大体积混凝土温度及裂缝控制措施论文_杨延路

大体积混凝土温度及裂缝控制措施论文_杨延路

杨延路

北京市朝阳水利工程有限公司 北京 100123

摘要:随着大体积混凝土被越来越广泛的应用,对于如何控制在运用这种大型混凝土施工时,出现的裂缝问题开始逐渐引起广泛关注。这种裂缝会直接导致混凝土的抗腐蚀能力下降以及混凝土抗渗现象,从而对施工结构的耐久性产生恶劣影响。在大体积混凝土施工过程中,由于降温措施不当导致的混凝土建筑的开裂现象较为频繁,需要采取相应的解决措施,以保证建筑质量。本文针对大体积混凝土的降温措施进行了探讨,以期为建筑工程质量的提高提供切实有效的建议以及方法。

关键词:大体积混凝土;温度;裂缝控制

1 引言

大体积混凝土开裂的影响因素(材料、入模温度、内外约束条件、降温措施等)有很多,很复杂,往往不是单一因素造成的,采取措施减低裂缝的开展实际上就是裂缝控制工程,这是一项庞大的系统工程。混凝土结构开裂会影响结构耐久性并影响其正常使用,所以采取相应的技术措施去处理和解决温度应力、并按裂缝开展去处理以最大限度地减少混凝土开裂显得尤其重要。

2 工程概况

本工程新建方形雨水调蓄池一座,平面尺寸为98mx54m,总有效容积45790m3,有效水深9.5m;限于占地及现场条件,在调蓄池上部设格栅间1座,平面尺寸13mx9.6m;调蓄池排空泵房位于调蓄池西南角,采用潜污泵干式安装,排空时间为24h。

3温度对大体积混凝土的影响

3.1 环境温度的影响

环境对大体积混凝土的影响是由内到外的。在环境温度较高的情况下,大体积混凝土中心结构的温度会有一定程度的提高。在中央结构的牵引下,混凝土的外观会发生变化,出现裂缝。因此,在实际施工中,有关施工规范要求大体积混凝土施工时,应考虑周围温度的影响。通常,室外温度的构造相对较低,大体积混凝土浇筑温度应在28°C以下。环境温度对大体积混凝土的影响不仅是温度的升高,另一方面是温度的急剧下降。大体积混凝土的出现是由于表面温差过大的压力作用造成的。

3.2 内部温差的影响

内部温差实际上是大体积混凝土结构同一位置不同时刻温度的差异。从物理的角度来看,不同物质的比热容不同,所以不同物质的温度差在同一时间是不同的。在施工过程中,但不易出现大体积混凝土结构的开裂现象,其硬度较小,主要是由于结构的约束较小,混凝土的硬度较低,在热胀冷缩的温度变化情况下,对混凝土的影响不大。相反,在硬度较大的岩石基础上,混凝土的施工方案比较大,温差变化的影响和作用也比较大。

4大体积混凝土测温方案

1)必须采取相应的技术措施妥善处理温度差值,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。施工混凝土内部热量较难散发,外部表面热量散发较快,内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。温差大到一定程度,混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时,在混凝土表面会产生有害裂缝,有时甚至贯穿裂缝。另外,混凝土硬化后随温度降低产生收缩,由于受到地基约束,会产生很大外约束力,当超过当时的混凝土极限抗拉强度时,也会产生裂缝。为了了解基础大体积混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律,掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况,以便采取必要的措施。

2)测温的方法:采用采用温度计测温。具体操作如下:a.混凝土浇捣前测出大气温度及入模混凝土温度并作好记录。b自混凝土入模至浇捣完毕的四天期间内每隔二小时测温一次,以后每隔四小时测温一次。一般七天后可停止测温,或温度梯度<20度时,可停止测温。c每测温一次,应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。

