大坝温控防裂的措施
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水利工程大体积混凝土温度裂缝的控制水利工程中的大体积混凝土结构,例如大坝、堤防、护坡等,常常会受到温度变化的影响而产生裂缝。
这些裂缝对结构的稳定性和安全性都有一定的影响。
为了确保水利工程的可靠性,有必要采取措施来控制大体积混凝土的温度裂缝。
一、温度裂缝的形成原因大体积混凝土结构在施工过程中会受到外界温度的变化以及混凝土自身的温度变化的影响,从而产生热应力,导致裂缝的形成。
1. 温度应力差异引起的裂缝大体积混凝土结构一般由多个构件组成,每个构件的温度变化可能会存在差异。
当两个相邻构件的温度应力存在差异时,就会产生裂缝。
这种裂缝多发生在构件的接缝处。
二、温度裂缝控制的方法1. 合理布置温度控制缝合理布置温度控制缝是一种常用的控制温度裂缝的方法。
通过在结构中预留一定间距的温度控制缝,可以有效减小混凝土中的温度应力,防止温度裂缝的发生。
温度控制缝的间距和深度应按照规范的要求进行设计。
2. 进行降温处理在混凝土浇筑后,可以采取降低温度的方式来控制温度裂缝的产生。
在施工时使用冷却水对混凝土进行冷却,或者在混凝土浇筑后进行湿养养护等。
3. 加强混凝土的预应力在大体积混凝土结构中,可以通过增加混凝土的预应力来控制温度裂缝的产生。
预应力混凝土可以有效减小混凝土中的温度应力,提高结构的抗裂性能。
4. 选择合适的混凝土材料为了控制温度裂缝,应选择合适的混凝土材料。
可以选择低碱度的水泥、控制水灰比、添加颗粒状外加剂等,来改善混凝土的温度变化性能。
5. 加强监测和维护在水利工程运行过程中,应加强对大体积混凝土结构的监测和维护工作,及时发现和修复温度裂缝,防止其进一步发展和扩大。
三、结论大体积混凝土温度裂缝的控制对水利工程的稳定性和安全性至关重要。
通过合理布置温度控制缝、进行降温处理、增加混凝土的预应力、选择合适的混凝土材料以及加强监测和维护等措施,可以有效控制大体积混凝土的温度裂缝的发生,确保水利工程的可靠性。
大坝碾压混凝土的温控与防裂关键技术摘要:大坝是水利工程中重要的建筑物,其核心部分通常由混凝土构筑而成。
在大坝的施工过程中,碾压混凝土是一项关键技术,它能够确保混凝土达到设计要求的强度和稳定性。
然而,在碾压混凝土过程中,温度控制和防裂是必不可少的关键技术。
基于此,本篇文章对大坝碾压混凝土的温控与防裂关键技术进行研究,以供参考。
关键词:大坝;混凝土;关键技术;防裂;温控引言大坝是重要的水利工程建筑物,其核心部分通常由混凝土构筑而成。
在大坝的施工过程中,碾压混凝土是一项关键技术,它能够确保混凝土达到设计要求的强度和稳定性。
然而,由于混凝土的性质和环境条件的影响,大坝在碾压过程中常常会面临温度控制和防裂的挑战。
温度控制对混凝土的强度和耐久性至关重要,而防裂措施则能够保护混凝土免受裂缝的损害。
1大坝碾压混凝土的温控与防裂的意义1.1意义1.1.1确保混凝土质量温度控制和防裂技术能够确保混凝土在施工过程中达到设计要求的强度和稳定性。
合理的温度控制可以减少混凝土内部的热应力和收缩,避免混凝土产生裂缝或变形,从而提高混凝土的质量和耐久性。
1.1.2保障大坝结构安全大坝是重要的水利工程建筑物,其结构的安全性直接关系到人们的生命财产安全。
通过有效的温控和防裂技术,可以减少混凝土的应力和变形,降低结构的内部应力集中和裂缝发生的风险,从而提高大坝的结构安全性和稳定性。
1.1.3提高工程施工效率合理的温度控制和防裂措施可以缩短混凝土的硬化时间和成型周期,提高施工效率。
同时,减少了对温度变化的依赖,可以更好地适应不同气候条件下的施工需求,降低了工程的施工风险和成本。
1.1.4促进工程可持续发展温控与防裂技术的应用可以降低混凝土材料损耗和浪费,减少环境污染和能源消耗。
此外,通过提高混凝土结构的耐久性和使用寿命,延长了工程的使用周期,减少了对资源的重复开发和维护的需求,推动了工程的可持续发展。
1.2技术特点1.2.1多学科综合应用温控与防裂技术涉及材料学、结构力学、施工工艺等多个学科领域的知识。
水利工程大体积混凝土温度裂缝的控制水利工程中的大体积混凝土结构常常会出现温度裂缝的问题。
这是因为混凝土在硬化过程中会发生收缩和膨胀,导致温度变化时产生内部应力,从而引起混凝土的开裂。
为了控制混凝土的温度裂缝,需要从材料选择、结构设计和施工等方面进行综合控制。
一、材料选择1.水泥的选择选择合适的水泥类型和品牌是防止温度裂缝产生的重要措施之一。
一般来说,低热水泥和缓凝剂可以降低混凝土的温升,减少温度变化引起的应力,从而降低温度裂缝的几率。
2.骨料的选择骨料的选择应该考虑其热膨胀系数和吸湿性。
一般来说,热膨胀系数较小的骨料对温度裂缝的控制效果较好。
骨料的吸湿性也会影响混凝土的收缩和膨胀行为,因此骨料的吸湿性也应该符合工程要求。
二、结构设计1.基础与墙体的连接方式在水利工程的大体积混凝土结构中,基础与墙体之间的连接是一个关键环节。
基础与墙体的连接应该考虑到温度变化时的相对位移,以减少相对位移引起的应力和裂缝。
2.结构的自由约束度结构的自由约束度是指结构在温度变化时是否能够自由膨胀或收缩。
