论文部分内容阅读
摘要：大体积砼结构体系容易受到温度应力的影响而产生裂缝。其主要的原理在于水泥在水化反应过程中將产生较大的热量，使大量的热量聚集在砼内部，致使内部温度较高，而砼外部散热较快，从而造成内部和外部温差较大，形成了较大的拉应力，拉应力与温度应力共同作用下就产生了裂缝，影响了砼的外观以及使用寿命，由此在实际工程的大体积砼结构的施工中，应采取相应措施尽可能避免由于温度应力而造成的砼结构裂缝。
关键字：温度应力；大体积砼结构；影响
Abstract: mass concrete structure system vulnerable to the effects of temperature stress cracks. The main principle is to cement hydration reaction process in the quantity of heat that will produce larger, make a lot of heat gathered in concrete inner, cause internal temperature is higher, and concrete external cooling rapidly, causing the internal and external temperature difference is bigger, formed the larger tensile stress and tension stress and temperature stress produced under the joint action of the fracture, the impact of the concrete appearance and service life, thus in the practical project of the mass concrete structure construction, should take corresponding measures to avoid as far as possible due to temperature stress of concrete structure caused cracks.
Key word: temperature stress; Mass concrete structure; influence
中图分类号：TV315 文献标识码：A文章编号：
大体积砼结构的截面尺寸较大，由外荷载引起裂缝的可能性很小，但水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度应力和收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，将成为大体积砼结构出现裂缝的主要因素。
一、温度应力对大体积砼结构的影响
大体积砼结构，浇筑后水泥的水化热很大，由于砼体积大，聚积在内部的水泥水化热不易散发，砼的内部温度将显著升高。而砼表面则散热较快，这样形成较大的内外温度差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在砼表面存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，同时，此时砼的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力，超过此时的砼的极限抗拉强度，就会在砼表面产生表面裂缝。这种裂缝多发生在砼浇筑后的升温阶段。如果此时砼表面不能够保持潮湿的环境，则砼表面由于水份蒸发较快而使初期的砼产生干缩，将加剧裂缝的产生。这是砼浇筑后由于温升影响产生的第一种裂缝。
由于温升影响产生的第二种裂缝是收缩裂缝。这种裂缝产生在砼的降温阶段，即当砼降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上砼硬化过程中，由于砼内部拌和水的水化和蒸发以及控胶质体的胶凝等原因促使砼硬化时收缩。这两种收缩，在收缩时由于受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力，产生收缩，这种收缩裂缝有时会贯穿全断面，成为结构性裂缝，带来严重的危害。表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但是，在砼收缩时，有时表面裂缝会开展。因为这两种裂缝有其内在的联系，所以在大体积砼施工中都是不容忽视的。
二、减小温度应力对大体积砼结构的影响
1、优选各种材料
（1）水泥：水泥在水化过程中产生大量的热量，这是大体积砼内部温升的主要热量来源。由于大体积砼截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，会收起砼内部急骤升温。因此大体积砼应选用水化热较低的水泥，并尽可能减少水泥用量。
（2）细骨料：在选择细骨料明，其细度模数宜在2.6~2.9 范围内。工程实践证明，采用平均料径较大的粗砂，比采用细砂，每吨砼中可减少用水量20~25kg，水泥相应减少28~35kg，从而降低砼的干原材料选用。
（3）粗骨料：在选择粗骨料时，可根据施工条件尽量选用粒径较大、级配良好的石子。这样，即可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小砼的收缩和泌水现象。石子的含泥量要控制在1%以内，砂的含泥量控制在2%以内。否则将增加砼的收缩变形，降低砼的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。
（4）掺合料：在砼中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加砼和易性，而且能够大幅度提高后期强度，砼的28d 强度基本能接近砼标准强度值。在砼中掺入一定量的粉煤灰，在保证砼强度的前提下，尽可能降低水泥用量是最有效最可靠的温控措施。
