大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工

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1、大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工第七講大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工整體性要求高，不允許留設(shè)施工縫，要求一次連續(xù)澆筑完畢。同時，由于結(jié)構(gòu)體積大，混凝土澆筑后水泥的水化熱量大，且聚集在大體積混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，其內(nèi)部溫度顯著升高，更促進(jìn)水泥水化速度加快，水化熱更集中釋放，而在混凝土表面散熱快，這樣就形成了大體積混凝土內(nèi)外較大的溫差，且產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時，混凝土便產(chǎn)生裂縫。因此，如何控制混凝土內(nèi)外溫差和溫度變形，防止裂縫產(chǎn)生，提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能是大體積混凝土施工中的關(guān)鍵問題。7.1大體積砼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)由于高層基礎(chǔ)多為砼體積較大的箱

2、形、筏形和樁承臺較大的基礎(chǔ)，這種結(jié)構(gòu)有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)。外荷載引起裂縫的可能性很小。但水泥的水化反應(yīng)過程中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化與砼收縮的共同作用，會產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，是大體積砼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。這些裂縫往往給工程帶來不同程度的危害，所以必須控制溫度應(yīng)力和溫度變形裂縫的開展。1、大體積混凝土的定義通過大量的工程實(shí)踐證明：砼的溫升和溫差與表面系數(shù)有關(guān)，單面散熱的結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在75cm以上，雙面散熱的結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在100cm以上，水化熱行引起的砼內(nèi)外最大溫差預(yù)計(jì)可能超過25℃，應(yīng)

3、按大體積砼施工。7.2結(jié)構(gòu)物裂縫的基本概念3.2.1裂縫的種類及產(chǎn)生的原因:1、裂縫的種類：1）微觀裂縫（寬度0.05mm以下）：粘著裂縫：骨料與水泥石粘面上的水泥石裂縫：骨料間水泥漿中的裂縫骨料裂縫：存在于骨料本身的裂縫見下圖2）宏觀裂縫（寬度0.05mm以上可見的）：表面裂縫：表面拉應(yīng)力大于砼極限抗拉強(qiáng)度時出現(xiàn)的裂縫貫穿裂縫：砼從高溫降溫引起砼收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)大于砼的極限抗拉強(qiáng)度時，混凝土的整個截面出現(xiàn)貫穿裂縫。深層裂縫：表面裂縫發(fā)展而成深層裂縫（圖）2、裂縫產(chǎn)生的原因1）水泥水化熱的影響：水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，試驗(yàn)證明500J/g。水化熱聚集

4、在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)，會引起混凝土內(nèi)部急劇升溫?；炷翝仓跗诘膹椥阅Ａ亢蛷?qiáng)度都很低，對水化熱引起的變形約束不大，溫度應(yīng)力自然也比較小，隨著混凝土齡期的增長其彈性模量和強(qiáng)度相應(yīng)提高，對混凝土的收縮變形越來越強(qiáng)，即產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗該溫度應(yīng)力時，便產(chǎn)生溫度裂縫。2）內(nèi)外約束條件的影響：結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形變化時，不同結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的約束稱為外約束。結(jié)構(gòu)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生的約束稱為內(nèi)約束。大體積混凝土受到下部地基的限制，因而產(chǎn)生外部約束應(yīng)力，混凝土澆筑初期產(chǎn)生壓應(yīng)力，混凝土與基層連接不太牢固，因而壓應(yīng)力較小。當(dāng)降溫時，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過混凝

5、土的抗拉強(qiáng)度，混凝土將產(chǎn)生垂直裂縫；3）外界高溫變化的影響：外界氣溫的變化對大體積混凝土開裂有重大影響。澆筑溫度受氣溫的限制，會增加混凝土的溫度梯度，造成過大溫差和溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。（夏季澆水養(yǎng)生，冬季保溫、用溫水?dāng)嚢杌炷粒?）砼收縮變形影響：①砼塑性收縮變形：水平減縮比垂直更難②砼的體積變形：（混凝土中的拌合水20％是水泥水化熱需要的，80%水蒸發(fā)）5）其他碳化收縮空氣中的CO2與混凝土中的Ca(OH)2反應(yīng)生成碳酸鈣和水2、控制裂縫開展的基本方法：表面裂縫危害較小，貫穿裂縫危害較大，重點(diǎn)控制貫穿裂縫的開展，常采用的有三種方法：1、“放”的

6、方法：減少約束體與被約束體之間的相互制約，以設(shè)置永久性的伸縮縫的方法。一般30～40m，個別10～20m。2、“抗”的方法：減小約束體與被約束體之間的相對溫差，改善鋼的配置，減少砼的收縮，提高砼的抗拉強(qiáng)度。3、“放”“抗”結(jié)合的方法：可分為“后澆帶”“跳倉打”和“水平分層間歇”。①“后澆帶”：是現(xiàn)澆整體砼結(jié)構(gòu)中，在施工期，保留臨時性溫度收縮的變形縫方法。②“跳倉打”法：將整個結(jié)構(gòu)按垂直施工縫分段，間隔一段澆筑一段，經(jīng)過不少于5d的間歇后再澆筑成整體。③“水平分層間歇”法：把整體砼結(jié)構(gòu)分成幾個薄層進(jìn)行澆筑，增加散熱的機(jī)會，減少砼溫度的上升，一般厚度控在0.6～2

7、.0m范圍內(nèi)，時間間隔一般5～7d.7.3溫度應(yīng)力的計(jì)算3.3.1結(jié)構(gòu)中的溫度場：大體積砼內(nèi)部最高溫度，由混凝土澆筑溫度，水泥水化熱引起的溫升和砼的散熱溫度三部分組成。1、混凝土的絕熱最高溫升計(jì)算砼的周圍沒有任何散熱條件，沒有任何熱損耗，水泥水化后產(chǎn)生的水化熱量，全部轉(zhuǎn)化成為溫升的最后溫度，稱為絕熱溫升。式中：Tmax—絕熱最高溫升（℃）W—每千克水泥的水化熱（J/kg）Q—每立方米砼中水泥用量（kg/m3C—砼的比熱,一般取0.96X103(J/kg·℃)r—砼的容重（kg/m3）取2400（kg/m3）2、砼最高溫升值計(jì)算由于大體砼結(jié)構(gòu)都處一定的散熱條件下

8、，故實(shí)際的最高溫升一般都小于絕熱溫升。