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大体积混凝土施工温度裂缝控制技术措施概述1大体积混凝土是指最小断面尺寸大于以上的混凝土结构与一般钢1m筋混凝土相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件冗杂和施工技术要求高的特点大体积混凝土在硬化期间,一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热,使结构件具有“热涨”的特性;另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性,两者互相作用的结果将直接破坏混凝土结构,导致结构显现裂缝因此在混凝土硬化过程中,必需采纳相应的技术措施,以掌握混凝土硬化时的温度,保持混凝土内部与外部的合理温差,使温度应力可L控,防止混凝土显现结构性裂缝大体积混凝土裂缝产生的原因2大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的各类裂缝产生的主要影响因素如下收缩裂缝混凝土的收缩引起收缩裂缝收缩的主要影响因素是混1凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大选用的水泥品种不同,其干缩、收缩的量也不同温差裂缝混凝土内外部温差过大会产生裂缝主要影响因素是水2泥水化热引起的混凝土内部和混凝土外表的温差过大特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著上升,而其外表则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,外表产生拉应力此时,混凝龄期短,抗拉强度很低当温差产生的外表抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土外表产生裂缝材料裂缝材料裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格或骨3料中含泥量过多而引起的大体积混凝土裂缝掌握的理论计算3工程实例武汉市中环线南段标段号桥墩直径为混凝土XX XX
1.2m,及其原材料各种原始数据及参数为一是混凝土采纳矿渣硅酸盐水泥,其协作比为水水泥砂C30石子粉煤灰单位每立方米混凝土质kg=158298707120468量比,砂、石含水率分别为、混凝土容重为3%0%,2440kg/m3o二是各种材料的温度及环境气温水砂、石子水泥18℃,23℃,25℃,粉煤灰环境气温25℃,20℃混凝土温度计算
3.1混凝土拌和温度计算公式可转换为1TO=ZTimiCi/ZmiCi T0=[
0.9mcTc+msTs+mgTg+mfTf+
4.2Twmw-Psms-Pgmg+C1PsmsTs+PgmgT g-C2Psms+PgmgH[
4.2mw+
0.9mc+ms+mg+mf]式中为混凝土拌和温度;、、、水、水泥、砂、TO mwmc msmg mf—石子、粉煤灰单位用量、、、、水、水泥、砂、石子、kg TwTc TsTg Tf—;煤灰的温度℃;、砂、石含水率%;、水的比热容Ps Pg—Cl C2—KJ/Kg・及溶解热K KJ/Kg当骨料温度时,反之0℃C1=
4.2,C2=0Cl=
2.1,C2=335o;本实例中的混凝土拌和温度为T0=[
0.9298X25+707X23+1204X23+68X25+
4.2X18158-707X3%户+
4.2X3%X707X23[
4.2X158+
0.9298+707+1204+68]=
21.02℃o混凝土出机温度计算按公式式中混凝2T1=T0-
0.16T0-Ti T1—土出机温度℃;混凝土拌和温度℃;混凝土搅拌棚内温度T0—Ti—℃0本例中,
21.02-25=
21.7℃O混凝土浇筑温度计算按公式3TJ=Tl-a*in+
0.032n T1-・TQ式中混凝土浇筑温度℃;混凝土出机温度℃;TJ—T1—TQ—混凝土运输、浇筑时环境气温℃;混凝土自开头运输至浇筑完成时tn—间混凝土运转次数h n—;温度损失系数本例中,若取取取则a—/h m1/3,n1,a
0.25,低于TJ=
21.7-
0.25X1/3+
0.032X1X
21.7-25=
22.1℃30℃混凝土的绝热温升计算
3.2Th=W0Q0/C p・・式中每立方米混凝土中的水泥用量每公斤水泥W0—kg/m3Q0—;的累积最终热量混凝土的比热容取一混凝KJ/kg C—
0.97KJ/kg kp;・;土的质量密度kg/m3混凝土内部实际温度计算Th=298X334/
0.97X2440=
42.1℃
3.3自Tm=TJ+Th・式中混凝土浇筑温度;混凝土最终绝热温升;自一温降系Tj—Th—数查建筑施工手册,若混凝土浇筑厚度贝取取
3.4m lj
30.704,
170.685,自取匕取
140.527,
210.328本例中Tm3=
22.1+
0.704X
42.1=
51.7℃Tm7;=
22.1+
0.685X
42.1=
50.9℃Tm14=
22.1+
0.527X
42.1=
44.3℃Tm21;;=
22.1+
0.328X
42.1=
35.9℃o混凝土外表温度计算
3.4式中一龄期工时混凝土外Tb=Tq+4h H-hD AT/H2TbT,T T表温度℃;龄期时的大气温度℃;混凝土结构的计算厚度Tq—t H—m按公式计算,混凝土结构的实际厚度鼠一混凝土结H=h+2h h—m,;构的虚厚度—计算折减系统取九一混凝土导热系数取m h=KO/0K
