论文部分内容阅读
0.概述
大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比,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。
1.大体积混凝土产生裂缝的原因
大体积混凝土裂缝产生的原因主要为;温度裂缝、干缩裂缝、材料裂缝等。
1.1温度裂缝
混凝土浇筑后.由于混凝土内外部温差过大会产生裂缝。混凝土浇注后,水泥水化热较大,使混凝土温度上升。当聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发时,混凝土内部温度明显升高。而混凝土表面通常散热较快,形成内外温差.使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土就会产生裂缝.特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
1.2干缩裂缝
收缩裂缝是指因混凝土收缩所产生的裂缝。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。混凝土中约20%的水分是水泥水化所必需的,但仍有80%的水分需要蒸发.当混凝土中的多余水分蒸发时,就会引起混凝土体积收缩,也叫干缩.而混凝土又由于受到地基或边界条件的约束.使混凝土内部产生较大的拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝即干缩裂缝。
1.3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科中含泥量过多而引起的。
2.大体积混凝土施工技术措施
2.1降低水泥水化热
混凝土的热量主要来自水泥水化热,因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好;精心设计混凝土配合比,采用掺加粉煤灰和减水剂的”双掺”技术,減少每立方米混凝土中的水泥用量,以达到降低水化热的目的;选用适宜的骨科,施工中根据现场条件尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料;选用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期强度,减少用水量;严格控制混凝土的塌落度。
2.2降低混凝土入模温度
控制混凝土的入模温度对于降低大体积混凝土的总温升,减少结构物的内外温差,具有重大影响。入模温度的高低与出机温度密切相关,另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候条件等有关。大体积混凝土内的最高温度由浇筑温度和水化热温升组成,因此降低混凝土拌合料的浇筑温度也很重要。对混凝土拌合科的浇筑温度影响较大的是石子和水.在气温较高季节或经计算混凝土内外温差不满足要求时,首选降低水温,其次降低石子温度。夏季为防止太阳的直接辐射,应在砂石堆场搭设简易遮挡装置等措施。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。夏季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,同时对骨科进行遮阳。洒水降温,在运输及浇筑过程中也采用遮阳保护,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,在混凝土入模时,还可以采取强制通风措施,加速模内热量的散发。
2.3提高混凝土的抗拉强度
提高混凝土的抗拉强度.首先应控制集科含泥量。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,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。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法: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,以改善应力分布.防止裂缝的出现。
2.4混凝土浇筑方式
在混凝土浇筑时宜采用“分层浇筑,分层振捣”的推移浇筑法。分层浇筑易于混凝土的振捣.且混凝土的暴露面少,有利于降低混凝土的最高温升,分层厚度宜控制在50cm左右;
2.5掺加减水剂和外掺料
2.5.1掺加减水剂
大体积混凝土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,可有效地增加混凝土拌合物的流动性.且能使水泥水化较充分,提高混凝土的强度。若保持混凝土的强度不变,可节约水泥10%,从而可降低水化热;同时可明显地延缓水化热的释放速度,其热峰也相应推迟。
2.5.2掺加粉煤灰
在混凝土中掺人一定量的粉煤灰,具有以下优点:①粉煤灰本身的火山灰活性作用,可生成硅酸盐凝胶,起着一定的增强作用;②在单位用水量不变的条件下,可以起到显著改善混凝土和易性的效能,③用粉煤灰替代部分水泥,可降低水泥的用量,从而降低水化热;④若保持混凝土拌合物原有的流动性,则可减少用水量,从而可提高混凝土的强度。所以在保证混凝土强度和抗渗性能的条件下,应尽可能添加掺和料.但掺量不宜大于20%。
2.6改善约束条件,削减温度应力
采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置施工后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量.防止水化热的积聚,减少温度应力。
在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层,如技术条件许可,施工时宜采用刷热沥青作为滑动层,以消除嵌固作用,释放约束应力。
2.7混凝土养护
大体积混凝土浇筑完后,加强其表面保温,保湿养护,对防止混凝土产生裂缝具有重要作用:一是减小混凝土的内外温差,防止出现表面裂缝;二是防止混凝土表面过冷,避免产生贯穿裂缝;三是延缓混凝土的冷却速度,以减小新老混凝土的上下层约束。保湿养护还能减小混凝土的干缩.使混凝土的水泥水化作用顺利和充分进行,有利于提高混凝土的极限抗拉强度,对控制裂缝有积极作用。
2.8温度监控
混凝土浇筑后,为了掌握大体积混凝土水化热造成不同深度处温度场的变化规律,在大体积混凝土中布设测温点,随时检测混凝土内部的温度变化情况,以便及时采取有效措施,控制温差,进而保证混凝土施工质量。
3.结语
在大体积混凝土施工时,准确计算混凝土拌和温度、混凝土出机温度,混凝土绝热温升、混凝土内部实际温度。混凝土表面温度及混凝土内部与表面温差,有利于选取适宜的施工工艺、采取相应的降温与养护措施,从而避免出现混凝土温度裂缝,以保证混凝工结构的工程质量。
