1、1谈现浇大体积混凝土的温度裂缝控制摘要:现浇大体积混凝土由于其体积庞大,一次性混凝土浇筑量大,水泥用量多,产生大量的水化热导致混凝土结构温度应力的急剧增长,极易诱发温度裂缝,对于需要进行“抗裂”的现浇大体积混凝土结构产生严重危害。 关键词:现浇大体积混凝土;温度;裂缝;控制 中图分类号:TU375 文献标识码:A 引言 随着基础建设的迅速发展,工程建设中现浇大体积混凝土应用越来越多,因其建筑材料价廉物美,施工方便,承载力大,可装饰性强,混凝土在现代工程建设中已经占据了非常重要的地位。本文分析了现浇大体积混凝土产生裂缝的原因,并提出控制措施,以减少温度裂缝的产生,提高现浇混凝土质量。 一、现浇大
2、体积混凝土的定义及混凝土裂缝成因 1、现浇大体积混凝土的概念 所谓现浇大体积混凝土,是指其尺寸必须满足最大限度的减少温度裂缝,这就要采取必要措施对水泥水化放出的热量和体积变化时能够做到有效控制。在普通混凝土配合比设计规程中对现浇大体积混凝土的定义为:混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于 lm,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。 22、现浇大体积混凝土裂缝成因的概况 现浇大体积混凝土结构的裂缝一般在混凝土浇筑短期内形成,截面尺寸较大, 此时设计荷载尚在结构上没有起到作用,由外荷载引起裂缝的可能性很小。现浇大体积混凝土自身又具有一定的保温性能,而通常由于水泥的水化作用是放
3、热反应。因此其表层的温升幅度较其内部温升幅度要小得多,而在混凝土超过一定的峰值之后在其降温的过程当中,其内部温度又没有表面的温度降得快,在这个过程中,混凝土各部分由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的温度应力及温度变形,是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度时,即裂缝就会出现。 3、本文的主要研究内容 我国国民经济的高速增长,带动了基础建设的快速的发展。现浇大体积混凝土也被广泛采用,现浇大体积混凝土结构的温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。本文从分析现浇大体积混凝土温度裂缝产生的原因入手,试图找出影响裂缝大小的因素,总结出有价值的控制措施,供工程技术人员参
4、考。本文针对于此,做了如下工作: (1)现浇大体积混凝土温度裂缝产生的原因及影响因素分析。 (2)现浇大体积混凝土质量及控制裂缝的措施。 二、现浇大体积混凝土温度裂缝产生的原因及影响因素分析 实际上,混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。就其产生的原因,大致可划分如下几种:荷载裂缝、收缩裂缝、基础变形引起的裂缝、施3工材料及工艺质量引起的裂缝、构造物约束条件影响引起的裂缝、温度变化引起的裂缝。本文主要讨论温度变化引起的混凝土裂缝。 1、温度裂缝产生的原因 混凝土施工阶段由于其内部矛盾的活动,因而产生了的由温度问题引起裂缝。一方面是温度
5、变化引起的应力和应变:另一方面是混凝土自身的强度和抵抗变形的能力。现浇大体积混凝土中的主要温度因素是水泥水化过程。水泥在水化过程中要释放出大量的热量,而水泥发出的热量聚集在结构物内部不易散失,是由于现浇大体积混凝土结构物一般断面较厚,水化温升又因其混凝土内部聚集导致。混凝土浇筑初期,混凝土的强度和弹性模量都很低, 对水化热引起的急剧温升约束不大,相应的温度应力也较小,不会产生裂缝。随着混凝土龄期的增长,弹性模量急剧增高,对混凝土内部降温收缩的约束也就越来越强,以致产生很大的拉应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时,就会出现温度裂缝。 2、现浇大体积混凝土温度裂缝影响因素分析 混凝土构件
6、具有热胀冷缩的性质,当外部环境和结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,当变形受到约束,则在结构内部产生应力,当应力值超过混凝土抗拉强度时,即产生温度裂缝。裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢,这也是温度裂缝区别其它的一个主要特征。引起温度变化主要因素有:(1)外界气温差。 (2)水化热。 (3)骤然降温。 (4)日照。 (5)蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当。 (6)预埋钢板焊接时,若焊接措施不当,焊接钢板附近混凝土容易烧伤开裂。 4三、现浇大体积混凝土控制裂缝的措施 综上所述,产生温度裂缝的原因主要可以归纳为以下二个大的方面:外界气温变化影响、水泥水化热影响。施工中可以通过以下措施控制
7、混凝土结构物 1、保证混凝土的质量 保证混凝土的质量主要有以下几个措施: (1)选择合适水泥品种和严格控制水泥用量,优先采用 525R 普通水泥,425R 普通水泥等高标号水泥,以减少水泥用量。 (2)严格控制骨料级配,合理选用 1040mm 连续级配碎石(其中1030mm 级配含量 65左右) ,细度模数 2.402.80 的中砂(通过0.315mm 筛孔的砂不少于 15,泵送混凝土砂率控制在 40-45) 。 (3)为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,选择适当外加剂掺加混凝土中,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂也是减少开裂的措施之一。 (4)采用切实可行的施工工艺根
8、据泵送现浇大体积混凝土的特点,采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法。 (5)严格控制混凝土入模温度,现浇大体积混凝土最好选在春秋季施工。 2、采取控制温度等措施预防裂缝的产生 为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下: (1)采用改善骨料级配,用掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减5少混凝土中的水泥用量。 (2)热天拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。 (3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。 (4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温。 (5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免
9、混凝土表面发生急剧的温度梯度。 (6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面,在寒冷季节采取保温措施。3、加强混凝土的早期养护 实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成,寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求: (1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。 (2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。 (3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。 混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温、湿度条件,以达到使混凝土免受
10、不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。另外使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。 6结语 本文对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的, 对于控制裂缝主要采取以下几个措施:(1)保证混凝土的质量;(2)采取控制温度,预防裂缝的产生;(3)加强混凝土的早期养护。具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,使混凝土的裂缝控制在允许的范围内。 参考文献 1张灵坤,杜云晶.谈现浇大体积混凝土的温度开裂控制J.山西建筑,2013,04:71-73. 2张利俊,董同刚,吴万春.现浇大体积钢筋混凝土的裂渗控制J.中国建材科技,1994,06:39-42+45. 3裴立峰.大体积混凝土温度裂缝控制研究D.辽宁工程技术大学,2008. 4曲艺.工程结构中混凝土裂缝控制技术研究D.中国海洋大学,2010.