适当增加结构的自由约束度可以减小温度变化引起的应力,从而降低温度裂缝的几率。
3.温度控制缝的设置为了控制混凝土温度裂缝的产生,可以在设计时设置温度控制缝。
温度控制缝的设置应该考虑结构的尺寸、布置和温度变化的影响,以减少结构的应力集中和裂缝的扩展。
三、施工控制1.早期养护混凝土在硬化过程中,特别是在早期硬化阶段,会产生较大的收缩应力,容易引起温度裂缝的产生。
在施工过程中,要注意对混凝土的早期养护,包括控制温度和湿度,以减少早期收缩应力。
2.温度监测和控制在大体积混凝土结构的施工过程中,需要对温度进行持续监测和控制。
通过定期监测混凝土的温度变化,及时采取措施,如加风扇、遮阳等,以控制混凝土的温度变化,并减少其引起的应力和裂缝。
3.施工工艺和施工顺序在施工过程中,要合理选择施工工艺和施工顺序,以减少温度裂缝的产生。
如合理选择浇筑时间和温度。
大坝施工中浇筑混凝土的温控措施随着我国建筑技术的发展,浇注混凝土逐渐运用到大坝的建设中。
大坝混凝土浇筑期间包括搅拌、浇筑前、浇筑后都需要采取一系列措施来控制浇筑温度,达到有效的控制温度裂缝的目的。
实践证明,关键是要把温控理论、已有经验和实际情况相结合,才能制定出有效的施工和温控方案;在工程试验方面,还需保证混凝土强度、弹性等方面满足要求,以增强防裂能力;最后,有效监测混凝土温度变化情况,从而避免因为混凝土温度过高而出现温度裂缝的现象,最终保证大坝的施工质量。
一、浇筑混凝土施工中温度控制措施1 混凝土搅拌时的温度控制混凝土温度控制是防止混凝土在施工期和运用期产生裂缝的主要措施之一,是混凝土浇筑质量的重要保障。
大坝施工单位结合当地实际情况,施工前做好调研,掌握近期气象情况,为不同的气温条件制定不同的温度控制要求。
在夏季高温期间,骨料堆放处搭设防晒棚,同时可以对粗骨料进行受冷处理,一般采用深井冷水降温搅拌:在冬季低温期间施工时,一般混凝土结构不低于6℃,所以应当确保混凝土进行浇注时的温度。
采用拌和楼设备,所用的粗骨料在拌和楼进行预热,原理是利用拌和楼的热蒸气加热锅炉房内水箱,使得小石、砂子在拌和楼料仓和调节料仓进行预热。
同时,选择在白天温度较高时进行搅拌浇筑的工作。
对施工过程中混凝土温度的监测结果显示:在半小时内温度提高1.5℃左右,每小时温度要提高2 5℃左右。
混凝土运输过程中预冷混凝土温度回升与运输机具类型、运输时间和混凝土转运次数及外界气温有关。
为了避免这一现象,可以选择采取以下方法来进行控制:①在使用自卸汽车对混凝土进行运输的过程中,汽车顶部设置活动遮阳棚,外侧面贴隔热板,避免新搅拌的混凝土受到阳光、风、雨等作用而影响其使用性能;汽车入口设喷雾装置,以降低环境气温,同时在车厢四周使用聚乙烯塑料进行保温处理;②在使用吊罐对混凝土进行垂直运输时,在吊罐上方设遮阳防雨盖板和保温隔热设施,比如:选择使用聚乙烯塑料进行保温;③在进行施工安排时,应当确保混凝土能够及时八仓,使用仓面喷雾技术,以减少太阳辐射。
大体积混凝土温控措施一.混凝土裂缝情况由于混凝土的抗压强度远高于抗拉强度,在温度应力作用下不致破坏的混凝土,当受到温度拉应力作用时,常因抗拉强度不足而产生裂缝。
大体积混凝土温度裂缝有细微裂缝(表面裂缝)深层裂缝和贯穿裂缝。
其中,细微裂缝一般表面缝宽≤0.1~0.2mm,缝深h不大于30cm;表面裂缝一般表面缝宽≤0.2mm:深层裂缝一般表面缝宽0≤0.2-0.4mm,缝深h=1—5m,且小于1/3坝块宽度,贯穿裂缝指从基础向上开裂且平面贯通全仓。
大体积混凝土紧靠基础产生的贯穿裂缝,无论对坝的整体受力还是防渗效果的影响比之浅层表面裂缝的危害都大得多。
表面裂缝也可能成为深层裂缝的诱发因素,对坝的抗风化能力和耐久性有一定影响。
因此,对混凝土坝等大体积混凝土应做好温度控制措施。
二.混凝土温度控制措施1. 总体要求施工期应对混凝土原材料、混凝土生产过程、混凝士运输和浇筑过程及浇筑后的温度进行全过程控制。
对高坝宜采用具有信息自动采集、分析、预警、动态调整等功能的温度控制系统进行全过程控制。
混凝土温度控制应提出符合坝体分区容许最高问题及温度应力控制标准的混凝土温度控制措施,并提出出机口温度、浇筑温度、浇筑层厚度、间歇期、表面冷却、通水冷却和表面保护等主要温度控制指标。
气候温和地区适宜在气温较低月份浇筑基础混凝土,高温季节适宜利用早晚、夜间、气温低等时段浇筑混凝土。
常态混凝土浇筑应采取短间歇均匀上升、分层浇筑的方法。
基础约束区的浇筑层厚度厚度宜为1。
5--2。
0米,有初期通水冷却的浇筑层厚度可适当加厚:基础約束区以上浇筑层厚度可采用1.5——3.0米。
浇筑层间歇期适宜采用5~7d。
在基础约束区内应避免出现薄层长期停歇的浇筑块,适宜在下层混凝土最高温度出现后,开始浇筑上层混凝土。
碾压混凝土宜薄层浇筑连续上升。
2.原材料温度控制2.1水泥运至工地的入罐或人场温度不宜高于65度。
2.2应控制成品料仓内集料的温度和含水率,细集料表面含水率不宜超过6%。
2020.32科学技术创新课题:吉林省教育厅:吉林省职业教育与成人教育教学改革研究课题“基于施工过程,定位于工学结合”的课程标准研究,编号(2018ZCY281)。