（5）外加剂：大体积砼中掺加的减水剂主要是木质素磺酸钙，它对水泥颗粒有明显的分散效应，可有效的增加砼拌和物的流动性，且能使水泥水份化较充分，提高砼的强度。若保持砼的强度不变，可节约水泥10%，从而可降低水化热，也可明显延缓水化热释放速度，热峰也相应推迟。
2、充分利用砼的后期强度
在满足砼强度和耐久性的前提下，可采用45d、60d 或者90d 龄期的砼强度来代替28d 龄期强度，控制温升速率，推移温升峰值出现时间，这样可使每吨砼的水泥用量减少40~70kg，砼的水化热温升可相应降低4~7℃。
3、控制砼入模温度
为降低大体积砼的总温升，减少结构物的内外温差，控制砼的入模温度是非常重要的措施。入模温度的高低，与出现温度密切相关，另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。根据我国工程实践经验，建议砼最高入模温度宜控制在35℃以下。在浇筑前，用水冲洗模板降温；泵管用麻布包裹，将碎石、河砂等材料遮盖避免暴晒以降低温度，有条件可使用井水。
4、加强养护，降低砼内温差
根据《砼结构工程施工及验收规范》规定：温度不宜超过25℃。为减小大体积砼内部与表面的温差，防止出现由于温度应力产生的砼裂缝，一般除在确定砼配合比时采取技术措施降低砼内部水化热以外，还要对浇筑后的砼表面进行保温以控制砼内外温差在规范规定的25℃以内。保温养护的作用有3 个。第一减小砼的内外温差，防止出现表面裂缝；第二是防止砼表面过冷，避免产生贯穿裂缝；第三是延缓砼的冷却速度，以减小新老砼的上下层层约束。砼表面泌水收缩，易产生塑性收缩裂缝，一般发生在砼终凝之前，且由于受到钢筋、粗大骨料等的限制，致使砼内部颗粒沉降不均匀，也会出现不规则的危害性表面裂缝。
三、结束语
为防止大体积砼结构裂缝的产生，在砼浇筑至设计标高时，经振动器振捣密实，表面出现浮浆时，用长刮尺刮平，初凝前用铁滚动筒碾压2 遍，再用木抹子搓平压实，以闭合砼表面，防止泌水收缩裂缝的产生。同时加以覆盖养护，避免砼受到风吹日晒，从而排除了砼内部颗粒不均匀沉降而引起的危害性表面裂缝。由于大体积表面水泥浆较厚，覆盖所采用的保温材料应选择价格低廉、导热系数小、易于操作的材料，常用的有木模、草袋、木屑、干砂告示。笔者曾尝试用海绵做保温材料，效果也不错。具体作法是：在砼表面初凝后用12mm 厚海绵一至二层逐块覆盖，规格为1500mm×2000mm，待砼终凝时再在海绵上加盖一层塑料薄膜。按照大体积砼施工的要求定时测温。待保温结束后，海绵回收用于上部结构支模时塞缝，避免了浪费。在低温冬季，采取间断浇热水的措施，尽量控制温差，其间如果出现温差，就应及时采取措施，将温差控制在25℃内。
参考文献：
[1] 周天辉, 王丽艳. 大体积砼的裂缝产生的原因及控制措施分析[J]. 黑龙江科技信息 , 2007,(10)
[2] 马小林. 关于大体积砼结构防裂技术分析[J]. 科技资讯 , 2009,(26)
[3] 张晓林, 王章胜. 蚌埠船闸扩建工程中底板的裂缝防治措施[J]. 今日科苑 , 2009,(18)
[4] 王英刚. 浅析大体积砼结构温度裂缝的控制[J]. 科技信息 , 2009,(22)
[5] 葛文军, 王本炜. 小议大体积砼的施工技术与管理措施[J]. 民营科技 , 2009,(08)
[6] 杨建胜. 大体积混凝土施工质量的科学管理[J]. 中国民营科技与经济 , 2008,(04)
关键字：温度应力；大体积砼结构；影响
Abstract: mass concrete structure system vulnerable to the effects of temperature stress cracks. The main principle is to cement hydration reaction process in the quantity of heat that will produce larger, make a lot of heat gathered in concrete inner, cause internal temperature is higher, and concrete external cooling rapidly, causing the internal and external temperature difference is bigger, formed the larger tensile stress and tension stress and temperature stress produced under the joint action of the fracture, the impact of the concrete appearance and service life, thus in the practical project of the mass concrete structure construction, should take corresponding measures to avoid as far as possible due to temperature stress of concrete structure caused cracks.
Key word: temperature stress; Mass concrete structure; influence
中图分类号：TV315 文献标识码：A文章编号：
大体积砼结构的截面尺寸较大，由外荷载引起裂缝的可能性很小，但水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度应力和收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，将成为大体积砼结构出现裂缝的主要因素。
一、温度应力对大体积砼结构的影响
