混凝土温度裂缝整改措施(精选6篇)_混凝土温度裂缝处理
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第1篇:大体积混凝土温度裂缝控制措施
大体积混凝土温度裂缝控制措施
1、概述
此次拟浇筑砼系华荣xx城D区基础筏板。D区基础砼等级为为C35P8,板的一般厚度为2.0m,集水井处最厚区域为4.35m;本区域一次浇筑砼方量约为2980m3;板内配筋情况是:板上下部均为φ28@150双向双层网筋,第二层配有φ18@150双向网筋一层,板中间配置构造抗裂钢筋网片φ16@200,D区柱下配置φ22@150。由此可见,该筏板确具有体形大、结构厚、砼方量多,钢筋密而工程条件较复杂和施工技术要求高等特点。
大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋砼相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。
大体积混凝土在硬化期间,一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热,使结构件具有“热涨”的特性;另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性,两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构,导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施,以控制混凝土硬化时的温度,保持混凝土内部与外部的合理温差,使温度应力可控,避免混凝土出
现结构性裂缝。
2、大体积混凝土裂缝产生的原因
大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的,各类裂缝产生的主要影响
因素如下:
(1)收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响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,混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同,其干缩、收缩的量也不同。
(2)温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
大体积混凝土结构要求一次性整体浇筑。浇筑后,水泥因水化热,由于混凝土体积大,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,则会在混凝土表面产生裂缝。(3)材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。
3、大体积混凝土裂缝控制的理论计算
华荣.上海城D区,混凝土及其原材料各种原始数据及参数为:一是C35P8混凝土采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,其配合比为:水:水泥:砂:石子:粉煤灰:矿粉(单位Kg)=172:285:716:1070:60:100(每立方米混凝土质量比),砂、石含水率分别为3%、0%,混凝土容重
为2390Kg/m3。
二是各种材料的温度及环境气温:水30℃,砂、石子35℃,水泥40℃,粉煤灰35℃,矿粉35℃,环境气温32℃。3.1混凝土温度计算
(1)混凝土拌和温度计算:公式TO=∑Timici/∑mici可转换为:TO=[0.9
(mcTc+msTs+mgTg+mfTf+mkTk)+4.2Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf+m
k)] 式中:TO为混凝土拌和温度;mw、mc、ms、mg、mf、mk—水、水泥、砂、石子、粉煤灰、矿粉单位用量(Kg);Tw、Tc、Ts、Tg、Tf、Tk—水、水泥、砂、石子、煤灰、矿粉的温度(℃);Ps、Pg—砂、石含水率(%);C1、C2—水的比热容(KJ/Kg.K)及溶解热(KJ/Kg)。
当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0;反之C1=2.1,C2=335.本实例中的混凝土拌和温度为:TO=[0.9(285*40+716*35+1070*35+60*35+100*35)+4.2*30(172-716*3%)+4.2*3%*716*35]÷4.2*
172+0.9(285+716+1070+60+100)]=34.3℃.(2)混凝土浇筑温度计算:按公式TJ=TO-(α.Tn+0.032n)*(TO-YQ)式中:TJ—混凝土浇筑温度(℃);TO—混凝土拌和温度(℃);TQ—混凝土运送、浇筑时环境气温(℃);Tn—混凝土自开始运输至浇筑完成时间(h);n—混凝土运转次数。
α--温度损失系数(/h)本例中,若Tn取1/3,n取1,α取0.25,则:
TJ=34.3-(0.25×1/3+0.032×1)×(34.3-32)=34.0℃
3.2混凝土的绝热温升计算
Th=WO.QO/(C.ρ)
式中:WO—每立方米混凝土中的水泥用量(Kg/m3);QO—每公斤水泥的累积最终热量(KJ/Kg);C—混凝土的比热容取0.97(KJ/Kg.k);ρ—混凝土的质量密度(Kg/m3)
Th=(285*375)/(0.97*2390)=55.8℃
3.3混凝土的内部实际温度
Tm=TJ+ξ•Th
式中:TJ—混凝土浇筑温度; Th—混凝土最终绝热温升;ξ—温将系数查建筑施工手册,若混凝土浇筑厚度4.0m,则:ξ3取0.74,ξ15取0.55,ξ21取0.37.Tm(3)=34.0+0.74*55.8=75.3℃;
Tm(15)=34.0+0.55*55.8=64.7℃;
Tm(21)=34.0+0.37*55.8=54.6℃.3.4混凝土表面温度计算
Tb(T)=Tq+4h,(H-h,)△T(T)/H2式中:Tb(T)—龄期T时混凝土表面温度(℃);Tq--龄期T时的大气温度(℃);H—混凝土结构的计算厚度(m)。
按公式H=2h+ h,计算,h—混凝土结构的实际厚度(m);h,--混凝土结构的虚厚度(m);h ,=K•λ/Βk=--计算折减系统取0.666,λ—混凝土的导热系数取2.33W/m•K
β—模板及保温层传热系数(W/m2•K);
β值按公式β=1/(∑δi/λi+1/βg)计算;δi—模板及各种保温材料厚度(m);λi—模板及各种保温材料的导热系数(W/m•K);βg—空气层传热系数可取23(W/m2•K).T(T)--龄期T时,混凝土中心温度与外界气温之差(℃):
T(T)= Tm(T)-Tq,若保护层厚度取0.04m,混凝土灌注厚度为4m,则:
