大體積混凝土溫度裂縫成因及控制措施

1、最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文大體積混凝土溫度裂縫成因及控制措施大體積混凝土溫度裂縫成因及控制措施摘要:裂縫是大體積混凝常見的質(zhì)量通病之一，若不進(jìn)行有效的控制，則會影響到大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及耐久性。本文結(jié)合筆者多年實踐經(jīng)驗，重點就大體積混凝土溫度裂縫原因進(jìn)行分析，并提出一些切實可行的控制措施，旨在提高混凝土的質(zhì)量，以供實踐參考。關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；控制措施；溫度監(jiān)測中圖分類號：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市建筑數(shù)量日益增加，對建筑的使用功能和質(zhì)量安全提出了更高的要求。大體積混凝土是建筑施工中常見的一種施工材料，具有承載力高，適用范圍廣和耐久

2、性強等優(yōu)點。但在混凝土澆筑過程中，由于大體積混凝土單次澆筑方量大，加上混凝土自身放熱量大，如果不能及時擴散，容易導(dǎo)致混凝土澆筑體產(chǎn)生了較大的內(nèi)外溫差，致使大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。這些裂縫若沒有得到有效的處理，不僅會影響到混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及可靠性，而且對建筑物的質(zhì)量安全構(gòu)成極大的威脅。因此，施工管理人員有必要加強大體積混凝土裂縫控制工作的力度，采取合理有效的控制措施避免溫度裂縫的產(chǎn)生，從而確保大體積混凝土的質(zhì)量。1大體積混凝土溫度裂縫原因分析1.1 溫度及溫度效應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)物的溫度分布是指某一時刻混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部及表面各點的溫度狀態(tài)。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后，由于混凝土內(nèi)部的水化熱、外界的太陽輻射以

3、及氣溫變化等因素的影響，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部會處于不同的溫度狀態(tài)。影響混凝土結(jié)構(gòu)溫度分布的因素主要有內(nèi)部和外部兩大類。1）外界溫度的影響自然環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)物，受大氣溫度變化作用，而各種氣象因素在一年四季、每天甚至每時每刻都在發(fā)生變化?；炷两Y(jié)構(gòu)的最大溫差與不同季節(jié)的氣候特征有密切關(guān)系。最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文2)水化熱水泥水化釋放的水化熱會引起混凝土澆筑塊內(nèi)部溫度劇烈變化，是影響混凝土溫度分布的主要內(nèi)部因素。混凝土結(jié)構(gòu)溫度分布的不均勻性和復(fù)雜性，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中溫度效應(yīng)的產(chǎn)生?；炷两Y(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)，主要是指由于混凝土結(jié)構(gòu)中溫度分布不均導(dǎo)致的在結(jié)構(gòu)物中產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形等不良現(xiàn)象。1.

4、2 結(jié)構(gòu)約束大體積混凝土結(jié)構(gòu)受到的約束，一般分為內(nèi)約束和外約束兩種。1.3 約束一個物體或一個構(gòu)件本身各質(zhì)點之間的相互約束作用，稱為“內(nèi)約束”。大體積混凝土在水泥水化時，會形成外低內(nèi)高的溫差，這種溫差會使大體積混凝土內(nèi)部溫度分布不均勻，會引起質(zhì)點發(fā)生的變形不一致，從而產(chǎn)生內(nèi)約束。1.4 約束一個物體的變形受到其他物體的阻礙，一個結(jié)構(gòu)的變形受到另一個結(jié)構(gòu)的阻礙，這種結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間、物體與物體之間、物體與構(gòu)件之間、基礎(chǔ)與地基之間的相互牽制作用，稱作“外約束”。1.5 積混凝土溫度裂縫控制措施大量工程實踐經(jīng)驗都證明，結(jié)構(gòu)物不可能不出現(xiàn)裂縫，裂縫是材料的一種固有缺陷、固有特征。如果對大體積混凝土的裂縫