0.666,,
2.33W/m K・模板及保温层传热系数P—W/m2-K值按公式计算,模板及各种保温材料厚度B0=1/S8i/Xi+l/pg6i—m;一模板及各种保温材料的导热系数一空气层传热系数可Xi W/m Kpg・;取23W/m2*Ko—龄期[时,混凝土中心温度与外界气温之差℃ATTAT=Tm-Tq,T T若爱护层厚度取混凝土灌注高度为贝
0.04m,7m,p=l/
0.003/58+
0.04/
0.06+1/23若=
1.41h=KWB=
0.666X
2.33/L41=l.lH=h+2h=
7.0+2Xl.1=
9.2m取则Tq20℃,AT3=
51.7-20=
31.7℃AT7=
50.9-20=
30.9℃AT14=
44.3-20=
24.3℃AT21=
35.9-20=
15.9℃则:Tb3=20+4X
1.1X
31.7/
9.22=
33.3℃Tb7=20+4X
1.1X
30.9/
9.22=
33.0℃Tb14=20+4X
1.1X
24.3/
9.22=
30.2℃Tb21=20+4X
1.1X
15.9/
9.22=
26.7℃混凝土内部与混凝土外表温差计算
3.5ATs=Tm-TbT TT本工程实例中AT3s=
51.7-
33.3=
18.4℃AT7s=
50.9-
33.0=
17.9℃AT14s=
44.3-
30.2=
14.1℃AT21s=
35.9-
26.7=
9.3℃若不掺加粉煤灰,其它条件不变,为保证混凝土强度相同,则该协作比设计为水水泥砂石子单位按上述kg=1583517071204,步骤计算,各龄期混凝土内表温差为AT3,s=
22.1℃,AT7,s=
21.5℃,AT14,s=
16.0℃,AT21,s=
11.2℃o大体积混凝土施工技术措施4由于温差的作用,裂缝的产生是不行防止的依据计算可以看出,可以采纳掺加粉煤灰等有效方法,以降低混凝土硬化过程中混凝土内表的温差因此,在施工中实行适合的措施,能够防止有害裂缝的显现降低水泥水化热包括混凝土的热量主要来自水泥水化热,因此1选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好;细心设计混凝土协作比,采纳掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术,削减每立方米混凝土中的水泥用量,以到达降低水化热的目的;选用适合的骨料,施工中依据现场条件尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料;选用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充足利用混凝土的后期强度,削减用水量;严格掌握混凝土的塌落度在现场设专人进行塌落度的测量,将混凝土的塌落度一直掌握在设计范围内,一般以为最正确;夏季施工时,在混凝土内部预埋冷却水79cm〜管,通循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度冬季施工时,采纳保温措施进行养护;如技术条件答应,可在混凝土结构中掺加的大石10%~15%块,削减混凝土的用量,以到达节约水泥和降低水化热的目的降低混凝土入模温度包括浇筑大体积混凝土时应选择较适合的2气温,尽量避开酷热天气浇筑夏季可采纳温度较低的地下水搅拌混凝土,或在混凝土拌和水中参加冰块,同时对骨料进行遮阳、洒水降温,在运输及浇筑过程中也采纳遮阳爱护、洒水降温等措施,以降低混凝土拌和物的入模温度;掺加相应的缓凝型减水剂;在混凝土入模时,还可以实行强制通风措施,加速模内热量的散发强化施工中的温度掌握包括在混凝土浇筑之后,做好混凝土的3保温保湿养护,以使混凝土缓缓降温,充足发挥其徐变特性,减低温度应力夏季应坚定防止曝晒,留意保湿;冬季应实行措施保温掩盖,以免发生急剧的温度梯度改变;实行长时间的养护,确定合理的拆模时间,以延缓降温速度,延长降温时间,充足发挥混凝土的“应力松弛效应”;强化测温和温度监测可采纳热敏温度计监测或专人多点监测,以随时把握与掌握混凝土内的温度改变混凝土内外温差应掌握在以内,基面温差25℃和基底面温差均掌握在以内,并按时调整保温及养护措施,使混凝土20C的温度梯度和湿度不致过大,以有效掌握有害裂缝的显现;合理布置施工程序,混凝土在浇筑过程中应匀称上升,防止混凝土积累高差过大在结构完成后按时回填土,防止其侧面长期暴露改善约束条件,削减温度应力在大体积混凝土基础与垫层之间可4设置滑动层,如技术条件答应,施工时宜采纳刷热沥青作为滑动层,以消退嵌固作用,释放约束应力提高混凝土的抗拉强度包括掌握集料含泥量砂、石含泥量过5大,不仅增加混凝土的收缩,而且降低混凝土的抗拉强度,对混凝土的抗裂非常不利因此在混凝土拌制时必需严格掌握砂、石的含泥量,将石子含泥量掌握在以下,中砂含泥量掌握在以下,削减因砂、石含泥量1%2%过大对混凝土抗裂的不利影响;改善混凝土施工工艺可采纳二次投料法、二次振捣法、浇筑后按时排解外表积水和最上层泥浆等方法;强化早期养护,提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量;在大体积混凝土基础外表及内部设置必要的温度配筋,以改善应力分布,防止裂缝的显现结语5在大体积混凝土施工时,精确计算混凝土拌和温度、混凝土出机温度、混凝土绝热温升、混凝土内部实际温度、混凝土外表温度及混凝土内部与外表温差,有利于选取适合的施工工艺、实行相应的降温与养护措施,从而防止显现混凝土温度裂缝,以保证混凝土结构的工程质量。