β=1/(0.003/58+0.04/0.06+1/23)=1.4:1 h,=K•λ/β=0.666×2.33/1.41=1.1;
H=2h+ h,=4.0+2×1.1=6.2(m)
若Tq取32℃,则:
T(3)=75.3-32=43.3℃ T(15)=64.7-32=32.7℃ T(21)=54.6-32=22.6℃
则:Tb(3)=32+4×1.1(6.2-1.1)×43.3/6.22=57.3℃ Tb(15)=32+4×1.1(6.2-1.1)×32.7/6.22=51.1℃ Tb(21)=32+4×1.1(6.2-1.1)×22.6/6.22=45.2℃ 3.5混凝土内部与混凝土表面温差计算
本工程中: T(3)s=75.3-57.3=18℃ △ T(15)s=64.7-51.1=13.6℃ △ T(21)s=54.6-45.2=9.4℃
4、计算结果分析
从以上计算可以看出,混凝土3d龄期时内外温度差达到最大值18℃,符合混凝土内外温差小于25℃的技术要求。但必须看到计算结果是基于养护环境温度为32℃,表面保温措施得当,入模混凝土温度为34℃条件下得出的。实际施工养护中有可能无法满足以上条件要求。2008年8月19日实测C30混凝土拌和后温度未36℃,当时拌和水温度为30℃,环境温度为32℃,若养护环境温度为夜间较低时的情况,假设为23℃,则△T(3)s=22.6℃,加上保温措施有可能达不到要求,有产生温度裂缝的可能,因此有必要采取一丁的措施防止温度裂缝的产生。
5、大体积混凝土施工技术措施
(1)降低混凝土入模温度。包括:浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温,尽量避开炎热天气浇筑。可采用温度较低的地下水搅拌混凝土,或在混凝土拌和水中加入冰块,同时对骨料进行遮阳保护、洒水降温等措施,以降低混凝土拌和物的入模温度,掺加相应的缓凝型减水剂。(2)加强施工中的温度控制。包括:在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,以使混凝土缓缓降温,充分发挥其徐变特性,减低温度应力。应坚决避免曝晒,注意温湿,采取长时间的养护,确定合理的拆模时间,以延缓降温速度,延长降温时间,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”;加强测温和温度监测。可采用热敏温度计监测或专人多点监测,以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。混凝土内外温差应控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,并及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不致过大,以有效控制有害裂缝的出现(养护措施详见大体积砼浇筑方案)。
(3)提高混凝土的抗拉强度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量过大,不仅增加混凝土的收缩而且降低混凝土的抗拉强度,对混凝土的抗裂十分不利,因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量,将石子含泥量控制在1%以下,中砂含泥量控制在2%以下,减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响;改善混凝土施工工艺。加强早期养护,提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量;在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋,以
改善应力分部,防止裂缝的出现。
第2篇:大体积混凝土温度裂缝防治措施
大体积混凝土温度裂缝防治措施
项目管理科 杜建豹 摘 要:大体积混凝土施工时产生的温度裂缝 ,破坏了结构的整体性、耐久性、防水性 ,影响结构安全和正常使用 ,危害严重。分析了裂缝产生原因 ,提出了在施工中应该采取的各种控制措施...关键词: 温度 裂缝 养护 引言
随着经济和施工技术的迅速发展 ,现代建筑中涉及到大体积混凝土施工也越来越多 ,如高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等。它们的主要特点就是体积大 ,水泥水化热释放比较集中 ,内部温度升高比较快。当大体积混凝土内外温差较大时 ,会使混凝土产生温度裂缝。众多工程实践证明 ,大体积混凝土施工难度比较大 ,混凝土产生温度裂缝的机率较多 ,稍有差错 ,轻者会影响建筑物的抗渗性能和外观质量 ,重者还会严重影响建筑结构的安全 ,甚至造成坍塌事故 ,从而造成无法估量的损失。因此我们必须从根本上分析大体积混凝土温度裂缝的产生原因 ,采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现 ,来保证施工的质量。
1、温度裂缝产生的原因
大体积混凝土结构的整体性要求高 ,施工时如无特殊情况 ,一般要求一次性整体浇筑。浇筑后 ,水泥因水化反应引起水化热 ,由于混凝土体积大 ,内部与表面散热速率不一样 ,聚集在内部的水泥水化热不容易散发 ,混凝土内部温度将显著升高 ,而混凝土 表面则散热较快 ,与混凝土内部产生较大的温度差 , 使混凝土内部产生压应力 ,表面产生拉应力。同时在浇筑初期混凝土的弹性模量和强度很低 ,对水化热急剧温升引起的变形约束不大 ,温度应力比较小。随着混凝土龄期的增长 ,其弹性模量和强度相应提 高 ,对混凝土降温收缩变形的约束越来越强 ,即产生很大的温度应力 ,当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时 ,即产生温度裂缝。大体积混凝土产生温度裂缝的影响因素主要有:
1.1 水泥水化热的影响
水泥在水化反应过程中产生大量的热量 ,这是大体积混凝土内部温度升高的主要热量来源。由于大体积混凝土截面的厚度大 ,水化热聚集在结构内
部不易散发 ,会引起混凝土内部急剧升温 ,造成较大的内外温差 ,从而产生温度裂缝。
1.2 内外约束条件的影响
大体积混凝土一般与地基整体浇筑在一起 ,当 温度变化时会受到地基的限制 ,因而产生外部的约 束应力。当混凝土早期温度上升时 ,产生的膨胀变 形会受到约束面的约束而产生压应力 ,而此时混凝 土的弹性模量很小 ,徐变和应力松弛却较大 ,与基层连接也不太牢固 ,因而压应力较小 ,但是当温度下降时 ,则产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度 ,就会出现垂直裂缝。工程实践证明 ,当混凝土的内外温差小于 25℃时 , 产生温度裂缝的几率就小的多。由此可见 ,降低大体积混凝土的内外温差和改善约束条件 ,是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施。
