淺談大體積混凝土的施工溫度與裂縫控制

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1、淺談大體積混凝土的施工溫度與裂縫控制湖南核工業(yè)建設有限公司廣州分公司510440大體積混凝土施工中普遍會遇到裂縫控制問題，這是因為混凝土體積大，聚集的大量水化熱會導致混凝土內外散熱不均勻，在受到內外約朿的情況下，混凝土內部會產生較大的溫度應力并很可能導致裂縫產生，最終為工程結構埋下嚴重質量隱患。因此，大體積混凝土施工中應嚴格控制施工溫度和裂縫產生，以保證工程質量。關鍵詞：大體積混凝土；溫度；裂縫；控制1、裂縫的成因混凝土中產牛.裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格，堿骨料反應，模板變形，基礎不均勻沉陷等。1.1水泥水化熱的影響水泥在水化過

2、程中產生大量的熱量，每克水泥放出的熱量約達502J/g,因而使混凝土內部的溫度升高，一般在30°C左右，有時甚至會更高，它在1一3天放出的熱量是總熱量的一半，混凝土內部的最高溫度多數(shù)發(fā)生在澆筑后的3—5天內，當砼內部與表面溫差過大時就會產生溫度應力和溫度變形，溫度應力與溫差成正比，溫差越大，溫度應力也越大，當這種溫度應力超過混凝土內外約朿力時就會產生裂縫，而混凝土內部的溫度與厚度及水泥用量有關，混凝土越厚水泥用量越大，內部溫度也越高。由于混凝土的導熱性能較差，所以造成混凝土內部和表面的溫差較大，當溫差過大時，就會產生溫度應力和溫度變形，造成混凝土的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力，進而開始出現(xiàn)溫度

3、裂縫。1.2外界氣溫濕度的影響大體積混凝土結構在施工期間，外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產生起著很大的影響?；炷蟽炔康臏囟仁怯蓾仓囟取⑺嗨療岬慕^熱溫度和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑氣溫與外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度，如果外界溫度的下降過快，會造成很人的溫度應力，極其容易引發(fā)混凝上的開裂。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、吋干吋濕、表面干縮變形受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。1.3原材料的影響混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸應變?yōu)椋?.6?1

4、.0）×104,長期加荷時的極限拉伸變形也只有（1.2?2.0）×104o由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力較低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝上只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝土邊沿部位如果結構內出現(xiàn)了拉應力，則須依靠混凝上自身承擔。在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉吋期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。冇吋溫度應力可能超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結構設計和施工極為S要。2、溫度應力分析

5、溫度應力的形成過程可分為3個階段：（1）早期。自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約28?30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一吋期在混凝土內形成殘余應力。（2）中期。自水泥放熱作用結束吋起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度吋，這個吋期，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。（3）晚期?；炷镣耆鋮s以后的運轉吋期。溫度應力主要是外界溫度變化所引起，這些應力與前兩種殘余應力相疊加。根據(jù)產生原因，溫度應力分為2類：（1）自生應力。邊界上沒冇任何約束或完

6、全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如橋梁墩身等，結構尺T相對圈套，混凝土冷卻吋表面溫度低，在表面出現(xiàn)拉應力，在中間出現(xiàn)壓應力。（2）約束應力。結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土等。3、防止混凝土裂縫的措施3.1、控制混凝土的溫度控制混凝土溫度的措施主要包括:（1）改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料等措施以降低單位水泥用量。（2）拌合混凝土吋加水冷卻或用水將碎石沖洗以降低混凝土的入倉溫度。（3）高溫季節(jié)澆筑混凝土吋，分層澆筑并控制每層厚度不大于30cm,充分利用層面散熱。（4）在混凝土中

7、埋入循環(huán)水管，注入冷水循環(huán)降溫，使混凝土體內熱量及吋排出，控制混凝土體內外溫差。（5）規(guī)定合理的拆模吋間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生爭氣的溫度梯度。（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。（7）外界氣溫較高吋，選擇在一天中氣溫較低吋（傍晚）澆筑，澆筑前用清水對模板進行濕潤。3.2、選擇合理的混凝土原材料對混凝土原材料的要求如下：（1）水泥。對大體積混凝土性能