大体积砼配合比设计、施工与温度控制全套技术
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大体积混凝土温度控制技术措施摘要:大体积混凝土在水库大坝的应用十分广泛,但混凝土的温度裂缝也是常见的问题。
为有效对大体积混凝土温度进行控制,本文结合工程实例,对大体积混凝土施工温度控制进行详细的分析,并提出相应的大体积混凝土温度控制与防裂措施。
供同类工程的温控施工参考与借鉴。
关键词:溢洪道、大体积混凝土施工、温控措施1、工程概况大坝泄水建筑采用岸坡开敞式溢洪道。
溢洪道由进水渠、控制段及门库段、泄槽段、挑坎段和出水渠段组成,总长743.00m。
一般来说,混凝土在浇筑后,由于水泥水化热导致混凝土内部温度上升,在一定约束条件下会产生较大的拉应力,致使混凝土浇筑体内外均产生大范围温度裂缝,严重影响了混凝土构筑物的强度和降低了混凝土结构耐久性,影响坝体工程质量。
因此,必须从根本上解决混凝土温度裂縫的产生,采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现,确保大坝混凝土工程的质量。
2、温度控制技术措施(1)优化混凝土配合比,改善混凝土性能1)工地试验室负责混凝土配合比试验,试验完成后向监理人提供混凝土配料单和详细的混凝土性能指标,获得批准后用于施工。
配合比试验所需的外加剂、水泥、粉煤灰、砂石骨料等混凝土原材料质量均满足相关规范标准。
2)使用中低热水泥和优质粉煤灰,降低水泥用量,掺加高效减水剂,加大骨料粒径,优选骨料级配,通过优化配合比,从而降低混凝土绝热温升,达到控制混凝土内部最高温度的目的。
3)提高混凝土的抗裂性能力,混凝土质量除应满足强度保证率要求外,还应达到SL677-2014表11.5.7中混凝土生产质量优良的等级水平。
(2)合理安排浇筑层厚大体积混凝土的浇筑层厚,基础约束区为1.5m至2.0m,脱离约束区一般不大于3.0m。
(3)合理安排施工程序及进度1)将浇筑块尺寸较大、温控较严的部位尽量安排在低温季节施工。
2)基础约束区混凝土安排在低温季节施工。
基础约束区混凝土、闸墩等重要结构部位,在规定间隙期内均匀上升,不得出现薄层长间隙,高温季节应利用夜间浇筑混凝土。
大体积混凝土的配合比设计和温度控制1. 大体积混凝土的配合比设计大体积混凝土是一种特殊类型的混凝土,它的特点是砂率较少,水灰比较高,更容易受到温度的影响。
由于大体积混凝土的特点,因此在进行配合比设计时,需要根据工程的具体条件进行適當調整,其主要原则是:保證混凝土抗压强度可以满足要求,确保混凝土不易发生裂缝,其流动性较好,充满性较高,使收缩量等变化量趋于稳定。
(1)细骨料和砂砾比例由于大体积混凝土的骨料和水泥的比例较低,细骨料含量高,水泥的孔徑效应起着重要的作用,因此细骨料的比例要根据具体情况而定,一般可以采用细骨料和砂砾的8:1~12:1的比例配制。
(2)水灰比大体积混凝土的水灰比要大于一般混凝土,一般可以控制在0.4-0.6范围内,为了满足混凝土的流动性和充满性,水泥掺量也要相应地略有增加。
2. 大体积混凝土的温度控制由于大体积混凝土的混凝土水灰比高,在施工中,混凝土温度会受到外界影响,温度变化可能会导致混凝土的性能发生变化,混凝土的再生期也会受到影响。
为了确保大体积混凝土和收缩变形的控制,从混凝土配料开始就应该考虑温度因素。
同时,施工阶段应该采取预防性措施,以避免过高或过低的温差造成不必要的影响。
(1)调节混凝土温度为了控制大体积混凝土的温度,可以通过减少水灰比来降低混凝土的受热能力,使温度控制在比较理想的范围内;此外,也可以采用一些外界措施,如采集水,避免超过材料的温度试验,使混凝土的受热能力减少,从而达到调节温度的目的。
(2)控制混凝土变形在大体积混凝土的施工中,要控制其变形,应采取一定的办法,如采用水夹土和砂浆裹层等结构技术,减少混凝土受热能力,以及尽量采用低温施工,控制混凝土的收缩率等,以最大限度地保证大体积混凝土的质量。
总之,大体积混凝土配合比设计和温度控制对于该混凝土的质量是至关重要的,要综合考虑材料成分、荷载作用、温度变化等多种因素,仔细斟酌混凝土配合比,并采取有效的温度控制办法,以确保大体积混凝土的品质。