1.3 外界气温变化的影响
大体积混凝土结构在施工期间 ,外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有着重要影响。混凝土浇筑温度与外界气温有着直接关系 ,浇筑温度又影响着混凝土的内部温度。大体积混凝土结构不易散热 ,其内部温度有的工程竟高达 90 ℃以上 ,而且持续时间较长。如外界气温下降 ,特别是气温骤降 ,会加大混凝土的温度梯度 , 温差愈大 , 温度应力也愈大。此时混凝土内部产生压应力 ,表面产生拉应力 , 当这个拉应力超过混凝土的抗拉强度时 ,大体积混凝土的表面就会出现裂缝。
2、控制大体积混凝土产生温度裂缝的措施
大体积混凝土的施工技术要求比较高 ,特别在 施工中要防止混凝土因水泥水化热而引起的温度差。在施工时 ,必须从原材料选择、施工技术、养护、温度检测等有关环节做好充分的准备工作 ,才能防止大体积混凝土温度裂缝的产生。
2.1 原材料的选择
⑴ 选用发热量低初凝时间较长的水泥 如矿渣水泥。尽量降低混凝土中的水泥用量 ,减少水泥 水化反应产生的热量 ,降低混凝土的温升,提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失 ,可适度增加活性细掺料替代水泥。例如掺加适量的粉煤灰 减少水泥 用量,达到降低水化热的目的 , 但掺量不能大于30 %。
⑵ 粗细骨料级配良好。通过试验选择合理的 石砂级配。在满足混凝土强度的基础上,骨料尽量选用较大的粒径 5-40mm,要具有较好的级配。同时必须严格控制砂石料的含泥量 ,石子的含泥量 控制在 1 %以下,砂的含量在 2 %以下,这样既提高了混凝土抗压强度 ,又可以减少用水量和水泥的用 量。
⑶ 加适量的缓凝剂(如木质素磺酸钙)。掺加 缓凝剂不但可以延缓水化热的释放速度、推迟温峰的出现并延长混凝土的凝结时间,还可以改善混凝土和易性,减少水和水泥用量 ,从而降低水化热。
⑷ 拌制大体积混凝土的原材料均需进行检验合格后方可使用。
2.2施工技术措施
⑴
在炎热夏季进行施工时 ,要采取下列措施对材料进行降温 : ① 提前1周以上的时间将水泥入库降温 ,并保证水泥仓库有良好的通风;
②砂石堆进行覆盖 ,避免阳光直射 ,必要时向 骨料喷冷水;
③ 防止搅拌机在阳光照射下温升过高 ,可采用搭凉棚的方法为搅拌机遮荫;
④混凝土宜现场采用冷水拌制。
⑵ 浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净,而且混凝土的浇筑应连续进行,间歇时间不得超过3~5h,浇筑时必须严格控制混凝土的入模温度,混凝土最高浇筑温度不得超28℃,在浇筑混凝土时投入适量的毛石 ,以吸收热量并节约混凝土;在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管 ,用循环水来降低混 凝土内部温度峰值延缓升温速度;浇筑时若外界气 温过高 ,可采用在输送管上加盖草袋并喷冷水的方法。
⑶ 在施工现场要对商品混凝土逐车进行检查,测定混凝土的坍落度和温度,检查混凝土量是否相 符,严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。混凝土搅拌车到场等待时可采取向搅拌罐上喷冷水的措施来控制混凝土的浇筑温度。
⑷ 严格控制混凝土的浇筑速度。一次浇注的混凝土不可过高、过厚,以保证混凝土温度均匀上升。对于断面相差很大的结构和剪力墙的孔、洞、口 处 ,应先浇灌较深的部位 ,待静止 1~2h 混凝土沉降后 ,再与断面或孔洞上部的混凝土一起浇筑。墙板混凝土宜采用非泵送混凝土 ,利用塔吊和人力推车连续进行 ,以避免施工冷缝的出现。
⑸ 可以适当在混凝土中掺加合成纤维。混凝土中掺入合成纤维后 ,可使数以千万计的纤维三维均匀的分布在混凝土内部,混凝土塑性阶段干缩及冷缩所产生的表面一旦延伸到合成纤维即可停止发展。
⑹ 合理安排施工工序,遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的成熟工艺,薄层浇捣,均匀上升,以利于散热。大体积混凝土浇筑时应尽量扩大浇筑工作面 , 分层浇捣 ,逐步推进。要严格控制振捣的时间及插 入深度 ,防止振捣过程中出现漏振。
根据结构特点 ,大体积混凝土的浇注方法可分为:全面分层、分段分层、斜面分层的浇注方案。如图1所示。
①图1a全面分层:在第一层混凝土全部浇筑完毕后 ,再回头浇筑第二层。此
时应使第一层混凝土还未初凝 ,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。适用于结构的平面尺寸不太大的情况 ,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段 ,从 中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
②图 1b 斜面分层:要求斜面的坡度不大于1/3,适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始 ,逐渐上移。混凝土的振捣 也要适应斜面分层浇筑工艺 ,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处 ,保证上部混凝土的捣实 ,下面一道振动器 布置在近坡脚处 ,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进 ,震动器也相应跟上。
③图1 c 分段分层 : 混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层 ,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依 次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
⑺振捣时振动棒应尽量垂直插入 ,快插慢拔 , 插点交错 ,均匀布置。在振捣上一层混凝土时 ,应深 入下一层约 50~100mm, 以消除层间的接缝。振捣时间以表面基本水平并出现水泥浆,混凝土不再冒气泡、不再明显坍落为度。必要时在混凝土凝结前的适当时间内进行二次振捣 ,以增加混凝土的密实 度 ,减少混凝土内部的微裂缝 ,提高混凝土的强度和抗渗性能。
⑻冬季大体积混凝土浇筑时 ,为防止表面散热过快 ,造成过大的内外温差,应在外部覆盖保温材料或者进行短时间加热 ,拆模后迅速回填土方以利保温。2.3 大体积混凝土的养护措施