5、作過于嚴(yán)格的限制，則施工難度大，會帶來成本的急劇上升。但可以采取措施，對裂縫進(jìn)行控制。2.1 設(shè)計(1)改變約束條件，設(shè)置滑動層。基礎(chǔ)墊層和基礎(chǔ)之間采用三氈四油防水層作為滑動層減小地基對基礎(chǔ)的約束，降低約束應(yīng)力。(2)設(shè)置構(gòu)造鋼筋。在大體積混凝土內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋，配筋宜選用小直徑、小間距；在截面突變和轉(zhuǎn)角處，孔洞轉(zhuǎn)角及周邊，增加斜向構(gòu)造配筋，以改善應(yīng)力集中，防止裂縫出現(xiàn)。(3)在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文（4）合理設(shè)置后澆帶，保留時間大于60d;后澆帶內(nèi)梁中鋼筋連續(xù)通過，板中鋼筋可斷開，在二次澆筑混凝土前，根據(jù)規(guī)范要求連接板中普通鋼筋。2.2

6、 材料1）水泥針對大體積混凝土結(jié)構(gòu)的特點，選擇低水化熱水泥。因為其在假定外部溫度沒有變化的情況下，可減少混凝土的內(nèi)外溫差T值，起到減少溫度應(yīng)力的作用。選擇水泥時，還應(yīng)合理控制好水泥的細(xì)度，這樣,才能在減少溫度應(yīng)力的同時，確保水泥混凝土的早期強度，從而更有效地控制溫度裂縫。2）礦物摻合料在施工中，摻入20%-40%勺粉煤灰，可取代一部分水泥，從而消減水化熱產(chǎn)生的高溫峰值。另外，粉煤灰還可以優(yōu)化水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高混凝土早期強度。3）集料集料在混凝土中的體積超過50%在成型階段是一種導(dǎo)熱介質(zhì)，因此，選擇導(dǎo)熱系數(shù)高、熱傳導(dǎo)能力強的集料，可有效降低混凝土的內(nèi)外溫差T值。另外，集料自身的溫度對水化熱的產(chǎn)

7、生也有一定的影響，集料自身溫度越高，水化熱也就越大。因此，在制備混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)當(dāng)日氣候和集料溫度，對集料進(jìn)行必要的降溫處理。4）外加劑在控制大體積混凝土溫度裂縫時，外加劑應(yīng)選擇能調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間和硬化性能的緩凝劑、減水劑。緩凝劑能在對混凝土的后期物理力學(xué)性能無不利影響的情況下，延緩混凝土的凝結(jié)時間，從而增加混凝土的降溫散熱時間，使混凝土內(nèi)外溫差T值減小。如緩凝劑JM-PCA可使混凝土初凝時間加長38h左右。減水劑對混凝土強度的影響一般體現(xiàn)在降低水灰比上，低水灰比可使混凝土迅速硬化，提高混凝土早期強度；另外，在減少拌和水用量的同時，相應(yīng)地減少了水泥的用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。2.3 施

8、工1）用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑混凝土采用分層連續(xù)澆筑最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文或推移式連續(xù)澆筑，混凝土層間的間隔時間應(yīng)盡量縮短，必須在前層混凝土初凝之前，將其次層混凝土澆筑完畢。層間最長的時間間隔不大于混凝土的初凝時間。當(dāng)層間間隔時間超過混凝上的初凝時間，層面應(yīng)按施工縫處理：(1)消除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動的石子，并均勻露出粗骨料；(2)在上層混凝土澆筑前，應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤，但不得有水；(3)對非泵送及低流動度混凝土，在澆筑上層混凝土?xí)r，應(yīng)采取接漿措施。2)二次投料及二次振搗大量的工程實踐證明，采用二次投料水泥裹砂法和二次振搗法，可提高混凝土的極

9、限抗拉強度。所謂二次投料水泥裹砂法，即先將水和水泥拌成水泥漿，攪拌時間大約1min,然后加入砂子和石子，攪拌成混凝土。該法可改善混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少混凝土澆筑入模時的離析現(xiàn)象，節(jié)約水泥達(dá)20%或提高強度15%所謂二次振搗，即對未初凝的混凝土在振動界限之前進(jìn)行二次振搗。通過二次振搗可排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高水平鋼筋的握裹力、豎向鋼筋的抗拔力，增大水密性，提高混凝土抗壓強度，減少混凝土內(nèi)部裂縫，防止因混凝土下沉而出現(xiàn)的裂縫。有關(guān)資料證明，采用二次振搗可使水平鋼筋的握裹力增加1/3,豎向鋼筋初始抗拔能力提高100%,28d混凝土的抗壓強度提高10%-15%二次振搗

