淺談大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫控制技術(shù)

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1、淺談大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫控制技術(shù)杭州銅運(yùn)建設(shè)工程有限公司311300【摘要】水泥凝結(jié)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，使混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度過(guò)大，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。木文從大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫的角度入手，分析了大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫的產(chǎn)生原因及施工方面采取措施。【關(guān)鍵詞】混凝土；基礎(chǔ)溫度；裂縫控制；施工技術(shù)伴隨著國(guó)內(nèi)高層、超高層、特殊工程建筑物及大型設(shè)備基礎(chǔ)不斷地涌現(xiàn)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在工程中山現(xiàn)的頻率越來(lái)越多，大體積混凝土的溫度裂縫已成為工程中普遍存在的技術(shù)問(wèn)題。1、大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫產(chǎn)生原因大體積混凝土施工常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題是溫度裂縫?；炷岭S著溫度變化而發(fā)生膨脹收縮，稱為

2、溫度變形。對(duì)于大體積混凝土施工階段來(lái)講，裂縫是由于混凝土溫度變形而引起的。由于混凝土溫度變化產(chǎn)生變形受到混凝土內(nèi)部和外部的約束影響，產(chǎn)生較大應(yīng)力，尤其是拉應(yīng)力，是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因?，F(xiàn)分述如下：1.1水泥水化熱是大體積混凝土開(kāi)裂的主要因素水泥水化熱是大體積混凝土中主要溫度因素?；炷猎谟步Y(jié)過(guò)程中，由于水泥的水化作用，在初始幾天產(chǎn)生大量的水化熱，混凝土溫度升高。由于混凝土導(dǎo)熱不良，體積較大，相對(duì)散熱較小，因此形成熱量的積聚。內(nèi)部水化熱不易散失，外部混凝土散熱較快，水化熱溫升隨壁（板）厚度增加而加大，混凝土形成一定的溫度梯度。無(wú)論溫升階段，還是溫降階段，混凝土中心溫度總是高于混凝土表面

3、溫度。根據(jù)熱脹冷縮的原理，中心部分混凝土膨脹速率要比表面混凝土大。因此，混凝土中心與表面各質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)約束以及來(lái)自地基及其它外部邊界約束的井同作用，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)溫度梯度大到一定程度時(shí)，表面拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面產(chǎn)生裂縫。在升溫階段，混凝土未充分硬化，彈性模量小，因此拉應(yīng)力較小，只引起混凝土表面裂縫。1.2外界氣溫變化的影響大體積混凝土在施工階段，外界氣溫的變化影響是顯而易見(jiàn)的。因?yàn)橥饨鐨鉁赜?，混凝土的澆筑溫度也愈高，而如果外界溫度下降，又增加混凝土的降溫幅度，特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加外界混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度,這對(duì)大體積混凝土

4、是極為不利的?；炷蟽?nèi)部的溫度是水化熱的絕熱溫度、澆筑溫度和結(jié)構(gòu)物的散熱溫降等各種溫度的疊加，而溫度應(yīng)力則是由溫差變形造成的；溫差愈人，溫度應(yīng)力也愈大。冋吋，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)到60—65°C,并且?jiàn)^較大的延續(xù)時(shí)間（與結(jié)構(gòu)尺寸和澆筑的塊體厚度有關(guān)）。在這種情況下，研究合理的溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)部溫差引起的過(guò)大溫度應(yīng)力，就顯得更為重要。1.3約束條件與溫度裂縫的關(guān)系各種結(jié)構(gòu)物在變形變化中，必然會(huì)受到一定的約束或抑制而阻礙變形,這就是指的約束條件。約束種類一般可概括為兩類：即外約束和內(nèi)約束（亦稱自約束）。外約束指結(jié)構(gòu)物的邊界條件，一般指支座或其

5、他外界因素對(duì)結(jié)構(gòu)物變形的約束。內(nèi)約束指較大斷面的結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)部非均勻的溫度及收縮分布，各質(zhì)點(diǎn)變形不均勻而產(chǎn)生的相互約束。具奮大斷面之結(jié)構(gòu)，蘇變形還可能受到艽他物體的宏觀約束。大體積混凝土由于溫度變化會(huì)產(chǎn)生變形，而這種變形又受到約束，便產(chǎn)生了應(yīng)力，這就是溫度變化引起的應(yīng)力狀態(tài)。1.4混凝土的收縮變形混凝土中80%的水分要蒸發(fā)，約有20%的水分是水泥硬化所必須的。混凝土水化作用吋產(chǎn)生的體積變形，稱為“自生體積變形”。該變形主要取決于膠凝材料的性質(zhì)，對(duì)于普通水泥混凝土來(lái)說(shuō)，大多數(shù)為收縮變形,少數(shù)為膨脹變形，一般在-50~+50xl06幣范圍內(nèi)。2、原材料選擇措施選擇混凝土原材料，優(yōu)化混凝土配合比的

6、0的是使混凝土具奮較強(qiáng)的抗裂能力，具體說(shuō)，就是要求混凝土的絕熱溫升較小、抗拉強(qiáng)度較大、極限拉伸變形能力較大、熱量比較小、線膨脹系數(shù)較小，自生體積變形最好是微膨，至少是低收縮。主要經(jīng)驗(yàn)有以下幾條：2.1水泥的選擇水泥水化熱的大小，對(duì)混凝土的溫升影響很大，因此選用C3S及C3A含量低的中、低熱水泥可冇效的降低混凝土溫升。一般以每千克水泥用量的水化熱，7d后限制在293）以下，28d后限制在335）以下的比較合適，并宜選用低礦碴水泥、火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰質(zhì)水泥或抗硫酸鹽水泥。2.2粗、細(xì)骨料選擇粗骨料宜優(yōu)先選用自然連續(xù)級(jí)配，因?yàn)檫B續(xù)級(jí)配骨料配制混凝土具奮較好的和易性，可以適當(dāng)減少水泥用量，達(dá)到相應(yīng)

7、的強(qiáng)度，使混凝土均勻、易密實(shí)。另外在選擇粗骨料吋，優(yōu)先選用碎石，用碎石拌制的混凝土冇較高的強(qiáng)度、良好的抗裂性能。細(xì)骨料宜選用中粗砂，通過(guò)試驗(yàn)表明每立方混凝土能夠減少水泥用量20—25kg,而一般來(lái)說(shuō)，每立方混凝土減少10kg水泥，在絕熱溫升中，溫度就會(huì)降低1°C。2.3摻加粉煤灰不僅可以改善混凝土的和易性，也能明顯地改善其干縮性和脆性；既可以降低混凝土的水化熱，同時(shí)還奮明顯的經(jīng)濟(jì)效益。粉煤灰是大體積混凝土中防