养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工 作。养护时要保持适宜的温度和湿度 ,以便控制混 凝土内外温差 ,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土温度裂缝的产生和发展。根据工程的具体情 况,应尽可能多养护一段时间 ,拆模后应立即回填土或覆盖保护。同时要预防冬期骤冷寒潮气候影响 ,以控 制内外温差 ,防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护 ,不仅要满足强度增长的需要 ,还应通过人工的温度控制,防止因温度梯度引起混凝土的 开裂。
大体积混凝土养护阶段防止温度裂缝的措施主要有 :
⑴ 浇筑后2h采用塑料膜对表面覆盖,可有效增加混凝土的表面温度 ,减小总温差。若在冬季施工需在塑料膜上面加上草垫保温等。
⑵ 混凝土浇筑后 ,应在终凝后两小时开始带水养护 , 养护期14天以上。夏季浇筑大体积混凝土 时 ,可采用积水养护的方法。在混凝土表面上用砖砌成浅水池 ,然后放入 300mm 深的水,起保护和养护双重作用。
⑶ 冬季施工时 ,在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在 缓慢的散热过程中 ,使混凝土获得必要的强度 ,以控制混凝土的内外温差小于 25 ℃。
2.4 大体积混凝土施工中的温度检测措施
要对大体积混凝土进行有效的温度控制 ,就必须进行科学检测。设置测温点 , 以便了解内外温差的数据 ,及时采取相应措施 ,以保证控制的准确性。
大体积混凝土温度的检测要在混凝土浇灌完毕后 2 天开始 ,检测时间为1个月 ,在前面7天 ,每隔2 小时测温一次 ,以后每隔8小时测温一次。在浇筑混 凝土时 ,采用预埋温度传感片和测温仪 ,一般布置上中下三个混凝土内部测温点和一个混凝土表面控制的测温点,从浇筑开始测温,浇筑完后根据温控指标及时调整保温、保湿等养护条件。混凝土养护阶段的温度检测应注意以下几点 :
⑴ 混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土 表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20 ℃,当结构混凝土具有足够的抗裂能力时 ,不大于25 ℃~30 ℃。
⑵
混凝土拆模时 ,混凝土的温差不超过 20 ℃。
⑶ 配备专职测温人员,按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责 , 按时按孔测温 ,不得遗漏或弄虚作假 ,发现问题应及时向项目技术负责人汇报。测温记录要填写清楚、整洁 ,换班时要进行交底。
⑷
测温工作应连续进行,经技术部门同意后方可停止测温。
⑸ 测温时若发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到 25 度或温度异常,应及时通知技术部门和项目技术负责人 ,以便及时采取措施。
3、结束语
大体积混凝土结构的材料选择、施工技术与养护措施直接关系到结构的使用性能 ,若不能很好的了解大体积混凝土结构温度裂缝产生的原因以及采取的相应施工措施 ,实际生产当中就很难保证大体积混凝土的施工质量。虽然大体积混凝土很容易产生温度裂缝 ,但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明:只要我们在材料选择、施工工艺、以及 后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响,还是完全可以避免危害结构安全的温度裂缝的产生。
参考文献 : [1] 中国建筑工业出版社.建筑工程施工手册.2003.4 [2] 张仁水.建筑工程施工.北京:中国矿业大学出版社.2000 [3] 卢经扬等.土木工程材料.北京:煤炭工业出版社.2004
第3篇:大体积混凝土温度裂缝
大体积混凝土温度裂缝
摘要:介绍了大体积混凝土概念的界定,从温度应力和内外约束两个方面浅析了大体积混凝土温度裂缝产生的机理,总结了混凝土开裂的三种方式。根据裂缝产生的机理,结合工程实践从设计和施工角度总结出大体积混凝土温度裂缝的控制措施。
关键词:大体积混凝土;温度裂缝;温差
在全球各地的土木工程中,混凝土是最重要的建筑材料,其强度高、耐久性好,广泛用于各类建筑物、构筑物。随着人类科技的不断进步,建筑技术的不断发展,各种新型结构相继涌现,使得大体积混凝土结构应用越来越广泛。但大体积混凝土自身导热性能较差,混凝土内部水化热量难以散发,而表面散热快,中心温度和表面温度的差异造成混凝土开裂。
混凝土的温度裂缝问题是一个相当普遍的质量问题,不仅影响建筑物的外观,更会危及建筑的正常使用及结构的耐久性。特别是随着建设规模的日趋增大,大体积混凝土结构日益增多,工程裂缝控制技术难度更高。很多研究学者对如何避免大体积混凝土开裂进行了研究,大部分学者提出采用埋设冷却水管的温控措施,或者使用微膨胀混凝土。但是这些方法不仅造价高,而且也不完全可靠。大体积混凝土温度裂缝的控制从设计、材料、施工等多方面入手,采用综合治理措施更为有效。大体积混凝土概念的界定
对大体积混凝土概念的界定问题,在工程界有一个逐步认识的过程。在研究初期主要是定量判别法,根据混凝土的厚度和温差来区别,采用0.8-1m和25℃作为区分的界限。
《JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程》 采用定量和定性相结合的解释,其定义为:混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因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。
美国混凝土协会(ACI 116R—00)的解释是:“任意体量的混凝土,当其尺寸大到必须采取预防措施控制由于水泥水化热和体积变化以最大限度减少裂缝时,均可称为大体积混凝土”(concrete, ma-any volume of concrete with dimensions large enough to require that measures be taken to cope with generation of heat from hydration of the cement and attendant volume change , to minimize cracking)。
而日本建筑学会标准(JASS5)的解释为:“结构断面最小厚度在80cm以上,同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土,称为大体积混凝土”。
参考以上列出的解释,笔者认为大体积混凝土这个术语中的“大”在某种意义上属于约定俗成的说法;因为《JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程》和美国混凝土协会(ACI 116R—00)的解释中提到的因水泥水化热和体积变化引起混凝土裂缝,并没有对体积做出定量要求,而包含了体积不大但因预计水泥水化热和收缩会引起混凝土裂缝时需要采取预防措施来控制裂缝的混凝土结构。2 2.1 大体积混凝土温度裂缝产生机理浅析 温度应力
