68×25)+4.2×18(158-707×3%)+4.2×3%×707×23]÷[4.2×158+0.9(298+707+1204+68)]=21.02℃。(2)混凝土出機溫度計算:按公式T1=T0-0.16(T0-Ti)式中:T1—混凝土出機溫度(℃);T0—混凝土拌和溫度(℃

7、);Ti—混凝土攪拌棚內(nèi)溫度(℃)。本例中,T1=21.02-0.16×(21.02-25)=21.7℃。(3)混凝土澆筑溫度計算:按公式TJ=T1-(α?τn+0.032n)?(T1-TQ)式中:TJ—混凝土澆筑溫度(℃);T1—混凝土出機溫度(℃);TQ—混凝土運送、澆筑時環(huán)境氣溫(℃);τn—混凝土自開始運輸至澆筑完成時間(h);n—混凝土運轉(zhuǎn)次數(shù)。α—溫度損失系數(shù)(/h)本例中,若τn取1/3,n取1,α取0.25,則:TJ=21.7-(0.25×1/3+0.032×1)×(21.7-25)=22.1℃(低于3

8、0℃)3.2混凝土的絕熱溫升計算Th=W0?Q0/(C?ρ)式中:W0—每立方米混凝土中的水泥用量(kg/m3);Q0—每公斤水泥的累積最終熱量(KJ/kg);C—混凝土的比熱容取0.97(KJ/kg?k);ρ—混凝土的質(zhì)量密度(kg/m3)Th=(298×334)/(0.97×2440)=42.1℃3.3混凝土內(nèi)部實際溫度計算T