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1、大體積混凝土澆筑技術(shù) 摘要: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(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。它主要的特點(diǎn)就是體積大,一般實(shí)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(nèi)部溫升比較快?;炷羶?nèi)外溫差較大時,會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫,影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。所以必須從根本上分析它,來保證施工的質(zhì)量。關(guān)鍵詞:大體積混凝土溫度裂縫溫度應(yīng)力 一、大體積混凝土的裂縫 大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同,分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫,
2、最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面,可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性,其危害性是較嚴(yán)重的;而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面,也有一定危害性;表面裂縫一般危害性較小。但出現(xiàn)裂縫并不是絕對地影響結(jié)構(gòu)安全,它都有一個最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤;處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤?! τ诘叵禄虬氲叵陆Y(jié)構(gòu),混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當(dāng)裂縫寬度在~時,雖然早期有輕微滲水,但經(jīng)過一段時間后,裂縫可以自愈。如超過~,則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以,在地下工程中應(yīng)盡量避免超過
3、貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫,將大大影響結(jié)構(gòu)的使用,必須進(jìn)行化學(xué)灌漿加固處理?! 〈篌w積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫,一方面是混凝土內(nèi)部因素:由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的;另一方面是混凝土的外部因素:結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束,阻止混凝土收縮變形,混凝土抗壓強(qiáng)度較大,但受拉力卻很小,所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時,即會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi),一般不會影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,但卻對結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響,因此必須予以重視和加以控制?! 《?、產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面: 1.水泥水化熱
4、水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量,而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚,表面系數(shù)相對較小,所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去,以至于越積越高,使內(nèi)外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱,與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān),并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱,實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度,多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3~5天?! ?.外界氣溫變化 大體積混凝土在施工階段,它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降,會大大增加內(nèi)外層混凝土溫差,這對大體積混凝
5、土是極為不利的。 溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的;溫差愈大,溫度應(yīng)力也愈大。同時,在高溫條件下,大體積混凝土不易散熱,混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60~65℃,并且有較長的延續(xù)時間。因此,應(yīng)采取溫度控制措施,防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力?! ?.混凝土的收縮 混凝土中約20℅的水分是水泥硬化所必須的,而約80℅的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮?;炷潦湛s的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后,再處于水飽和狀態(tài),還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積
6、的交替變化,這對混凝土是很不利的。 影響混凝土收縮,主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝等。 三、大體積混凝土的配制 大體積混凝土所選用的原材料應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1.粗骨料宜采用連續(xù)級配,細(xì)骨料宜采用中砂?! ?.外加劑宜采用緩凝劑、減水劑;摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等?! ?.大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下,應(yīng)提高摻合料及骨料的含量,以降低單方混凝土的水泥用量?! ?.水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥,優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水
7、泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等?! ∷摹⒋篌w積混凝土的澆筑: 澆筑方案,除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實(shí)完畢外,還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響,常采用的方法有以下幾種: 1.全面分層: 即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時應(yīng)使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續(xù)澆筑,直至完工為止。采用這種方案,適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸一般不宜太大,施工時從短邊開始,沿長邊推進(jìn)比較合適。必要時可分成
8、兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時進(jìn)行澆筑?! ?.分段分層: 混凝土澆筑時,先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積