3)测温的时间。砼浇注完6至10小时开始测温。2d内,每2h测温一次;龄期3-7d内,每4h测温一次,7天后一天测一次,14天后结束测温,每次测温同时须测出周围环境的温度。结束测温后利用高强度水泥砂浆将测温孔堵住,以免发生漏水现象。

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5 大体积混凝土施工温度控制措施

5.1降低水泥水化热

混凝土的结构对其自身的温差和荷载的影响也很重要。大体积混凝土由于自身的结构特点,荷载的增加不会很快。这是降低水泥水化热方法的可能。在混凝土施工的中后期,会表现出较高的强度。在中低热型水泥中,降低水泥水化热的方法可以有效地避免混凝土开裂现象。降低水泥水化热的一般方法是在混凝土中加入优质骨料。在施工标准和具体材料条件的基础上,努力提高混凝土的工作性和密度,避免混凝土表面开裂。

5.2 外加剂降温

混凝土外加剂也是一种常用的降温方法。由于混凝土外加剂品种丰富,功能各异,在冷却过程中具有灵活性和较高的可控性。不同的添加剂可用于不同的冷却要求。外加剂的性能有两点:(1)减水效果显著;(2)具有一般抗冻效果。混凝土内部含水量形成内部间隙,使混凝土更加脆弱,降低混凝土的密实度和抗裂性。外加剂在混凝土中的应用可以控制混凝土的水量,提高混凝土的质量。混凝土外加剂还可以调节水泥水化热的放热速率,降低混凝土的温度。

6 裂缝控制技术

6.1降低骨料以及混凝土入仓的温度

首先,将骨料堆放高度提升,并在运输混凝土的车辆和骨料仓库上方搭建防阳布。由于将骨料堆高可有效减小其所受的昼夜温差影响,且骨料的堆内温度与月平均温度十分接近。例如,堆料的高度为 8m,时间即为两个月以上;其次,对存储袋装水泥的仓库进行适时通风,最大程度的降低其库内温度;最后,把混凝土的入仓温度尽可能的控制为 28℃左右。

6.2 合理分块分层浇筑

此种方式主要是将基础的混凝土进行分缝、分期、分块浇筑。由于大体积混凝土的浇筑方量过于巨大,在具体的施工过程中需要利用纵横接缝技术以把大体积混凝土进行多块分割,并根据水平的缝隙再将每一个基础块进行逐层浇筑。进行分缝分块分层的目的有两个:①有助于便捷施工,可以将大体积混凝土进行有层次的浇筑;②有效预防裂缝,将基础块的尺寸缩小,促进块体散热,降低了施工过程中的温度应力,从而将裂缝产生的可能性降低。

6.3 跳仓施工技术

基于“抗与放”的原则,我国“跳仓法”由裂缝控制专家王铁梦教授提出,施工时将大体积混凝土施工面划分成若干区域,按照“分层浇筑、隔块施工、整体成型”的原则进行分布施工。经过短期的温度应力释放,再把若干个小块体连成整体,达到依靠混凝土自身的抗拉强度抵抗下一段混凝土所产生的温度应力的目的。跳仓施工技术对大体积混凝土浇筑起到很好的抗渗、抗裂作用,施工时应注意相邻两块之间的间隔时间不少于7天。但其有对混凝土浇筑时间控制和大体积混凝土接缝应力处理方面的缺点。

7 结束语

本文针对大体积混凝土外表开裂的原因,从各个方面进行考虑、处理,在实践中得到以下经历:通过基本的表里温度观测、降低水泥水化热、外加剂降温、冷却水管技术、控制外表温度、分层及分块浇筑等办法,对大体积混凝土施工进行降温处理与温度控制,避免大体积混凝土因表里温度差异过大而构成压力形成的外表开裂现象的发生。

参考文献:

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[5] 李文兵. 大体积混凝土的温度裂缝及其控制技术探讨[D].西南交通大学,2006.

论文作者:杨延路

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第21期

论文发表时间:2018/2/26

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