作者简介:李金涛(1982-),男,吉林长春,本科,讲师,吉林水利电力职业学院,教育育教学管理、水利水电工程。
大坝混凝土快速施工与温控防裂措施李金涛(吉林水利电力职业学院,吉林长春130117)良好的温度控制是保证混凝土浇筑质量的关键,制作混凝土的主要原料是水泥和水,而水泥遇水后会产生水化热现象,如果散热速度较慢,将提高混凝土的温度,然后逐渐下降,降低至环境温度。
温度升高的前期,内部温度大于表面温度,从而形成了内部与外部之间的温度差,导致内部和外部凝结的不一致,发生的变形方式也不相同,最终形成了混凝土裂缝,混凝土整体温度趋向于环境温度后,其内部的结构开始收缩,一旦受到外力的制约,将形成拉应力,也会形成混凝土的裂缝问题。
1温控计算理论1.1温度计算公式混凝土热传导的计算,需要使用热传导连续方程,初始条件是T=T (x ,y ,z ,t 0),公式中的T 是指混凝土温度,单位是℃;θ是指绝热温升,单位是℃;a 是指导温系数;单位是m 2/h ;τ是指龄期,单位是d ;t 指时间,单位是d 。
具体公式如下:1.2混凝土应力公式在混凝土施工过程中,由于温度、内部构件收缩等问题,发生变形,从而形成内部非常复杂的应力,并且应变增量处于动态变化,其包括了多种应变增量,应力计算公式如下:公式中主弹性应变增量,由{Δεen }表示;徐变应变增量,由{Δεc n }表示;温度应变增量,由{ΔεT n }表示;干缩应变增量,由{Δεs n }表示;自生体积应变增量,由{Δε0n }表示。
2温控防裂措施混凝土温度控制是一个综合性的问题,与温控有关的因素有很多,尤其是在工程施工过程中,不可预测的因素较多,从而增加了温控防裂的难度,温控防裂从原料采购时期就已经开始,现阶段,混凝土温控防裂措施主要从以下几点入手。
大坝大体积混凝土的温度控制与防裂摘要:为防止混凝土大坝产生温度裂缝,需了解大体积混凝土内部温度变化过程,确定大坝的分缝分块尺寸、混凝土的浇筑温度以及采用何种冷却措施。
关键词:大体积混凝土、温度裂缝、温度控制标准、控制措施引言:大体积混凝土硬化期间,由于水泥释放水化热,混凝土的温度升高,混凝土内外温差增大,极易引起裂缝,即温度裂缝,如何采取有效措施,防止温度应力造成混凝土出现有害温度裂缝,一直是大坝大体积结构施工的一个重大问题,本文就大体积混凝土温度裂缝控制与措施进行探讨。
1、大体积混凝土温度变化过程混凝土在凝固过程中,由于水泥水化,释放大量水化热,使混凝土内部温度逐步上升,对尺寸小的结构由于散热较快,温升不高,不致引取严重后果,但对大体积混凝土,最小尺寸也常在3~5m以上,而混凝土导热性能随热传导距离呈现性衰减,大部分水化热将积蓄在浇筑块内,使块内温度升达30~50℃,甚至更高。
由于内外温差的存在,随着时间的推移,坝内温度逐渐下降而趋于稳定,与多年平均气温接近。
大体积混凝土的温度变化过程可分为如图 1 所示的三个阶段,即温升期、冷却期和稳定期。
显然,混凝土内的最高温度Tmax等于混凝土浇筑入仓温度Tp与水化热温升值Tr之和,由Tp到Tmax是升温期,由Tmax到稳定温度Tf 是降温期,之后混凝土体内温度围绕稳定温度随外界气温有所起伏。
2、混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度变化引起温度变形,温度变形受到约束,势必产生温度应力,由于混凝土的抗压强度远高于抗拉强度,在温度压应力作用下不致破坏混凝土,当受到温度拉应力作用时,常因抗拉强度不足而产生裂缝,随着约束情况的不同,大体积混凝土温度裂缝有如下两种:2.1表面裂缝混凝土浇筑后,其内部由于水化热温升,体积膨胀,如遇寒潮,气温骤降,表层降温收缩,内胀外缩,在混凝土内部产生压应力,表层产生拉应力。
各点温度应力的大小,取决于改点温度梯度的大小。
在混凝土内处于内外温度平均值的点应力为零,高于平均值的点承受压应力,低于平均值的点为拉应力;混凝土的抗拉强度远小于抗压强度,当表层温度拉应力超过混凝土的允许抗拉强度时,将产生裂缝,形成表面裂缝。
水利工程大体积混凝土温度裂缝的控制水利工程中的大体积混凝土温度裂缝是指混凝土在硬化过程中由于温度变化而产生的裂缝。
温度变化是混凝土产生裂缝的主要原因之一,特别是在大体积混凝土结构中更为突出。
温度裂缝的产生不仅影响到水利工程结构的强度和稳定性,还可能导致渗漏和损坏,因此对温度裂缝的控制至关重要。
1. 控制混凝土浇筑温度:在浇筑混凝土时,要控制混凝土的温度,避免温度过高或过低。
过高的温度会导致混凝土在硬化过程中产生大量的热量,从而引起温度差异加大,进而产生温度裂缝。
而过低的温度则会导致混凝土的强度发展缓慢,易于冻融开裂。
要根据施工条件和混凝土的特性,合理控制混凝土的浇筑温度。
2. 控制混凝土硬化速度:混凝土在硬化过程中,其温度也会不断变化。
要通过控制混凝土的硬化速度,减小温度差异,从而降低温度裂缝的产生。
可以通过调整混凝土的配合比、控制混凝土水灰比、添加缓凝剂等方式来延缓混凝土的硬化速度。
3. 控制混凝土体积变形:混凝土在硬化过程中会发生体积变形,特别是在大体积混凝土结构中更为显著。
这种体积变形会导致温度裂缝的产生。
在设计和施工过程中,要根据混凝土的体积变形特性,合理控制混凝土的收缩和膨胀,从而减小温度差异和温度裂缝的产生。