超大体积混凝土由于水泥水化时会放出大量的水化热,而混凝土自身体积较厚,混凝土表面和内部的散热条件不同,混凝土表面由于直接和空气接触,散热条件好,热量可向大气中散发,表面温度上升较少;而混凝土内部自身导热性能差,水化热积聚在混凝土内部不易散发,温度会上升较多,这样就形成外低内高的温差。由于外部约束和内部约束的存在,使混凝土不能自由变形,于是就会在混凝土内部产生温度应力,这种由于温度变化产生的变形受到约束而产生的应力称为温度应力。由此可见:产生温度应力必须具备两个必要条件是温差和约束。温差越大,产生的温度应力越大,混凝土越容易开裂。当超大体积混凝土被完全嵌固时,它受到的约束最大,此时温度应力会达到最大值,当约束减小时,所产生的温度应力也随之减小,开裂的概率也随之降低。
2.2 约束
超大体积混凝土受到的约束一般分为内约束和外约束两种。2.2.1 内约束引起温度裂缝的机理
一个物体或一个构件本身各质点之间的相互约束作用称为“内约束”。大体积混凝土在水泥水化时,会形成外低内高的温差,这种温差会使大体积混凝土内部温度分布不均匀,会引起质点发生的变形不一致,从而产生内约束。大体积混凝土中心由于温度较高,所产生的热膨胀也较表面大,因而在混凝土中心产生压应力,而表面则产生拉应力。当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会在大体积混凝土的外表面产生裂缝,这种裂缝比较分散、裂缝宽度小、深度也很小,俗称“表面裂缝”。它一般发生在浇筑后的温度上升阶段,是由于混凝土体积发生膨胀所形成的。表面裂缝的形状见图1所示。
图1 表面裂缝
2.2.2 外约束引起的温度裂缝的机理
一个物体的变形受到其它物体的阻碍,一个结构的变形受到另一个结构的阻碍,这种结构与结构之间,物体与物体之间,物体与构件之间,基础与地基之间的相互牵制作用称作“外约束”。大体积混凝土浇筑后数日(一般不少于5 d),水泥水化热基本上释放完毕,由于环境温度较低,这时大体积混凝土就会从最高温度开始逐渐降温,降温的结果会引起混凝土的收缩,同时混凝土中多余水分也随之蒸发,这样就会引起混凝土体积出现不同程度的收缩。而地基、其它结构往往会对大体积混凝土进行约束,让其不能自由变形,在这种外部约束的作用下,混凝土的内外温差就会产生温度应力。这种温度应力一般是拉应力,当该温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会从约束面开始向上出现开裂,从而形成温度裂缝。若温度应力足够大,裂缝会连续产生,甚至会贯穿整个截面。贯穿裂缝会严重影响结构的性能,它会破坏结构的整体性、耐久性、防水性,给结构带来重大的损伤,直接影响到工程结构安全。贯穿裂缝一般发生在混凝土的温度下降阶段,且外部约束较大,裂缝一般与约束面成直角关系。如约束体为桩基、岩体、以及老混凝土结构面时,约束力会更大,产生的温度应力也会更大。但只有在温差(最高温度与最终稳定温度差)25℃以上,才会出现这种裂缝。此外,不同的约束体会导致不同的贯穿裂缝,且其发生部位和裂缝的多少也会不一样。若产生贯穿裂缝,后期养护不到位,还会加剧裂缝发展。外部约束应力形成裂缝的情况如图2所示。
图2 部约束应力所形成的裂缝
虽然引起大体积混凝土开裂的原因很多,但是按照裂缝深度的不同,一般可将裂缝分为:贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。在这三种裂缝中,贯穿裂缝的危害最大,它贯穿了结构面,破坏了结构的整体稳定性,大大降低结构的安全使用性能。深层裂缝的危害其次,并没完全切断结构面,除地基或受既有建筑混凝土影响外,不会发展成贯穿裂缝,则对结构的影响不太大。表面裂缝的危害性一般较小,除特种结构(如:有防辐射要求的探伤室、有防水要求的堤坝等)外,表面裂缝可以通过抹灰等方式处理。
图3 大体积混凝士结构裂缝类型示意图大体积混凝土温度裂缝的控制
混凝土开裂不但会使结构承载能力相应的下降,改变结构的受力状态,而且会影响到结构外表的美观,影响结构的正常使用。例如:若大坝开裂则会使水渗漏,若探伤室开裂则会使射线泄露,严重影响到结构的使用功能。因此,我们一定要采取有效措施控制大体积混凝土的开裂。王铁梦教授从1955年起就开始研究分析多种结构裂缝,并在此基础上,提出了“抗”、“放”的原则。许多学者在“抗”、“放”原则的基础上又提出了多种抗裂措施。在实际工程中,应结合工程特点灵活运用“抗”、“放”、“抗放”结合的原则控制裂缝的开裂。在实际工程的设计和施工中,就可以通过分析混凝土开裂的不同原因来采取具体的防裂措施。例如:开裂原因与结构设计和受力荷载有关时,应当结合概念设计、平面布置、受力加固等原则和方法考虑控制混凝土开裂的措施。控制大体积混凝土开裂的措施与一般混凝土相比,除了上述措施之外,由于大体积混凝土的固有特性(主要是混凝土中的温度应力和温差),还有一些其他的抗裂措施。下面重点分析在设计和施工中,控制大体积混凝土开裂的措施。
大体积混凝土裂缝控制措施可分为两类,一类是:设计措施:设计控制措施可以分为以下几点:①合理布置平面、立面;可以避免体型突变,保证各种系数达到规范要求(安全系数应当适当提高);②合理留设施工缝;施工缝位置应优先选在在受力较薄弱、剪力较小的结构上,例如:探伤室大体积施工时,其墙体的施工缝可以留在板底和墙体之间;③合理配置钢筋;一般大体积混凝土的配筋率较小,适当提高配筋率可以改善应力分布情况,增强混凝土的抗拉应力,抵抗温度应力的影响,降低裂缝产生的可能性。
控制大体积混凝土开裂的另一类措施是:施工措施,这是控制大体积混凝土裂缝的关键。其施工措施可分为以下几个方面:
(1)合理的混凝土配合比设计;配合比设计包括选材和比例控制,在选材时,水化热是造成大体积混凝土开裂的主要原因。配合比设计时,可以在保证混凝土结构强度的条件下,降低水泥的使用量,选用较低水化热的水泥(如粉煤灰硅酸盐水泥),或者在混凝土中添加适当的粉煤灰、矿粉等,减少水化热的产生量。避免选用早强水泥、含氯化物、含铝酸钙等影响大体积混凝土结构使用的水泥。掺加适当的添加剂如:减水剂(在同等强度条件下,减水剂可以降低水灰比,在保证水泥用量不变时,节约用水;在保证用水量不变时,节省水泥。)、微膨胀剂(微膨胀剂可以减少混凝土的体积收缩,减小混凝土的收缩应力。)。为防止混凝土开裂,要严格控制骨料级配、含泥量,严禁使用海砂。在进行配合比设计时,一定要经过多次试验,经过试验合格后,方可用于施工;经检验配合比不合格或强度不够的混凝土,严禁用于工程施工。