大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比,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。
1.大体积混凝土产生裂缝的原因
大体积混凝土裂缝产生的原因主要为;温度裂缝、干缩裂缝、材料裂缝等。
1.1温度裂缝
混凝土浇筑后.由于混凝土内外部温差过大会产生裂缝。混凝土浇注后,水泥水化热较大,使混凝土温度上升。当聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发时,混凝土内部温度明显升高。而混凝土表面通常散热较快,形成内外温差.使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土就会产生裂缝.特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
1.2干缩裂缝
收缩裂缝是指因混凝土收缩所产生的裂缝。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。混凝土中约20%的水分是水泥水化所必需的,但仍有80%的水分需要蒸发.当混凝土中的多余水分蒸发时,就会引起混凝土体积收缩,也叫干缩.而混凝土又由于受到地基或边界条件的约束.使混凝土内部产生较大的拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝即干缩裂缝。
1.3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科中含泥量过多而引起的。
2.大体积混凝土施工技术措施
2.1降低水泥水化热
混凝土的热量主要来自水泥水化热,因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好;精心设计混凝土配合比,采用掺加粉煤灰和减水剂的”双掺”技术,減少每立方米混凝土中的水泥用量,以达到降低水化热的目的;选用适宜的骨科,施工中根据现场条件尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料;选用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期强度,减少用水量;严格控制混凝土的塌落度。
2.2降低混凝土入模温度
控制混凝土的入模温度对于降低大体积混凝土的总温升,减少结构物的内外温差,具有重大影响。入模温度的高低与出机温度密切相关,另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候条件等有关。大体积混凝土内的最高温度由浇筑温度和水化热温升组成,因此降低混凝土拌合料的浇筑温度也很重要。对混凝土拌合科的浇筑温度影响较大的是石子和水.在气温较高季节或经计算混凝土内外温差不满足要求时,首选降低水温,其次降低石子温度。夏季为防止太阳的直接辐射,应在砂石堆场搭设简易遮挡装置等措施。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。夏季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,同时对骨科进行遮阳。洒水降温,在运输及浇筑过程中也采用遮阳保护,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,在混凝土入模时,还可以采取强制通风措施,加速模内热量的散发。
2.3提高混凝土的抗拉强度
提高混凝土的抗拉强度.首先应控制集科含泥量。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,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。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法: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,以改善应力分布.防止裂缝的出现。
2.4混凝土浇筑方式
在混凝土浇筑时宜采用“分层浇筑,分层振捣”的推移浇筑法。分层浇筑易于混凝土的振捣.且混凝土的暴露面少,有利于降低混凝土的最高温升,分层厚度宜控制在50cm左右;
2.5掺加减水剂和外掺料
2.5.1掺加减水剂
大体积混凝土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,可有效地增加混凝土拌合物的流动性.且能使水泥水化较充分,提高混凝土的强度。若保持混凝土的强度不变,可节约水泥10%,从而可降低水化热;同时可明显地延缓水化热的释放速度,其热峰也相应推迟。
2.5.2掺加粉煤灰
在混凝土中掺人一定量的粉煤灰,具有以下优点:①粉煤灰本身的火山灰活性作用,可生成硅酸盐凝胶,起着一定的增强作用;②在单位用水量不变的条件下,可以起到显著改善混凝土和易性的效能,③用粉煤灰替代部分水泥,可降低水泥的用量,从而降低水化热;④若保持混凝土拌合物原有的流动性,则可减少用水量,从而可提高混凝土的强度。所以在保证混凝土强度和抗渗性能的条件下,应尽可能添加掺和料.但掺量不宜大于20%。
2.6改善约束条件,削减温度应力
采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置施工后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量.防止水化热的积聚,减少温度应力。
在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层,如技术条件许可,施工时宜采用刷热沥青作为滑动层,以消除嵌固作用,释放约束应力。
2.7混凝土养护
大体积混凝土浇筑完后,加强其表面保温,保湿养护,对防止混凝土产生裂缝具有重要作用:一是减小混凝土的内外温差,防止出现表面裂缝;二是防止混凝土表面过冷,避免产生贯穿裂缝;三是延缓混凝土的冷却速度,以减小新老混凝土的上下层约束。保湿养护还能减小混凝土的干缩.使混凝土的水泥水化作用顺利和充分进行,有利于提高混凝土的极限抗拉强度,对控制裂缝有积极作用。
2.8温度监控
混凝土浇筑后,为了掌握大体积混凝土水化热造成不同深度处温度场的变化规律,在大体积混凝土中布设测温点,随时检测混凝土内部的温度变化情况,以便及时采取有效措施,控制温差,进而保证混凝土施工质量。
3.结语
在大体积混凝土施工时,准确计算混凝土拌和温度、混凝土出机温度,混凝土绝热温升、混凝土内部实际温度。混凝土表面温度及混凝土内部与表面温差,有利于选取适宜的施工工艺、采取相应的降温与养护措施,从而避免出现混凝土温度裂缝,以保证混凝工结构的工程质量。