4. 控制环境温度:混凝土的温度变化不仅受到外界温度的影响,还受到施工环境的影响。
在施工过程中要尽量控制施工环境的温度,避免温度波动过大。
可以通过搭建临时遮阳棚、喷洒水、覆盖保温材料等方式来控制施工环境温度。
5. 使用降温剂:在混凝土浇筑过程中,可以适量加入降温剂来降低混凝土的温度。
降温剂能够有效减缓混凝土的硬化速度,降低温度差异,从而减小温度裂缝的产生。
控制水利工程大体积混凝土温度裂缝是一个综合的工作,需要在设计和施工过程中采取多种措施。
通过合理控制混凝土的浇筑温度、硬化速度、体积变形和环境温度,以及使用降温剂等方式,可以有效降低温度裂缝的产生,保证水利工程结构的安全和稳定。
混凝土温控与防裂措施综述1.1 总述亭子口水利枢纽大坝Ⅱ标混凝土总量约129.41万m3,其中碾压混凝土约84.36万m3,常态混凝土约45.05万m3。
大坝碾压混凝土采用不设纵缝的大仓面通仓薄层连续铺筑几层后短间歇、均匀上升的施工工艺。
坝体受基础温差及内外温差的影响大,易产生劈头及贯穿性裂缝,影响大坝结构安全。
因此,大坝温控设计是施工组织设计的关键问题之一。
施工中拟采取的防裂措施主要有:(1) 减少混凝土的水化热温升:优化混凝土配合比设计,采用中热水泥;充分利用层面散热,对混凝土表面进行流水养护,对右岸非溢流坝段、表孔坝段、消力池底板和导墙等部位混凝土埋设冷却水管进行初期冷却。
(2) 降低混凝土浇筑温度:充分利用低温季节浇筑混凝土;高温季节施工时,对骨料进行风冷、加冷水(冰)拌和;对运输设备和浇筑仓面进行遮阳隔热保温和喷水雾、薄膜履盖等措施,以减少混凝土温度回升。
(3) 高气温条件下采取斜层平推铺筑法施工,缩小仓面面积,缩短层面暴露时间。
(4) 除以上温控措施外,加强混凝土表面的保护和养护也是混凝土防裂的主要措施。
对由于结构形状原因或复杂的边界条件等原因常会出现裂缝的部位,可在垂直裂缝发生方向预埋适量的限裂钢筋防止裂缝。
1.2预冷混凝土混凝土大坝的温控问题是由水泥在混凝土凝固过程中产生的水化热温升在大体积混凝土散热不畅的条件下,产生的混凝土块体与基础、块体内外及块体与块体之间的温差,并由温差引起混凝土不均匀收缩而裂缝产生的。
为了防止裂缝,根据混凝土块体所在部位及浇筑时间制定出了常态及碾压混凝土的允许浇筑温度[TP](是指混凝土收仓后,离混凝土表面10cm深处的混凝土温度)和允许内部混凝土最高温度[Tmax]标准,详见表18-8和表18-9。
综合以上各章节,为不超过混凝土允许浇筑温度,首先要控制混凝土的出机口温度T0,其控制标准见表18-10和表18-11,为此须对4~11月份浇筑的混凝土预冷,制造出符合控制表标准的低温混凝土。
水利工程大体积混凝土温度裂缝的控制水利工程中的大体积混凝土结构需要进行温度裂缝的控制,以保证结构的安全和稳定。
本文将对混凝土温度裂缝产生的原因以及控制方法进行详细介绍,以供工程师和相关人员参考。
一、混凝土温度裂缝的原因混凝土的体积会随着温度的变化而发生热胀冷缩,导致产生温度应力。
当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。
1. 混凝土结构体积大,温度变化范围大:水利工程中的大型水库、大坝等混凝土结构体积庞大,自身的温度变化范围也相对较大。
由于混凝土是一种热膨胀冷缩的材料,温度变化会导致混凝土的体积发生变化,进而产生温度应力。
2. 微观结构不均匀性:混凝土的微观结构不均匀性,如气孔、空隙、骨料分布不均等因素会导致混凝土局部应力不均匀,从而增加了温度裂缝的发生概率。
3. 路径限制:混凝土结构在温度变化时受到路径限制,如与其他结构相连接或受地基约束等,使得混凝土结构无法自由地伸缩,增加了温度应力的积累。
二、混凝土温度裂缝的控制方法为了控制混凝土温度裂缝,可以从以下几个方面入手:1. 混凝土配合比的优化:通过合理设计混凝土的配合比,控制水灰比、骨料的粒径和骨料配合等因素,以提高混凝土的抗裂能力和抗温变形能力。
添加适量的缓凝剂和减水剂,可以降低混凝土的水化热释放,减小温度变化幅度,从而减少温度应力的产生。
2. 合理的施工方法:在混凝土浇筑过程中,采取适当的施工方法,如分层浇筑、控制浇筑速度和温度等,可有效减少温度应力的生成。
在浇筑结束后,采取保温措施,如覆盖保温层或使用保温设备等,可以延缓混凝土的温度变化,减小裂缝的产生。
3. 预留缝隙和伸缩缝:对于大体积混凝土结构,应根据设计要求,在结构中设置预留缝隙和伸缩缝,以允许混凝土在温度变化时自由伸缩。
这样可以有效减少混凝土的温度应力,防止温度裂缝的形成。
4. 温度应力控制计算和分析:在设计混凝土结构时,需要进行温度应力的计算和分析。
通过采用有限元计算方法,结合实际情况,预测混凝土结构的温度变化和应力分布情况,确定合理的控制措施。
水利工程大体积混凝土温度裂缝的控制水利工程中使用的大体积混凝土结构在硬化过程中,由于其体积较大,內部補給資訊的不足以及外界环境因素的影响,容易出现温度裂缝。
这些温度裂缝若得不到有效的控制和防治,将严重影响工程的使用寿命和安全性。
水利工程中的大体积混凝土结构一般指的是水坝、堤防、渠系等工程,其混凝土使用量较大,施工过程中应掌控好混凝土的温度变化,防止温度裂缝的产生。