(2)施工工艺的选择;施工工艺包含搅拌、输送、浇筑等几个过程,为保证混凝土有良好和易性和加工性能,一定要做好搅拌和输送工作。另外,需要注意:搅拌站或商品混凝土供应站应当建在实际工程附近。搅拌前可先用冷水冲刷骨料,降低建筑温度;搅拌时应该投料次序准确,不得一次性全加,按照配合比设计原则分清先后次序,一般情况下应先投水泥搅拌;搅拌时间合理,不得发产生分层、离析现象。运输时应当迅速,运输方式、运输路径应当便捷,保证运输车辆的运行,防止堵塞和交通拥挤,尽量减少周转次数和输送时间,避免离析(一旦发生,应进行二次搅拌)现象。浇筑前应进行技术交底,确定浇筑方案,做好准备工作;浇筑时供料及时,不能有离析,振捣密实,增强混凝土密实度,大体积混凝土还应当采用振捣棒振捣,并在混凝土初凝前进行二次振捣;妥善处理泌水;浇筑完成后,应及时采取合理措施,进行养护。
(3)采取合适的温控方案;温控方案包括两种:保温法和降温法。降温法指在混凝土内部埋设冷水管,这种方法多用于水利、交通结构。保温法一种是在混凝土表面采用保温材料覆盖,这种方法适用于我国南方气温在15℃以上的季节,寒冷地区不太适用;另一种是表面蓄水保温,表面蓄水保温可以控制表面龟裂,保证工程质量。在采用温控方案时一定要结合结构所在的地理环境和结构的组成形式。在混凝土结构设计时应当采取合理措施,避免结构形式和受力荷载所造成的混凝土开裂:施工时应当保证每个施工工序、施工措施都严格按照施工技术方案进行,并做好预警方案,一旦施工过程中出现问题即可立即实施备案,防止问题继续发展。
参考文献:
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[3] 张雄,张小伟,李旭峰.混凝土结构裂缝防治技术[M].化学工业出版社,2007. [4] 邹新辉.浅析大体积混凝土裂缝的常见问题及其预防措施[J].科技咨询,2010 [5] 宋锟等.大体积混凝土温度裂缝控制综合措施[J].山西建筑,2006 [6] 王润富,陈国荣.温度场和温度应力[M].北京:科学出版社,2005
第4篇:浅谈混凝土温度裂缝及其处理措施
论文关键词:混凝土;温度应力;裂缝;控制
论文摘要:文章对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的的控制和预防裂缝的措施等进行阐述。引言
混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够期中之一。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性;其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。本文对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施作一探讨。混凝土施工裂缝成因及其处理措施
2.1 裂缝的成因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩变形受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受拉应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者出现很小的拉应力,但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应可超过其他处荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2.2 温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
2.2.1 早期。自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,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,这一时期在混凝土内形成残余应力。
2.2.2 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,在这个时期中,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。
2.2.3 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,这些应力与前两种的残余应力相迭加,根据温度应力引起的原因可分为两类:
2.2.3.1 自生应力:边界上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,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
2.2.3.2 约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。
2.3 温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手:
2.3.1 控制温度措施。2.3.1.1 采用改善骨料级配,用于硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。2.3.1.2 拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。2.3.1.3 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。2.3.1.4 在混凝土中埋设水管,通入冷水降温。2.3.1.5 在规定合理的拆模时间,气温骤降时时行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。2.3.1.6 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。
2.3.2 改善约束条件的措施
2.3.2.1 合理地分缝分块
2.3.2.2 避免基础过大起伏
2.3.2.3 合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。结语
改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,心止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特虽注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
参考文献
[1]交通部水泥混凝土路面推广组、水泥混凝土路面研究[M],人民交通出版社.1995.[2]钟爱成,孙勇,谢剑学,等.泵送混凝土裂缝成因及防治[J],建材技术与应用.2006(02).[3]傅志勇.浅析水泥混凝土路面裂缝的成因及预防措施[J],西部探矿工程.2005(05).[4]罗辉.混凝土的施工温度与裂缝[J[.交通世界(建养机械).2007(02).