10、關(guān)鍵要掌握好二次振搗的時間，該時間為混凝土經(jīng)振搗后尚能恢復(fù)到塑性狀態(tài)的時間，一般又稱為振搗界限。振動界限的判斷方法一般有兩種：一種是將運轉(zhuǎn)著的振動棒逐漸插入混凝土中時，混凝土仍能恢復(fù)到塑性狀態(tài)，當(dāng)振動棒拔出時，混凝土能自動填滿形成的孔洞，而不會在混凝土中留下孔穴，此時施加二次振搗，時間最為合適；第二種是采用測定貫入阻力值的方法來判斷，國外一般均采用這種方法，即當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)貫入阻力值達(dá)到3.5N/mm2以前進(jìn)行二次振搗，此時不會損傷已成型的混凝土。最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文二次振搗的具體適宜時間，需根據(jù)水泥品種、用量、混凝土的坍落度和氣溫等因素決定，一般應(yīng)控制在混凝土澆筑后13h時間內(nèi)。3）埋設(shè)

11、冷卻水管，降低混凝土內(nèi)部溫度對施工要求比較高的工程，可以在混凝土內(nèi)埋設(shè)水管，通過低溫水循環(huán)，排出混凝土內(nèi)部大量熱量，以降低混凝土溫度。4）加強施工管理提高混凝土的質(zhì)量，以保證混凝上強度的均勻性；薄層、短間歇、均勻上升，以避免相鄰澆筑塊之間過大的高差及側(cè)面的長期暴露；加強混凝土養(yǎng)護(hù)。2.4 溫度監(jiān)測溫度監(jiān)測技術(shù)是現(xiàn)代大體積混凝土施工的先進(jìn)技術(shù)。通過對混凝土溫度的監(jiān)測，實時監(jiān)控混凝土內(nèi)部溫度變化的情況，采取相應(yīng)控制措施，可有效控制裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土溫度控制的測試內(nèi)容如下。1）混凝土絕熱溫升的測試混凝土絕熱溫升的測試有兩種方法：間接法和直接法。間接法是用水泥的水化熱、水泥用量、混凝土比熱、混凝

12、土密度來計算混凝土絕熱溫升；直接法是用混凝土絕熱溫升實驗儀直接測定混凝土絕熱溫升。直接法測定結(jié)果準(zhǔn)確，但是，實驗設(shè)備和實驗過程比較復(fù)雜，一般用于大型工程中。中小型工程常不具備這種條件，一般用間接法即可滿足要求。2）混凝土澆筑溫度的監(jiān)測監(jiān)測混凝土澆筑時的溫度，保證澆筑溫度不要超過控制標(biāo)準(zhǔn)，以便控制混凝土澆筑后的溫度升高峰值。同時,也包括對混凝土攪拌、運輸過程中溫度的監(jiān)測和混凝土原材料溫度的監(jiān)測。3）養(yǎng)護(hù)過程中的溫度監(jiān)測一般監(jiān)測澆筑后混凝土內(nèi)部、表面、底部的溫度和環(huán)境氣溫的變化情況，用來控制混凝土的降溫速度和內(nèi)外部溫差（一般要求溫差!>25C）,也可用來進(jìn)一步計算混凝土中的溫度應(yīng)力，確定混凝

13、土的抗拉強度是否大于此時混凝土中產(chǎn)生的拉應(yīng)力，保證對裂縫的控制。這些監(jiān)測結(jié)果能及時反饋現(xiàn)場大體積混凝土澆筑塊內(nèi)溫度變化的實際情況，以及所采用的施工技術(shù)措施的效果最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文為工程技術(shù)人員及時采取溫控對策提供科學(xué)依據(jù)?；炷恋臐仓囟?，系指混凝土振搗后位于混凝土上表面以下50100m麻處的溫度?；炷翝仓囟鹊臏y試每工作班(8h)不應(yīng)少于2次。大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度的測試，一般在前期每24h測一次，后期每48h測一次。大體積混凝土澆筑塊體溫度監(jiān)測點的布置，以能真實反映出混凝土塊體的內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度為原則。2.5 養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)并應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)保溫養(yǎng)護(hù)措施，應(yīng)使混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求；(2)保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力加以控制、確定，但不得少于15d,保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行；(3)在保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)保持混凝土表面的濕潤。同時，在養(yǎng)護(hù)過程中，保持良好的濕度和抗風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施。3結(jié)語溫度裂縫是影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全的重要因