影响大规模混凝土温度裂缝形成的因素主要有以下几个方面:1. 热源温度:热源温度是指混凝土内部降低温度的速度和程度。
混凝土内部的热源主要有水化反应和外界气温。
水化反应是混凝土硬化的过程,会释放出大量的热能,导致混凝土内部温度升高。
而外界气温则会影响到混凝土的散热速度。
控制好热源温度是防止温度裂缝产生的关键。
2. 热传导:热传导是指混凝土内部的热能从高温区向低温区传输的过程。
混凝土热传导的速度取决于混凝土的导热系数和热传导路径的长度。
为了降低混凝土的热传导速度,可以在混凝土中添加适量的细颗粒材料和空气孔隙等,提高混凝土的绝热性能。
3. 温度梯度:温度梯度是指混凝土结构内部不同位置的温度差异。
当混凝土结构的内外温度差较大时,容易引发温度裂缝。
为了降低温度梯度,可以通过提高混凝土的整体温度,采用预应力或钢筋混凝土等方式来改善温度分布情况。
1. 合理的施工工艺:在施工过程中,应采取合理的工艺措施来控制混凝土的温度变化。
在施工前进行足够的调查研究,了解当地的气候条件,科学地确定混凝土的配合比和浇注温度,合理地安排浇筑时间和速度等。
2. 控制混凝土的温度变化速度:混凝土的温度升高速度过快,会使得混凝土内部出现大温差,容易引发温度裂缝。
在施工过程中,应采取降低混凝土温度变化速度的措施,如降低混凝土的浇筑温度、限制混凝土的水胶比、适当延缓混凝土的硬化反应等。
3. 使用降温剂:降温剂是一种能够降低混凝土温度的添加剂。
通过在混凝土中加入适当的降温剂,可以减缓混凝土的水化反应速度,降低混凝土内部的温度,从而减少温度裂缝的产生。
水利水电2019年12期︱143︱浅谈大坝快速化施工与温控防裂措施晁向阳中国水利水电第十一工程局有限公司,河南 郑州 450001摘要:随着建筑行业的不断发展,我国各地的基础设置布局越来越大,大坝已经发展成为我国重要的基础建筑部分,是保障我国水利水电行业发展的重要组成部分。
但是,大坝建筑工程仍存在一些弊端,其中,最为棘手的是大坝快速化施工与温控防裂问题,其中产生混凝土裂缝的原因多种多样,项目工程的设计、施工,工程现场的环境,混凝土原材料等都是影响凝土裂缝产生的原因之一,只有对裂缝原因进行更深层次的剖析,才能从源头找到减少裂缝的有效方法,增强大坝的安全性和大坝的使用年限。
本文简单阐述了大坝快速化施工与混凝土温控防裂的控制措施。
关键词:大坝工程;快速化施工;温控防裂;解决措施混凝土结构是在19世纪中期时开始应用于大坝工程,在19世纪末得到了长足的发展,我国开始应用这一技术是在20世纪初,混凝土的使用是大坝工程发展史上重要的里程碑,混凝土的使用极大的促进了大坝工程的发展,与此同时,混凝土的裂缝问题也困扰人们已久。
混凝土裂缝的出现,即使是在规范规定的范围之内,也会给人们带来不安全的感觉,同时会使建筑物的美观程度大打折扣;当裂缝的宽度超过一定值时,会使混凝土内部的钢筋保护层受到腐蚀侵害,而受到腐蚀侵害的钢筋保护层体积膨大,从而进一步导致了裂缝的增大,如此往复,形成恶性循环。
1 大坝施工建设的简述 大坝建设是一种设计、施工难度非常高的一个工程项目,是一个国家建筑行业水平的体现。
而且大坝有着多种功效,通过大坝工程能够达到发电、航运、防洪等多种功能的一项综合性工程项目。
特别像芙蓉江流域具有季风性气候,暴雨集中,时常有洪涝灾害发生的特点,而且总体而言淡水资源匮乏,对于农业的发展非常不利,因此通过建设大坝能够有效解决水资源短缺的问题,增加流域汛期的蓄洪能力,通过对外输出电力达到提升本地区经济发展的一个作用。
芙蓉江官庄水电站,它是治理芙蓉江流域防洪问题的一个重要的基础工程,同时兼具发电、生态养殖等多项功能,是加快地区发展的一个重要举措,对遵义市的发展有着重要意义。
大坝混凝土的温度控制与防裂新措施本文主要阐述了温度控制设计的基本要点以及混凝土特性对温度应力设计的几大影响,概括叙述了增强大坝抗裂能力的主要因素,并从体积变形来研究了温控的问题。
其中,着重研究了混凝土筑坝技术、防裂的主要措施、基本特征、筑坝理论体系、防裂补偿原理等,并用实际案例简述了应用情况和效果。
标签:大坝混凝土;温控设计;防裂措施;温度应力1、前言大坝混凝土的裂缝及裂缝防治一直以来都是水电工程行业非常重视的重大技术问题。
工程界的技术人员经过长期不懈的研究实验,提出了许多有效的温度控制防裂措施,并取得了不错的效果。
在诸多的研究中,其中对混凝土新技术的研究,打破了人们对大坝混凝土传统的认识,开创了新的防裂途径。
经过近30年来的工程应用和基础理论研究,混凝土技术已形成了一套完整的筑坝理论体系,并取得了显著的社会效益和技术经济成果。
当前,在工程建筑中,建筑的主要材料是钢筋混凝土,但混凝土在施工过程中是很容易出现施工裂缝的。
其中,表面裂缝占很大的比重,表面裂缝在特定的条件下还会发展成为贯穿型裂缝,严重影响了建筑结构与其使用功能。
因此,采用温度控制的方法进行防裂控制,不仅可以减少表面裂缝,还对建筑工程的质量与安全有很大的作用。
这一点在大体积中的混凝土中尤为如此,温度的控制更具有重大意义,这是因为大体积的混凝土更容易出现裂缝,从而影响建筑物的整体结构,温度的变化对结构应力起着不可忽视的作用。
