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大体积混凝土温度裂缝控制的技术探讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2007-07-10  来源:中国混凝土网  作者:中国混凝土网
核心提示:大体积混凝土温度裂缝控制的技术探讨
    随着现代社会的高速发展,各种大型建筑的频繁建设不断涌现。如大型桥梁、大型码头、大型水坝等,给人们的日常生活带来了许多方便,因此,这些大型建筑建设质量的优劣就显得相当重要。然而,由于大型建筑的结构特殊,施工技术难度大,却较易引发许多影响使用安全的质量隐患,如施工裂缝、受力变形等,特别是大体积混凝土结构物,施工裂缝问题尤为突出。因此,解决大型建筑存在的施工问题成了质量控制的当务之急。下面,让我们一起来探讨大体积混凝土施工裂缝的质量控制。

    何谓大体积混凝土?有关规范、学著均作了明确的规定,基本一致认为:结构物最小断面尺寸达到80cm 以上、由水化热所引起的混凝土内最高温度与外界环境气温之差超过25℃时的混凝土,均称为大体积混凝土。

    大体积混凝土较其他一般钢筋砼相比,有着以下特征:结构较为笨重厚实、施工技术要求高、混凝土量大等特点。由于其独特的施工特性,使其在建设和使用的过程中,均会出现不同程度的施工裂缝,严重地影响着工程质量的使用。

    那么,究竟这些施工裂缝是如何产生的?笔者结合多年工程实践经验,根据裂缝产生的原因对大体积混凝土裂缝的类型作了如下归类:温差裂缝、收缩裂缝以及安定性裂缝。其中,温度裂缝是大体积混凝土结构物中较为普遍的一种,也是最为常见的一种裂缝。那么,下面就让我们来对温度裂缝的有关方面进行阐述。

1、温度裂缝
    其主要产生原因为混凝土在凝结初期即水化反应期间,水泥释放出大量的水化热,由于结构本身体积大,累积在内部的水化热不易散发,致使内部温度在一定的时间内不断上升,而结构表面的热量则散发较快,因而造成结构内外温差较大,此时在结构内部产生压应力,在表面产生拉应力,当温差产生的拉应力大于混凝土的极限抗拉应力时,便会在结构表面出现温度裂缝。此外,湿度的变化不均对裂缝的产生也有一定的影响作用。

    当混凝土的内部湿度变化很小或较慢而表面湿度变化较大或较快时,在结构表面会产生干缩变形,由于受到内部混凝土的约束,也往往成为导致收缩裂缝产生的主要原因。混凝土是一种脆性材料,在强度形成初期,由于混凝土龄期短,抗拉能力较低,此时如果加上浇筑时各种施工因素的影响,诸如混合料搅拌不均匀、浇筑过程中出现离析等现象,便会在同一结构混凝土中出现抗拉强度不均匀的现象,造成一些抗拉能力偏低的部位,从而成为出现裂缝的薄弱环节。因此,如何降低混凝土浇筑时因水化热所引起温差问题,成为防止温度裂缝产生的技术关键。
    根据以上理论分析,结合工程实践,对温度裂缝的预防与控制主要有以下几种常见措施。

1.1 在原材料方面进行控制,主要是对水泥、粗骨料及外加剂的控制
1) 宜采用降低水泥用量的方法来降低混凝土内部的水化温度,使混凝土强度在形成初期的结构内外温差的控制难度降低,这主要对大体积混凝土在进行配合比设计时作出了较高的要求,因此,在保证混凝土设计强度情况下,应尽可能地降低水泥用量。另外,对于水泥品种,应优先采用水化热较低的矿渣水泥,并应进行水化热测定,水泥水化热测定须按照现行国家行业标准《水泥水化热试验方法(直接法)》的有关方法进行,要求所用水泥在浇筑成型后7天强度的水化热不大于250t0/kg 。

2)对于粗骨料,宜采用改善的骨料级配,夏天温度较高进行施工时,在拌制混凝土前宜浇水将碎石湿润冷却,以降低混凝土的浇筑温度。

3)在混凝土拌制过程中,掺加一定类型的外加剂,能对起到改善混凝土施工性能的作用,诸如掺加一定比例的减水防裂剂,可减少混凝土的泌水,减少沉缩变形,可提高水泥浆与骨料的粘结力,提高抗裂性能等作用。另外,在掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,能在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。

1.2 在结构设计时对配筋进行优化
    在钢筋混凝土中,拉应力主要由钢筋承担,混凝土只起承受压力的作用。而在素混凝土内部或钢筋混凝上的边缘部位,如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土参与受力作用。因此,一般在设计中,均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但在混凝土浇筑时,内部过高的水化温度,往往在混凝土内部会产起较大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力,因此,根据温度应力变化规律,在进行结构设计时对结构的配筋应予以优化。当所配的钢筋直径细而密时,对提高混凝土抗裂性有较好的效果,因此,可利用所配钢筋来降低混凝土裂缝出现的程度及概率。

1.3 在施工工艺方面进行控制
1)在气温较高浇筑混凝土时,应严格控制分层浇筑厚度,以利用浇筑层面进行散热。
2)根据各地气候、不同施工季节制定合理的拆模时间,及时对结构表面进行覆盖保温,避免表面发生急剧的温度梯度,特别是施工中长期暴露的混凝土表面或薄壁结构,在寒冷季节应采取保温措施,防止表面裂缝。
3)合理地对结构进行分缝分块; 避免基础过大起伏。

2、结语
  温度裂缝的产生,无论是对大体积混凝土还是对一般结构混凝土的而言,都会不同程度地影响到混凝土结构的耐久性,从而影响到结构的使用安全,只有对其产生原因进行正确理解或认识,才能从根本上予以防治,做到防患于未然,从而确保工程质量。
 
 
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