簡述大體積混凝土溫度控制措施

大體積混凝土溫度控制措施摘要：在大體積混凝土工程中,為了防止溫度裂縫的產(chǎn)生或把裂縫控制在某個界限內(nèi),必須進行溫度控制。一般要選用合適的原料和外加劑，控制混凝土的溫升，延緩混凝土的降溫速率；選擇合理的施工工藝，采取相應的降溫與養(yǎng)護措施，及時進行安全監(jiān)測，避免出現(xiàn)裂縫，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。在此對大體積混凝土溫度控制措施進行了探討。關(guān)鍵詞：大體積混凝土，溫度裂縫，溫度控制，水化熱 隨著我國各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快和城市建設(shè)的發(fā)展,大體積混凝土已經(jīng)愈來愈廣泛地應用于大型設(shè)備基礎(chǔ)、橋梁工程、水利工程等方面。這種大體積混凝土具有體積大、混凝土數(shù)量多、工程條件復雜和施工技術(shù)要求高等特點,在設(shè)計和施工中除了必須滿足強度、剛度、整體性和耐久性的要求外,還必須控制溫度變形裂縫的開展,保證結(jié)構(gòu)的整體性和建筑物的安全。因此控制溫度應力和溫度變形裂縫的擴展,是大體積混凝土設(shè)計和施工中的一個重要課題。大體積混凝土的溫度裂縫的產(chǎn)生原因大體積混凝凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，時期內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果，一方面是混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生應力和應變，另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土各質(zhì)點間的內(nèi)約束阻止這種應變，一旦溫度應力超過混凝土所能承受的抗拉強度，就會產(chǎn)生裂縫。1、水泥水化熱在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑初期，水泥水化熱引起溫升，且結(jié)構(gòu)表面自然散熱。因此，在澆筑后的3d～5d，混凝土內(nèi)部達到最高溫度?；炷两Y(jié)構(gòu)自身的導熱性能差，且大體積混凝土由于體積巨大，本身不易散熱，水泥水化現(xiàn)象會使得大量的熱聚集在混凝土內(nèi)部，使得混凝土內(nèi)部迅速升溫。而混凝土外露表面容易散發(fā)熱量，這就使得混凝土結(jié)構(gòu)溫度內(nèi)高外低，且溫差很大，形成溫度應力。當產(chǎn)生的溫度應力(一般是拉應力)超過混凝土當時的抗拉強度時，就會形成表面裂縫2、外界氣溫變化大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響?；炷羶?nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫差梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土的溫度控制措施針對大體積混凝土溫度裂縫成因,可從以下幾方面制定溫控防裂措施。一、溫度控制標準混凝土溫度控制的原則是：（1）盡量降低混凝土的溫升、延緩最高溫度出現(xiàn)時間；（2）降低降溫速率；（3）降低混凝土中心和表面之間、新老混凝土之間的溫差以及控制混凝土表面和氣溫之間的差值。溫度控制的方法和制度需根據(jù)氣溫（季節(jié)）、混凝土內(nèi)部溫度、結(jié)構(gòu)尺寸、約束情況、混凝土配合比等具體條件確定。二、混凝土的配置及原料的選擇1、使用水化熱低的水泥由于礦物成分及摻合料數(shù)量不同,水泥的水化熱差異較大。鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的,水化熱較高,摻合料多的水泥水化熱較低。因此選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土。不宜使用早強型水泥。