2、大坝混凝土温度控制防裂施工技术大坝混凝土施工过程中,混凝土的温度控制严格遵照招标技术文件执行。
对配合比优化、通水冷却、运输、混凝土原材料、拌和生产、入仓浇筑、覆盖保温及洒水养护等全过程进行质量监控,合理安排混凝土施工时间及浇筑顺序。
2.1 合理控制浇筑层层间间隔及厚度大坝混凝土采用薄层短间歇均匀上升,河床坝段基础强约束区及度汛过渡的老混凝土浇筑分层厚度为1.5m,约束区以上浇筑层厚为3.0m,层间间隔时间控制在4~10天左右。
浅析大坝混凝土快速施工和温控防裂措施大坝混凝土由于水化放热常导致施工期裂缝产生。
施工单位想要在激烈的市场竞争中处于优胜地位,就必须缩短项目施工时间,利用各种项目施工技术降低裂缝的发生率,确保施工的质量。
为缩短施工期和减少裂缝,本文主要探讨了混凝土快速施工方式,提出提升大坝混凝土快速施工及温控防裂施工质量的有效措施,以供参考。
标签:大坝混凝土;快速施工;温控防裂混凝土施工和温控防裂不仅仅是一项独立的施工项目,而是要最终形成一个整体牢固的大坝结构。
大坝混凝土温控设计是大坝浇筑的关键问题,混凝土产生裂缝的影响因素十分复杂,过大的温差是引起裂缝的直接原因,但混凝土原材料性能、混凝土抗裂性能、混凝土浇筑施工的合理安排、施工质量、施工工艺,也是坝体产生裂缝的重要因素。
即形成一个完整的阻水体系,每个环节都需要围绕着这个主题思想进行,这才能实现大坝的价值并有效消除隐患。
1.混凝土项目温控计算阐述混凝土项目的正式浇筑之后,所使用的水泥会产生一定数量的水化热,并且水化热的整体散热量要明显比发热量更小。
如果混凝土内部的温度不断提升,且外部的温度在不断下降,内部温度会明显超出表面位置的温度,导致内部和外部为不一致,产生裂缝。
当混凝土建筑物温度不断降低时,其构件的体积会产生收缩等情况,如果构件收缩状态受到限制,可能会产生一系列的拉应力,导致混凝土项目产生裂缝[1]。
1.1温控防裂计算理论阐述温控防裂计算涉及到非稳定温度场理论等多方面的内容,混凝土熱传导过程,必须要满足热传导连续方程。
方程式中,T 代表了混凝土任意状态下的实际温度,用℃作单位。
a代表了混凝土导温系数状态,用m2/h作单位。
θ代表了混凝土整体绝热温升状态,用℃作单位。
τ代表了混凝土部分绝热温升状态,用℃作单位。
t 则表时间,以d作单位。
在混凝土工程项目初始条件状态下,T=T(x、y、z、t0)时,1.2应力求解理论阐述工作人员在对混凝土工程项目进行施工的全过程当中,项目施工位置会受到来自于各个方面的应力,这些应力产生于部分项目施工环节变形。
三峡大坝温控防裂技术措施1优化大坝混凝土配合比,提高混凝土抗裂能力大坝混凝土配合比设计中选用具有微膨胀性的强度等级为42. 5的中热水泥,掺用缓凝高效减水剂和引气剂,在满足混凝土标号及抗冻、抗渗、极限拉伸值等主要设计指标前提下,尽量增大I级粉煤灰掺量,降低水胶比,并要求满足混凝土匀质性指标及强度保证率,改善混凝土性能,提高混凝土抗裂能力。
三期工程大坝混凝土极限拉伸值较一、二期大坝混凝土有所提高,28 d龄期极限拉伸值由80 x10-6提高至85 x 10-6,90 d龄期极限伸值由85 x10-6提高至88 x 10-6。
2控制大坝坝块混凝土最高温度a.三峡大坝混凝土浇筑仓面大、强度高,采用塔带机为主、门塔机为辅的施工方案。
为控制坝块混凝土最高温度不超过设计允许的最高温度,需采取降低混凝土浇筑温度、合理的层厚及间歇期、初期通水等措施。
严格控制混凝土运输时间和仓面浇筑坯层面覆盖前的暴露时间。
混凝土运输机具设置保温设施,使高温季节混凝土自拌和楼出机口运至仓面浇筑坯层被覆盖前的温度回升率不大于0. 25,对三期工程大坝混凝土施工塔带机胶带(长800~1050 m)输送预冷混凝土温度回升率进行分析计算,温度回升4 ~6 ℃,回升率为0. 17~0. 18,与测试结果基本一致。
b.在高温季节或较高温月份浇筑大坝混凝土时,采用预冷混凝土。
基础约束区混凝土除冬季12月至翌年2月自然入仓外,其他季节浇筑温度均不得超过12~14 ℃(相应的拌和楼出机口混凝土温度为7 ℃);脱离基础约束区混凝土11月至翌年3月自然入仓,其他季节浇筑温度不得超过16~18 ℃(相应的拌和楼出机口混凝土温度不大于14 ℃) 。
夏季浇筑能力要适应入仓强度要求,避免在中午高温时间浇筑。
高温季节浇筑混凝土表面采取流水养护措施,可使混凝土早期最高温度降1. 5℃左右。
3大坝基础约束区混凝土避开在夏季浇筑通过对大坝混凝土温度应力计算成果分析,结果表明,若在夏季浇筑基础约束区混凝土则坝体水平受拉区范围较大,坝段各块基础约束区都呈受拉状态,大于1. 0 MPa的拉应力在距基岩面8.0~10.0m的区域,最大值均发生在距基岩1. 0 m的部位,即第1层2.0m厚的混凝土内;坝段各块水平拉应力较大,后期通水结束后,坝段第3块(丙块)基岩面附近的最大水平拉应力均为2. 1 MPa,稳定温度时的最大水平拉应力为1. 9 M Pa,混凝土存在产生裂缝的风险。
