大體積混凝土的溫度控制 附大體積混凝土溫度應力與溫度控制下載

大體積混凝土溫度控制的關鍵在于降低混凝土水化熱以及減少混凝土內、外溫差,避免產(chǎn)生過大的溫度應力,使得混凝土在前期強度較低的情況下不至于受到過大的拉應力而產(chǎn)生裂縫。控制混凝土內、外溫差的主要措施有:降低混凝土入倉溫度、降低混凝土水化熱、混凝土外部保溫以及混凝土內部降溫。

大體積混凝土的溫度控制 附大體積混凝土溫度應力與溫度控制下載的圖1

(圖為三峽大壩)

現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩、水庫、船閘、路橋隧道等。它的主要特點就是體積大,一般實體最小尺寸大于或等于1m它的表面系數(shù)比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內部溫升比較快。混凝土內外溫差比較大時,會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用。必須從根本上分析它,來保證施工的質量。

1、什么是大體積混凝土

所謂大體積混凝土,一般是指實體截面最小尺寸大于或等于1m的混凝土。這種混凝土結構表面系數(shù)比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內部溫升比較快,當混凝土內外溫差比較大時,混凝土容易產(chǎn)生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用。日本建筑協(xié)會標準(JASS5)規(guī)定:“結構斷面厚度在80cm以上,同時水化熱引起混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之差超過25攝氏度的混凝土,稱為大體積混凝土。”美國混凝土協(xié)會(ACI)規(guī)定:“任意體量的混凝土,其尺寸大到足以必須采取措施減小由體積變形引起的裂縫時即可稱作大體積混凝土。”業(yè)界一般認為,當混凝土內外溫差預計將超過25攝氏度時,必須采取一定的措施來防止溫度裂縫的產(chǎn)生。這就是大體積混凝土溫度控制的意義所在。

眾所周知,混凝土雖然具有較強的抗壓性能但其抗拉性能非常差,必須要配置鋼筋才能具有較強的抗拉、抗折、抗剪性能。混凝土裂縫作為一種施工質量通病嚴重的影響著鋼筋混凝土結構的壽命,因為鋼筋只有完全埋藏在混凝土保護層中才能避免被水和氧氣等其他化學介質侵蝕。這樣,只有嚴格控制混凝土裂縫,對于大體積混凝土來說關鍵是控制混凝土溫度裂縫,才能使得鋼筋混凝土構筑物具有較強的穩(wěn)定性、承重和抗?jié)B性能。

2、混凝土裂縫是如何形成的

大體積混凝土在施工中容易產(chǎn)生裂縫,這已被眾多的工程實踐所證實。

大體積混凝土的溫度控制 附大體積混凝土溫度應力與溫度控制下載的圖2

(圖為橋梁立柱混凝土溫度裂縫)

據(jù)統(tǒng)計,多個城市的多座高層建筑在施工中遇到地下室混凝土底板有害裂縫問題,有的工程因此被迫停工處理,有的工程還不得不修改設計、降低層數(shù),造成極大的損失。因而近年來,大體積混凝土的裂縫問題越來越引起各方面重視。長期的工程實踐表明,造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的因素極其復雜而且是多方面的。其中:

2.1混凝土配合比設計上的問題:水泥用量大,水泥發(fā)熱量大,造成混凝土水化熱溫升過高,溫度變化急劇;水灰比大,灰漿量大造成混凝土收縮量過大;原材料性能不良,造成混凝土本身抗裂能力低。

2.2混凝土施工質量上的問題:下料不均勻,振搗不密實;澆筑安排不善,混凝土內部形成冷縫。

2.3混凝土養(yǎng)護的問題:混凝土表面裸露干燥,風吹日曬,內部與表面溫差過大;外界氣溫驟降時混凝土表面無保溫措施。

2.4機構形式及構造上的問題:幾何尺寸大,超長超厚;形狀突變處未妥善處理;配筋不合理。大體積混凝土由于溫度變化而產(chǎn)生的裂縫稱為溫度裂縫。眾所周知,混凝土在凝結硬化過程中,其水泥會釋放出大量的水化熱,使混凝土的溫度顯著上升。對于大體積混凝土來說,一般情況下溫度和濕度的變化是導致其產(chǎn)生裂縫的根本原因。

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