大体积混凝土施工工艺和技术要求在现代建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛。
由于其体积大、结构厚实、施工技术要求高,若施工不当,极易产生裂缝等质量问题。
因此,掌握大体积混凝土的施工工艺和技术要求至关重要。
一、大体积混凝土的定义与特点大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于 1m 的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
大体积混凝土具有以下特点:1、混凝土用量大:一般来说,大体积混凝土的单方混凝土用量较大,这就需要大量的原材料供应和运输。
2、结构厚实:其结构尺寸较大,使得混凝土内部的热量难以散发,容易产生温度裂缝。
3、施工技术要求高:需要精心设计施工方案,严格控制施工过程中的各项参数,以确保混凝土的质量。
二、施工准备1、材料准备水泥:应优先选用低水化热的水泥品种,如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等,以降低水泥水化热。
骨料:粗骨料宜选用粒径较大、级配良好的石子,细骨料宜选用中砂。
骨料的含泥量应严格控制,以提高混凝土的强度和耐久性。
掺合料:粉煤灰、矿渣粉等掺合料的适量掺入,可以降低混凝土的水化热,改善混凝土的和易性和耐久性。
外加剂:根据混凝土的性能要求,可选用缓凝剂、减水剂等外加剂,以延长混凝土的凝结时间,减少水泥用量,降低水化热。
2、配合比设计大体积混凝土的配合比设计应在满足设计强度和耐久性要求的基础上,充分考虑降低水化热和减小混凝土的收缩。
通过试验确定合理的水胶比、砂率和水泥用量,尽量减少水泥用量,增加骨料用量,以降低混凝土的绝热温升。
3、施工设备准备应配备足够数量的混凝土搅拌车、混凝土输送泵、振捣器等施工设备,并确保设备性能良好,能够满足施工要求。
同时,还应准备好测温设备,如热电偶、电子测温仪等,以便对混凝土内部温度进行实时监测。
4、现场准备清理施工现场,保证场地平整、畅通,为施工设备的进出和混凝土的浇筑提供便利条件。
搭建好混凝土浇筑所需的临时设施,如溜槽、卸料平台等。
大体积混凝土施工、养护及温度控制措施施工准备工作:大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。
因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1、材料选择本工程采用商品混凝土浇筑。
对主要材料要求如下:(1)水泥:考虑普通水泥水化热较高,特别是应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,便混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。
当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,标号为525#,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。
(2)粗骨料:采用碎石,粒径5-25mm,含泥量不大于1%。
选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
(3)细骨料:采用中砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于5%。
选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。
(4)粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。
按照规范要求,采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时,其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。
粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量控制在10以内,采用外掺法,即不减少配合比中的水泥用量。
按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
(5)外加剂:设计无具体要求,通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验,每立方米混凝土2kg,减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。
大体积混凝土温度控制措施引言在大体积混凝土施工过程中,温度控制是非常重要的一个环节。
由于混凝土的体积较大,其内部温度分布不均匀,温度变化过大会引起混凝土的开裂和变形,从而影响工程的质量和安全性。
因此,在施工过程中,必须采取一系列的温度控制措施来确保混凝土的温度稳定在可接受的范围内。
本文将介绍一些常见的大体积混凝土温度控制措施。
1. 控制混凝土浇筑温度混凝土浇筑温度是影响混凝土温度的关键因素之一。
在大体积混凝土施工中,应尽量控制混凝土的浇筑温度,避免过高温度导致混凝土快速凝固和开裂。
一般来说,混凝土的浇筑温度应控制在20℃-30℃之间。
为了达到这个目标,可以采取以下措施:•控制混凝土原材料的温度,尽量避免过高或过低的原材料使用;•合理调整混凝土的配比,控制水泥用量和水灰比,以减少混凝土的内部温度升高;•在混凝土搅拌过程中增加冷却水或冰块来降低混凝土温度。
2. 加强混凝土温度监测在大体积混凝土施工过程中,对混凝土的温度进行持续监测是非常重要的。
通过及时监测混凝土的温度变化,可以及时采取相应的温度控制措施。
常见的混凝土温度监测方法包括:•在混凝土中埋设温度计,通过实时监测混凝土的温度变化;•使用红外线测温仪来测量混凝土的表面温度;•利用无线传感器网络来监测混凝土的温度分布。
通过加强混凝土温度监测,可以及时掌握混凝土的温度变化情况,从而采取相应的控制措施来保证施工质量。
3. 采取降温措施在混凝土浇筑过程中,如果预测到混凝土温度将超过可接受范围,需要及时采取降温措施。
常见的降温措施包括:•使用冷却剂来降低混凝土的温度。
冷却剂可以通过混入混凝土中或直接喷洒在混凝土表面,以降低混凝土的温度。
•在混凝土浇筑表面覆盖湿润的保护层。
湿润的保护层可以通过喷水或铺设湿润的毛毡来防止混凝土表面过早干燥,从而降低混凝土的温度。
•使用保温隔热材料包裹混凝土。
保温隔热材料可以减少混凝土的热量损失,从而降低混凝土的温度变化。
4. 控制混凝土的固化过程混凝土的固化过程也会对混凝土的温度产生影响。
大体积混凝土的配合比设计和温度控制近年来,在隧道工程、桥梁工程、支护结构和水利工程等施工中,大体积混凝土的应用越来越广泛,成为当下热门的研究课题。
大体积混凝土即大于等于200立方米混凝土,其最大的容积就可达到1000立方米。
该技术已经用于埋深超过30米的防灾防洪、铁路桥梁等工程中。
在大体积混凝土的施工中,配合比设计和温度控制显得尤为重要。
首先,大体积混凝土的配合比设计尤为重要。
一般来说,混凝土的配合比是由骨料比、水泥比、水比和细度比所组成。
其中,骨料比是控制混凝土强度及其耐久性的关键因素。
如果大体积混凝土的配合比设计不合理,会导致混凝土性能变差,并影响施工质量。
因此,在设计大体积混凝土配合比时,应考虑混凝土生产工艺成本,满足施工要求,确保既能满足施工要求又能节约成本。
接着,在大体积混凝土的施工中,温度控制也是重要的一环。
由于混凝土的热胀性,当混凝土的温度升高时,工程中的温度反应会变得非常明显,出现裂缝、空鼓等缺陷。
大体积混凝土的施工作业周期很长,其温度变化幅度也较大,因此,在施工过程中要引入冷源,控制混凝土内部温度,确保施工质量。
最后,在施工大体积混凝土过程中,在结构物旁设置控制箱,采取定时、定量的蒸汽供水,对混凝土进行加热,提高施工抗冻性能,确保混凝土的均匀性及其围护结构与混凝土之间的良好接触。
除此之外,还要控制现场的温度变化,在冬季及雨季施工时,应加强气象观测,采取积雪清除及雨水排放等相关措施,确保施工顺利进行。
综上所述,大体积混凝土施工中配合比设计及温度控制是相当重要的,以保证施工质量。