采取到貨前先臨時貯存散熱的方法,確?；炷翑嚢钑r水泥溫度盡可能較低。2、使用微膨脹水泥使用微膨脹水泥的目的是在混凝土降溫收縮時膨脹,補償收縮,防止裂縫。但目前使用的微膨脹水泥,大多膨脹過早,即混凝土升溫時膨脹,降溫時已膨脹完畢,也開始收縮,只能使升溫的壓應力稍有增大,補償收縮的作用不大。所以應該使用后膨脹的微膨脹水泥。3、控制砂、石的含泥量嚴格控制砂的含泥量使之不大于3%;石子的含泥量,使之不大于1%,精心設(shè)計、選擇混凝土成分配合如盡可能采用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子。粒徑越大、級配良好,骨料的孔隙率和表面積越小,用水量減少,水泥用量也少。在選擇細骨料時,其細度模數(shù)宜在26~29。工程實踐證明,采用平均粒徑較大的中粗砂,比采用細砂每方混凝土中可減少用水量20~25kg,水泥相應減少28~35kg,從而降低混凝土的干縮,減少水化熱,對混凝上的裂縫控制有重要作用。4、采用線脹系數(shù)小的骨料混凝土由水泥漿和骨料組成,其線脹系數(shù)為水泥漿和骨料線脹系數(shù)的加權(quán)(占混凝土的體積)平均值。骨料的線脹系數(shù)因母巖種類而異。不同巖石的線脹系數(shù)差異很大。大體積混凝土中的骨料體積占75%以上,采用線脹系數(shù)小的骨料對降低混凝土的線脹系數(shù),從而減小溫度變形的作用是十分顯著的。5、外摻料選擇水泥水化熱是大體積混凝土發(fā)生溫度變化而導致體積變化的主要根源。干濕和化學變化也會造成體積變化,但通常都遠遠小于水泥水化熱產(chǎn)生的體積變化。因此，除采用水化熱低的水泥外,要減小溫度變形,還應千方百計地降低水泥用量,減少水的用量。根據(jù)試驗每減少10kg水泥,其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1℃。這就要求:（1）在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提,盡量降低設(shè)計要求強度。（2）眾所周知,強度越低,水泥用量越小。充分利用混凝土后期強度,采用較長的設(shè)計齡期混凝土的強度,特別是摻加活性混合材(礦渣、粉煤灰)的。大體積混凝土因工程量大,施工時間長,有條件采用較長的設(shè)計齡期,如90d、180d等。折算成常規(guī)齡期28d的設(shè)計強度就可降低,從而減小水泥用量。（3）摻加粉煤灰:粉煤灰的水化熱遠小于水泥,7d約為水泥1/3,28d約為水泥的1/20摻加粉煤灰減小水泥用量可有效降低水化熱。大體積混凝土的強度通常要求較低,允許參加較多的粉煤灰。另外,優(yōu)質(zhì)粉煤灰的需水性小,有減水作用,可降低混凝土的單位用水量和水泥用量;還可減小混凝土的自身體積收縮,有的還略有膨脹,有利于防裂。摻粉煤灰還能抑制堿骨料反應并防止因此產(chǎn)生的裂縫。（4）摻減水劑:摻減水劑可有效地降低混凝土的單位用水量,從而降低水泥用量。緩凝型減水劑還有抑制水泥水化作用,可降低水化溫升,有利于防裂。大體積混凝土中摻加的減水劑主要是木質(zhì)素磺酸鈣,它對水泥顆粒有明顯的分散效應,可有效地增加混凝土拌合物的流動性,且能使水泥水化較充分,提高混凝土的強度。若保持混凝土的強度不變,可節(jié)約水泥10%。從而可降低水化熱,同時可明顯延緩水化熱釋放速度,熱峰也相應推遲。三、混凝土澆筑溫度的控制降低混凝土的澆筑溫度對控制混凝土裂縫非常重要。相同混凝土，入模溫度高的溫升值要比入模溫度低的大許多?；炷恋娜肽囟葢暁鉁囟{(diào)整。在炎熱氣候下不應超過28℃，冬季不應低于5℃。在混凝土澆筑之前，通過測量水泥、粉煤灰、砂、石、水的溫度，可以估算澆筑溫度。若澆筑溫度不在控制要求內(nèi)，則應采取相措施。1、在高溫季節(jié)、高溫時段澆筑的措施（1）除水泥水化溫升外,混凝土本身的溫度也是造成體積變化的原因,有條件的應盡量避免所以利用理論公式進行提前預測和計算以及因此而積極地采取主動溫度控制措施就顯得尤為重要。參考文獻:[1]西北勘測設(shè)計研究院SL/T191-96水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]北京:中國水利水電出版社,1