四川农业大学水利水电工程本科毕业论文大坝温控防裂的措施作者陈彬彬学籍批次1509学习中心陕西延安奥鹏学习中心层次专升本专业水利水电工程指导教师- 1 - 内容摘要本文着重介绍了砼坝温度控制的目的及砼坝产生温度裂缝的成因,阐述了温度控制所采取的以下几种措施:1、降低砼混合物中粗骨料和拌和用水的温度;2、在砼浇筑层上布置蛇形冷却管,采用循环水进行砼人工冷却;3、降低砼混合物中水泥用量及掺外加剂,以降低砼混合物中的水化热,控制砼的温度上升;4、砼施工中采用薄层浇筑、对砼的表面洒水养护以及砼混合物中掺缓凝剂等。
采取这些温控措施降低砼在凝固过程中产生的温度,以达到防止发生温度裂缝的目的。
同时列举了在工程中成功利用温度控制措施以防止温度裂缝发生的实例。
关键词:砼坝温度控制措施目录一、案例正文 (1)(一)、砼坝温度控制的目的 (1)(二)、温度控制措施 (2)二、案例分析 (4)(一)、砼拱坝工程概 (4)(二)、温控设计基本资料 (5)(三)、温度控制标准的确定 (5)(四)、温度控制措施及实施效果 (6)(五)、工程效果 (8)参考文献 (9)大坝温控防裂的措施一、案例正文大体积砼水工建筑物因尺寸大而产生体积变化。
这种体积变化因受到约束而造成坝内开裂,并将影响已完建大坝内的应力状态。
砼内最大的体积变化起因于温度变化。
在多数情况下由温变与温差而产生的开裂趋势,砼坝的开裂是人们所不希望的,因为开裂会破坏建筑物的整体性,从而有损其功能并招致砼的过早变质。
因此,通过适当的设计及施工措施可使砼坝的开裂趋势减小到容许的程度。
(一)、砼坝温度控制的目的采用砼作为水工建筑物的筑坝材料,坝体的砼体积皆愈来愈大,因此必须在砼坝施工中采取温度控制措施。
在大体积砼坝采取温度控制措施是为了:一是防止由于砼温升过高、内外温差过大及气温骤降产生各种温度裂缝;二是为做好接缝灌浆,满足结构受力要求,提高施工工效,简化施工程序提供依据。
采用何种温控措施和做到什么程度,需根据对坝的研究、施工方法及其温度环境而定。
大体积砼坝的开裂是一种不希望发生的情况,因其影响坝的抗渗性、耐久性、内应力和外观。
当坝体内某部位的拉应力超过砼抗拉强度时,就会产生裂缝。
这种拉应力的产生可能是由于坝上作用荷载所致。
但更常见的是由于砼的体积变化受到约束。
大体积砼最大的体积变化来源于温度变化。
在大多数情况下,采用适当的设计和施工方法,可以使温度变化和温差造成的砼开裂减轻到能容许的程度。
采取各种温控措施,尽量减小砼体积变化,就能采用较大的浇筑块,从而能使施工更快、更经济。
后期冷却是温控措施之一,如果收缩缝要进行灌浆,这种措施也是不可缺少的。
在采取温控措施费用过高,或者不能充分控制温度的地方,为减小开裂趋势可在坝内设置接缝。
设缝可使砼的补尝体积变化发生在规定的地方,而后可对接缝进行灌浆以形成整体结构;设缝还可减小砼浇筑块的尺寸,使体积变化不产生导致开裂的拉应力。
某些结构物上除采用预冷措施和埋设冷却水管外,还使用了一套完整的温度处理办法。
这些办法就是减少水泥的用量,采用低热水泥和有效地使用粉煤灰代替一部分水泥。
1、砼坝体积变化大体积砼结构由于其尺寸大而产生体积变化,是设计人员所熟知的。
砼早期温度变化产生的体积变形,可以控制在适当的限度之内,并能结合结构设计预以考虑。
最终稳定温度状态,取决于坝址条件,同时,对于随后周期的体积变化则几乎无法加以控制。
理想的情况是简单地设法消除任何温降。
要达到这个目的,就必须在低温下浇筑砼,使水泥水化热所产生的温升刚好能使砼温度达到其最终稳定温度。
但是,大多数防止温度裂缝的措施,只能接近这一情况。
接近的程度取决于坝址的条件、结构应力是否经济等。
主要体积变化,是由浇筑后不久发生的最高温度下降到最终稳定温度这段温降所引起的。
限制新浇砼的浇筑温度和尽量减少浇筑后的温升,能在一定程度上控制最高温度。
在砼拌和前,采取预冷措施降低一种或几种砼组成材料的温度,能在一定程度内降低浇筑温度。
限制新浇砼的温升,则可以采用预埋设冷却水管,薄层间歇浇筑,采用限制水化热的砼配合比设计等项措施。
这些措施能够有效地降低砼的最高温度,降低最高温度就会相应地减少随后发生的体积变化,以及随之产生的开裂趋势。
2、砼坝温度裂缝大体积砼内产生温度裂缝,是由于砼发生温降,并且其体积变化受到约束,因而产生拉应力所致。
所产生的应力,与温降的数值和速率、发生温降时砼的龄期、砼的弹性和非弹性性质有关。
约束可能是外部的,如建筑物地基产生的约束;也可能是内部的,如砼内部对表面产生的约束。
在结构剖面上发生非线性温度变化,也会产生拉应力。
由于砼具有非弹性性质,故产生的应力和坝的温度发展过程有关。
每年秋天在基岩上浇筑大块体砼,而在冬季又停止浇筑,这样的大体积砼最易开裂。
在这种情况下;基岩约束大,温降也可能很大(由于砼浇筑温度和最高温度都相当高),而且由于表面暴露,使砼表面温度下降的很快。
在暴露的块体顶面边缘开始发生裂缝,并向块体内部发展,同时又沿侧面向下发到距基岩面 1 米左右的地方为止。
这些裂缝的大小变化很大,从深度仅十几毫米极其微小的裂缝,到宽度不等完全贯穿施工块体的不规则结构裂缝。
最宽的裂缝是在顶部边缘,一般宽度为 0.4~0.8 毫米。
在远离地基,并高出相邻块体 8~15 米的高浇筑块内,在每年较冷月份里也可能发生类似的贯穿裂缝。
在这种情况中,块体上部将以比较快的速度冷却,而位于相邻块体高程以下的部分,依据其龄期,可能还保持原来的温度,甚至温度还在升高。