第5篇:大体积混凝土的温度裂缝控制措施
大体积混凝土的温度裂缝控制措施
河南省第五建筑安装(集团)有限公司450000龚凯辉[1] 毕超[3] 张笑康[2] 摘要:在现代建筑中如:高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等时常涉及到大体积混凝土施工。混凝土的温度裂缝问题日显突出,既是困扰建筑业多年的质量通病,也是一个很重要的研究课题。温度裂缝危及结构的整体性和稳定性,影响结构安全和正常使用,所以必须从根本上分析它,采取控制措施并保证施工时期的工程质量。
关键词:大体积混凝土 温度裂缝 控制措施 工程质量
1.温度裂缝产生机理
大体积混凝土是指混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m,或预计因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。混凝土量大、结构厚实、工程条件复杂,施工技术要求高是它的主要特征。大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝,是其内外矛盾发展的结果,首先是内外温差过大产生温度应力和温度变形;其次结构的自身约束阻止了变形,升温产生热胀,降温产生冷缩,一旦温度应力超过了混凝土所能承受的拉伸极限值时,裂缝就会出现。综合考虑,影响裂缝开展的温度由浇筑温度、水泥水化热温度和散热温度三部分组成。因此我们要控制大体积混凝土的温度变形裂缝,那么就要从材料、工法和管理等方面入手。
1.合理地选用材料(1)水泥的选用
水泥水化热是大体积混凝土中的主要温度因素,水泥水化热在建筑工程中一般会引起20-30。C的温升。温度上升与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并在浇筑后3-5d时内部温度达到峰值。水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,不管是夏热还是冬寒,混凝土表面的温度总是低于内部温度,当混凝土内外温差较大时,倘若温度控制措施不当,温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时则易产生裂缝。在结构施工过程中,结构设计的硬性规定极大地制约了材料的选择,混凝土强度不可能因为考虑到施工工作性能的优劣而有所增减,因此在足够的强度、满足设计要求的前提下,尽量减少混凝土中的水泥用量,尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用低热矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等,混凝土的强度等级宜保持在C20-C35的范围。
例如,优先选用等级为32.5、42.5的矿渣硅酸盐水泥,与其同等级的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比,3d的水化热可减少约28%。
(2)集料的选用
大体积混凝土砂石料一般称为粗细骨料,重量约占混凝土总重量的85%左右,正确选用砂石料对保证混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热、降低工程成本是非常重要的。大体积混凝土宜优先采用粒径较大、以自然连续级配的粗骨料配制。这种用连续级配粗骨料配制的混凝土,具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量,以及较高的抗压强度。而细集料以采用级配良好的中砂为宜。
此外,骨料中超量的粘土、淤泥、粉屑、有机物及其他有害物质最大的危害是增加混凝土的收缩,引起混凝土的抗拉强度的降低,对混凝土的抗裂十分不利。因此,在大体积混凝土施工中,石子的含泥量控制在不大于1%,砂的含泥量控制在不大于3%。
2.混凝土外加料的选用(1)外加剂
大体积混凝土外加剂主要是指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。
掺加减水剂主要是降低水泥水化速度,延迟水化热峰值的来临时间。通常在混凝土中掺入约水泥重量0.25%的木质素磺酸钙,木质素磺酸钙对水泥颗粒有明显的分散效应,并能使水的表面张力降低而引起加气作用,这样既使混凝土工作性能有明显的改善,又减少10%拌和用水且节约了10%左右的水泥。
目前建筑市场,泵送混凝土技术应用极为广泛。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间要加适量的缓凝剂,这不仅保证混凝土的流动性,而且降低了水化热的释放速度,混凝土便于浇筑振捣,密实度更有所保障。
普通硅酸盐水泥配制的砂浆或混凝土在干燥时会产生收缩。实验证明,砂浆的收缩率为 0.1%~0.2%,混凝土的收缩率为 0.04%~0.06%,而一般混凝土的极限拉伸仅为 0.0l%~0.02%,差距如此大,混凝土硬化后易导致混凝土开裂。为了防止混凝土的初始裂缝,掺加膨胀剂,配置成补偿收缩型混凝土。
(2)外加掺合料
粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分,它含有大量的硅铝氧化物,这些氧化物能够与水泥的水化产生二次反应,减少水泥用量,降低混凝土的热胀,并且可以使混凝土密实度增加,有效地提高混凝土的抗渗性能。
3.科学的施工工艺
综上所述,在浇筑时的大体积混凝土内部热量聚集而导致体积膨胀是产生温度裂缝的根本原因。那么,在施工阶段,我们怎么去处理好因温度变形而引起的混凝土开裂问题呢?这需要注意以下几个方面。
(1)合理的浇筑与振捣
采取合理的分层连续浇筑或推移式连续浇筑,以加快混凝土散热速度。大体积混凝土结构的浇筑方案应根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、混凝土供应等具体情况,选用如下三种方式:
全面分层:在第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时,第一层浇筑的混凝土还未初凝,如此逐层进行,直至浇筑好。这种方案适用于结构和平面尺寸大的场合,施工时从短边开始、沿长边进行较适宜。必要时也可分两段,从中间向两端或从两端向中间同时进行。
分段分层:此法适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。混凝土先浇筑底层,进行至一定距离后折回,再浇筑第二层,如此依次向前浇筑以上各分层。
斜面分层:此法适用于长度超过厚度3倍的结构。将混凝土从底连续浇筑到顶,使其自然流淌形成斜面。振捣工作应从浇筑层的下端开始,逐渐上移,以保证混凝土的施工质量。
振捣方式及要求:应尽量避免高温下施工,采用大功率插入式振捣器进行大面振捣,随浇随振,振捣时间以表面泛浆不再下沉为宜,间距要均匀,以振捣范围重叠二分之一为宜,深度一般为200-300mm。保证上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完成,表面抹平,压实,防止表面裂缝。
(2)控制混凝土浇筑温度
混凝土从搅拌机出料后,经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。应适当地限制混凝土的浇筑温度,避免集料在烈日下暴晒,可采取对冲水、覆盖降温等方法予以控制。一般情况下,混凝土的最高浇筑温度应控制在40℃以下。
(3)加强混凝土养护
大体积浇筑混凝土养护常用的可分为两类。降温法,在浇筑成型后通过冷却水进行循环降温,来调整内外温差;保温法,则是通过保温材料对成型表面的覆盖进行蓄热,以提高混凝土表面和四周的温度。一般应在完成浇筑混凝土后的12-18h内洒水,混凝土的养护时间主要根据水泥品种而定,一般规定养护时间为14-21d后方可拆模,内外温差控制在25℃以内。
(4)后浇带的设置
后浇带是人为地断开混凝土使其产生应力收缩的释放空间,一般正常情况下由计算确定,其间距为20~30m。
后浇带的构造有平接式、T 字式、企口式等三种,后浇带的宽度应考虑施工方便,避免应力集中,宽度可取800~1200mm。后浇带的保留时间一般不宜少于40d,在填筑混凝土之前,必须将整个混凝土表面的原浆凿清形成毛面,清除垃圾及杂物,并隔夜浇水浸润。填筑的混凝土可采用膨胀混凝土,要求混凝土强度比原结构提高5~l0N/mm2,并保持不少于14d的潮湿养护。
(5)做好温度检测
为有效掌握和控制混凝土的内部与外部温度的变化值,应在大体积混凝土内埋设若干个测温点。可采用埋设锡热传感器,用混凝土温度测定记录仪对不同时间和深度下的温度进行施工全过程的跟踪和监测,及时绘制出混凝土内部温度变化曲线,随时对照理论计算值,可有的放矢地采取相应的技术措施。
4结论
在结构工程的设计与施工中,对于大体积混凝土结构,为防止其产生温度裂缝的技术措施均不是孤立的,而是相互联系、相互制约的,施工中必须结合实际、并加强组织管理,建立健全质量保证体系,制定各项工作制度,合理采用、全面考虑,才能收到良好的效果。
参考文献
[1]刘津明.混凝土结构施工技术.北京:机械工业出版社,2009 [2]姚谨英.混凝土结构工程施工.北京:机械工业出版社,2005 [3]孙加保.高层建筑施工.北京:化学工业出版社,2005 [4]GB50496-2009 《大体积混凝土施工规范》.北京:中国计划出版社 作者简介:
[1] 龚凯辉.(1982.3.2——)河南郑州人.现任河南五建安装公司项目技术负责人.助工.研究方向:工程项目管理.[2] 毕超.(1985.1.15——)河南焦作人.现任商丘工学院专职教师.助教.研究方向:工程造价管理.[3] 张笑康.(1984.2.11——)河南郑州人.现任商丘工学院专职教师.助教.研究方向:工程项目管理.