大体积砼结构，浇筑后水泥的水化热很大，由于砼体积大，聚积在内部的水泥水化热不易散发，砼的内部温度将显著升高。而砼表面则散热较快，这样形成较大的内外温度差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在砼表面存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，同时，此时砼的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力，超过此时的砼的极限抗拉强度，就会在砼表面产生表面裂缝。这种裂缝多发生在砼浇筑后的升温阶段。如果此时砼表面不能够保持潮湿的环境，则砼表面由于水份蒸发较快而使初期的砼产生干缩，将加剧裂缝的产生。这是砼浇筑后由于温升影响产生的第一种裂缝。
由于温升影响产生的第二种裂缝是收缩裂缝。这种裂缝产生在砼的降温阶段，即当砼降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上砼硬化过程中，由于砼内部拌和水的水化和蒸发以及控胶质体的胶凝等原因促使砼硬化时收缩。这两种收缩，在收缩时由于受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力，产生收缩，这种收缩裂缝有时会贯穿全断面，成为结构性裂缝，带来严重的危害。表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但是，在砼收缩时，有时表面裂缝会开展。因为这两种裂缝有其内在的联系，所以在大体积砼施工中都是不容忽视的。
二、减小温度应力对大体积砼结构的影响
1、优选各种材料
（1）水泥：水泥在水化过程中产生大量的热量，这是大体积砼内部温升的主要热量来源。由于大体积砼截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，会收起砼内部急骤升温。因此大体积砼应选用水化热较低的水泥，并尽可能减少水泥用量。
（2）细骨料：在选择细骨料明，其细度模数宜在2.6~2.9 范围内。工程实践证明，采用平均料径较大的粗砂，比采用细砂，每吨砼中可减少用水量20~25kg，水泥相应减少28~35kg，从而降低砼的干原材料选用。
（3）粗骨料：在选择粗骨料时，可根据施工条件尽量选用粒径较大、级配良好的石子。这样，即可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小砼的收缩和泌水现象。石子的含泥量要控制在1%以内，砂的含泥量控制在2%以内。否则将增加砼的收缩变形，降低砼的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。
（4）掺合料：在砼中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加砼和易性，而且能够大幅度提高后期强度，砼的28d 强度基本能接近砼标准强度值。在砼中掺入一定量的粉煤灰，在保证砼强度的前提下，尽可能降低水泥用量是最有效最可靠的温控措施。
（5）外加剂：大体积砼中掺加的减水剂主要是木质素磺酸钙，它对水泥颗粒有明显的分散效应，可有效的增加砼拌和物的流动性，且能使水泥水份化较充分，提高砼的强度。若保持砼的强度不变，可节约水泥10%，从而可降低水化热，也可明显延缓水化热释放速度，热峰也相应推迟。
2、充分利用砼的后期强度
在满足砼强度和耐久性的前提下，可采用45d、60d 或者90d 龄期的砼强度来代替28d 龄期强度，控制温升速率，推移温升峰值出现时间，这样可使每吨砼的水泥用量减少40~70kg，砼的水化热温升可相应降低4~7℃。
3、控制砼入模温度
为降低大体积砼的总温升，减少结构物的内外温差，控制砼的入模温度是非常重要的措施。入模温度的高低，与出现温度密切相关，另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。根据我国工程实践经验，建议砼最高入模温度宜控制在35℃以下。在浇筑前，用水冲洗模板降温；泵管用麻布包裹，将碎石、河砂等材料遮盖避免暴晒以降低温度，有条件可使用井水。
4、加强养护，降低砼内温差
根据《砼结构工程施工及验收规范》规定：温度不宜超过25℃。为减小大体积砼内部与表面的温差，防止出现由于温度应力产生的砼裂缝，一般除在确定砼配合比时采取技术措施降低砼内部水化热以外，还要对浇筑后的砼表面进行保温以控制砼内外温差在规范规定的25℃以内。保温养护的作用有3 个。第一减小砼的内外温差，防止出现表面裂缝；第二是防止砼表面过冷，避免产生贯穿裂缝；第三是延缓砼的冷却速度，以减小新老砼的上下层层约束。砼表面泌水收缩，易产生塑性收缩裂缝，一般发生在砼终凝之前，且由于受到钢筋、粗大骨料等的限制，致使砼内部颗粒沉降不均匀，也会出现不规则的危害性表面裂缝。
三、结束语
为防止大体积砼结构裂缝的产生，在砼浇筑至设计标高时，经振动器振捣密实，表面出现浮浆时，用长刮尺刮平，初凝前用铁滚动筒碾压2 遍，再用木抹子搓平压实，以闭合砼表面，防止泌水收缩裂缝的产生。同时加以覆盖养护，避免砼受到风吹日晒，从而排除了砼内部颗粒不均匀沉降而引起的危害性表面裂缝。由于大体积表面水泥浆较厚，覆盖所采用的保温材料应选择价格低廉、导热系数小、易于操作的材料，常用的有木模、草袋、木屑、干砂告示。笔者曾尝试用海绵做保温材料，效果也不错。具体作法是：在砼表面初凝后用12mm 厚海绵一至二层逐块覆盖，规格为1500mm×2000mm，待砼终凝时再在海绵上加盖一层塑料薄膜。按照大体积砼施工的要求定时测温。待保温结束后，海绵回收用于上部结构支模时塞缝，避免了浪费。在低温冬季，采取间断浇热水的措施，尽量控制温差，其间如果出现温差，就应及时采取措施，将温差控制在25℃内。
参考文献：
[1] 周天辉, 王丽艳. 大体积砼的裂缝产生的原因及控制措施分析[J]. 黑龙江科技信息 , 2007,(10)
[2] 马小林. 关于大体积砼结构防裂技术分析[J]. 科技资讯 , 2009,(26)
[3] 张晓林, 王章胜. 蚌埠船闸扩建工程中底板的裂缝防治措施[J]. 今日科苑 , 2009,(18)
[4] 王英刚. 浅析大体积砼结构温度裂缝的控制[J]. 科技信息 , 2009,(22)
[5] 葛文军, 王本炜. 小议大体积砼的施工技术与管理措施[J]. 民营科技 , 2009,(08)
[6] 杨建胜. 大体积混凝土施工质量的科学管理[J]. 中国民营科技与经济 , 2008,(04)