因内部约束而产生的表面裂缝,很少有一定的形态规律。
最常见的裂缝,是沿着抗拉强度较低的水平施工缝发展。
这种裂缝一般发生在采用木模或绝热钢模板,而后来又在较低的外露温度下拆模时。
一旦拆去模板,混凝土表面发生温度突降,于是内外之间形成很大的温度差。
除了水平施工缝以外,其他最常见的表面裂缝,是发生在表面不规则处的垂直或接近垂直的裂缝,诸如孔洞、凹角或在浇筑中发生的施工中断处等。
这类裂缝的发展,大多不超过一个浇筑层。
但往往正是上述贯穿裂缝的开端。
(二)、温度控制措施1、预冷最积极而有效的温控方法之一,是降低砼的浇筑温度。
降低现场浇筑温度的方法很多,这些方法包括从限制一天中的较热时间或一年中的较热月份里砼的浇筑量,全面冷却砼混合物的各种材料,以达到低于设计的最高砼浇筑温度。
降低砼的浇筑温度的方法(一种或几种方法一起用),要根据冷却的要求和承包者的设备及其以往的经验而定。
对某些建筑物而言,粗骨料堆上洒水并搭盖凉棚,也许是唯一需要的预冷措施。
洒水的效果,在很大程度上取决于所用水的温度和承包者对料堆的运用情况。
同时,还可得到附带的蒸发冷却效果,但这仅限于相对湿度较低的地区。
对混凝土拌和厂和水管等进行隔热和(或)在表面涂反光油漆也有好处。
拌和用的水可以冷却到不同的程度,但最常用的水温是 0~5o C 之间。
在混合料中加冰或碎冰,是一个有效的冷却方法,因其优点是利用冰融化吸热取得冷却效果。
但是,大量加水,在一些实际工程中可能不是很现实的。
例如,倘若粗骨料和沙子两者的含水量较大,则加进混合料中的拌和用水就很少,用冰代替部分拌和用水的数量不会很多。
如果将粗骨料冷却到 4o C 左右,有以下几种方法:(1)、把骨料放在冷水罐里冷却一定的时间。
(2)、用压缩冷却空气通过正在输进料堆和在皮带机上以及经过拌合楼料仓的粗骨料,也可得到比较有效的冷却效果。
(3)、用冷水喷洒也能冷却骨料。
(4)、砂子可通过垂直管形冷却。
也可用冷空气气流直接对皮带机上输送的砂子进行冷却。
将砂子浸泡在冷水中是不现实的,因为冷却后要除去砂子内的水份比较困难。
2、后期冷却大体积砼进行后期冷却的主要目的是使得在施工期内将砼温度降低到所需的收缩缝灌浆温度。
后期冷却是控制裂缝的有效措施。
在埋入每一浇筑层顶部的蛇形冷却管中,用循环冷水进行大体积砼的人工冷却,将显著降低砼的高峰温度。
但是,在浇筑后最初几天中,由于水化热增加很快,以及砼的导热系数相当低,埋入的冷却管实际上并不能防止砼的温升。
采用埋管系统可使冷却具有灵活性。
在任何时间和任何部位,均能得到所要求的冷却程度,这样就能减少砼内部高温和表面低温形成的较大温度差。
在秋冬季形成的这种温度差,最容易导致开裂。
3、水泥的用量大体积砼建筑物,要求单位水泥用量比一般尺寸的砼建筑物少,因为其强度要求较低.但因其体积大,故散发到表面的热量较少,会达到较大的高峰温度数值。
由于砼内产生的热量与每立方米水泥用量成正比,所以选择的混合物应在达到所要求的强度和耐久性的同时,水泥的用量要最小。
大体积砼坝的水泥用量,过去是每立方米 200~300 公斤,但现在加用其它胶凝材料后已接近 100 公斤左右。
为了改善硅酸盐水泥的某些性能,同时达到增加产量和降低成本的目的,在硅酸盐水泥熟料中掺加适量的各种混合材料与石膏共同磨细的水硬性胶凝材料,称为掺混合材水泥。
掺混合材水泥目前最常用的是粉煤灰水泥。
粉煤灰是火电厂的燃料粉煤燃烧后收集的飞灰。
粉煤灰和适量石膏磨细制成粉煤灰水泥。
在混凝土中掺入适量粉煤灰和磨细的石膏可以削减拌和物中胶凝材料的水化热所引起的最高温度。
之所以可能,是因为粉煤灰的水化热发展速度比硅酸盐水泥低得多,粉煤灰一部分可以用来代替部分硅酸盐水泥,一部分可以改善混凝土的和易性,节约费用,生产优质砼。
4、其它各种措施(1)、薄层浇筑:按适当厚度分层浇筑砼,并将浇筑下一层的时间适当推迟几天,以便- 4 - 由每层表面自然散失热量。
(2)、洒水养护:在每个浇筑层的顶面和侧面进行洒水养护,可降低砼表面附近的温度。
在砼表面适当用水养护,可以使其表面温度接近于养护水的温度,而不是空气温度。
在低湿度地区,蒸发冷却,可使表面温度比养护水的温度稍低一些。
(3)、缓凝剂:砼混合物中掺缓凝剂,并与水管冷却结合使用,可得到降温效果。
缓凝剂可减缓水泥早期发热速度,因而在浇筑后的第二和第三天内,总温度的升高值,将比用同一混合物但未加缓凝剂时的温度低 1o C~2o C。
这一实际效益随所用缓凝剂的类型和使用量的不同而变化。
缓凝剂用量百分数,一般大约为水泥重量的 0.25~0.33%。
(4)、表面处理:如果大体积砼结构的表层砼能在较低的温度下凝固,并在砼的早期龄期内保持这种温度,则可能最大限度地减少表面裂缝。
在这种条件下,表面拉力可以减小,或者当内部砼随后降温时,表面甚至会处于受压状态。
这种表层冷却可在接近并平行于表层砼内,埋设较密的冷却管,并通水循环来实施。
(5)、温降速度:大体积砼的温度应力产生的开裂趋势,可通过控制温降的速度和发生温降的时间,使之减至最小的程度。
在不用人工冷却的厚剖面内,温降一般十分缓慢,因而不存在什么问题。
但是在用人工冷却的薄剖面内,温度就下降得非常快,这种温降可能就要加以控制。