第6篇:控制混凝土温度裂缝的施工技术措施
口口葛华辉(福建联美建设集团有限公司,福建福州350
摘要:从控制混凝土温升、提高混凝土极限拉伸值、改善边 界约束和构造设计等方面,对建筑工程混凝土施工过程中控 制温度裂缝的施工技术措施进行了探讨。关键词:温度裂缝;施工;温差;收缩 中图分类号:TU 528.07 文献标识码: 引言 在建筑工程混凝土施工过程中,温度裂缝控制 是施工质量控制的一项重要内容,尤其是对体积较 大的混凝土,如较大规模的地下室底板、大截面的转 换梁等,由于水泥水化热引起混凝土内部温度和温 度应力的剧烈变化,是导致混凝土发生裂缝的主要 原因。因此,在施工过程中应采取有效的技术措施,减少和防止混凝土温度裂缝的产生。本文结合笔者 从事工程施工管理的实践经验,从控制混凝土温升、提高混凝土极限拉伸值、改善边界约束和构造设计 等方面,对建筑工程混凝土施工过程中控制温度裂 缝的施工技术措施进行探讨。1控制混凝土温升 混凝土结构在降温阶段产生温度应力的原因在 于降温和水分蒸发等导致的收缩,而外在约束使其 不能自由变形。因此,对水泥水化热导致的温升进 行控制,可以减小降温温差,从而降低温度应力,防 止温度裂缝。控制水泥水化热产生的温升可以采取 下列措施:(1)选用中低热的水泥品种。混凝土升温的热 源是水泥水化热,在施工中应选用水化热较低的水 泥,并尽量降低单位水泥用量。为此,施工大体积混 凝土结构多使用P・S 32.5和P・S 42.5水泥。(2)利用混凝土的后期强度。试验结果表明,每m 的混凝土中水泥用量每增加或减少10 kg,混 凝土温度会相应地升高或降低1℃。因此,为控制 混凝土温升,减小温度应力,降低温度裂缝产生的可 能性,可根据结构实际的荷载状况,用 √'酏或 替 代,28作为混凝土设计强度。这样可使混凝土中水泥用量减少40—70 kg/m,混凝土的水化热温升也 相应减少4—7℃。但利用混凝土后期强度时,要专 门进行混凝土配合比设计,并通过试验证明28 d之 后混凝土强度能继续增长。(3)掺加外加剂。为了满足送到现场的混凝土 具有一定的坍落度,若单纯增加单位水泥用量,不仅 多用水泥,加剧混凝土收缩,而且会使水化热增大,容易引起开裂。因此,应掺用适当的外加剂。木质 素磺酸钙属阴离子表面活性剂,对水泥颗粒有明显 的分散作用,并能使水的表面张力降低而引起加气 作用。在混凝土中按水泥质量的0.25%掺人木质 素磺酸钙减水剂,不仅能使混凝土的和易性明显改 善,同时减少10%左右的拌和水,节约10%左右的 水泥,降低了水化热。近年来出现了许多新型外加 剂(如UEA、AEA等),掺用后可使混凝土空隙中水 分表面张力下降,从而减少收缩40%一60%。但 能否有效地控制收缩裂缝,还应注重其应用条件和 后期收缩。(4)掺加粉煤灰外掺料。粉煤灰具有一定的活 性,不但可以替代部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球 形,具有“滚珠效应”,可起到润滑作用,能改善混凝 土的粘塑性,并可使泵送混凝土要求的0.315 mm 以下细粒含量增加,改善混凝土的可泵性,降低混凝 土的水化热。大体积混凝土的初期强度增长较快,而到后期则增长缓慢,其原因是混凝土在初期处于 高温条件下,水化作用迅速,随着混凝土龄期的增 长,水化作用慢慢停止。掺加粉煤灰可改善混凝土 的后期强度,但会使其早期抗拉强度和早期极限拉 伸值少量降低。因此,对早期抗裂要求较高的工程,粉煤灰掺入量应少一些,否则表面易出现细微裂缝。(5)控制混凝土的出机温度和浇注温度。混凝 土原材料中石子的比热较小,但其在每m 混凝土 中所占的比例较大;水的比热最大,但在每m 混凝 土中只占小部分。因此,对混凝土出机温度影响最 大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度 影响很小。为了降低混凝土的出机温度,最有效的