应该根据施工现场的具体情况,结合工程特点,切实采取有效的措施,为施工的顺利进行提供保障。
大体积砼质量控制要点在建筑工程中,大体积砼的应用越来越广泛。
由于其体积大、水泥水化热释放集中等特点,大体积砼在施工过程中容易出现裂缝等质量问题,因此对其质量控制至关重要。
下面我们就来详细探讨一下大体积砼质量控制的要点。
一、原材料的选择与控制1、水泥应选用水化热较低的水泥品种,如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。
这样可以减少水泥在水化过程中释放的热量,降低砼内部的温度升高。
2、骨料粗骨料应选用粒径较大、级配良好的石子,以减少水泥用量和砼的收缩。
细骨料宜采用中粗砂,其含泥量应严格控制在规定范围内。
3、掺和料粉煤灰、矿渣粉等掺和料的适量掺入,不仅可以降低水泥用量,还能改善砼的和易性和耐久性。
4、外加剂选用合适的外加剂,如缓凝剂、减水剂等。
缓凝剂可以延长砼的凝结时间,有利于散热;减水剂可以减少用水量,提高砼的强度和耐久性。
二、配合比设计1、降低水灰比在满足施工要求的前提下,尽量降低水灰比,减少砼的收缩和孔隙率,提高砼的密实度和强度。
2、控制水泥用量根据砼的强度要求和水泥品种,合理控制水泥用量,避免因水泥用量过多导致水化热过大。
3、优化骨料级配通过优化骨料级配,使砼达到最小空隙率和最大堆积密度,从而减少水泥浆的用量。
三、施工过程中的质量控制1、浇筑前的准备工作(1)模板和支架应具有足够的强度、刚度和稳定性,以承受砼的侧压力和重量。
(2)对钢筋、预埋件等进行检查,确保其位置和数量准确无误。
(3)清理模板内的杂物和积水,保持模板表面清洁。
2、浇筑方法(1)分层浇筑大体积砼应采用分层浇筑的方法,每层厚度不宜超过 500mm,以利于砼的散热和振捣。
(2)连续浇筑尽量保证砼的连续浇筑,避免出现冷缝。
如因特殊情况必须间歇,应控制间歇时间,并在前段砼初凝前将后段砼浇筑完毕。
3、振捣(1)振捣应均匀、密实,避免漏振和过振。
(2)振捣棒应插入下层砼50~100mm,以消除两层砼之间的接缝。
4、温度控制(1)测温在砼内部和表面设置测温点,定时测量砼的温度,掌握砼内部温度变化情况。
大体积混凝土配合比的设计\温控计算及施工控制摘要:本文以广昆铁路螳螂江1#特大桥大体积混凝土配合比设计为例,着重阐述41号墩混凝土配合比的设计思想及温控措施。
关键词:大体积混凝土温控计算1.引言:大体积混凝土是指混凝土结构物中实体最小、尺寸大于或等于1米部位所用的混凝土。
其特点是混凝土用量较大,水泥水化热多,混凝土的内部温度上升急速。
由于混凝土自身是热的不良导体,散热较慢。
混凝土的表面与内部散热速度不均匀,易形成温差,产生温度拉应力。
当温度拉应力超过混凝土极限抗拉强度时,混凝土产生就会开裂,从而影响混凝土的使用寿命。
因此大体积混凝土施工之前,必须进行混凝土配合比设计和温升的计算,以保证施工质量。
2.工程概情况螳螂江1#特大桥,全长1439.8米,墩台44个,其中41号墩承台长11.1米、宽10.9米、高2.5米,混凝土数量303立方米。
强度等级为c35p6抗渗混凝土立方米,设计要求60d的混凝土强度等级达到c35p6的要求,是典型的大体积钢筋混凝土结构。
3. 混凝土温度基本参数《混凝土工程施工技术规程》提出温度控制指标如下:(1)混凝土浇筑温度在5℃~35℃,(2)混凝土内外温差不应超过25℃,(3)混凝土的降温速率不宜大于3℃/d,(4)混凝土表面温度和环境温度之差不应大于25℃。
3.1混凝土配合比设计主要原则。
应选用水化热低、凝结时间长的水泥,矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、防腐剂;粗集料宜采用连续级配,细集料宜采用中砂;在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,应提高掺合料及集料的含量,以降低单方混凝土的水泥用量。
3.1.1采用双掺粉煤灰和矿渣粉取代部分水泥,从而降低单方混凝土的水泥用量。
水泥在硬化过程中要放出大量的水化热,使混凝土内部温度大大提高,正是由于这种水化热的大量聚集,造成混凝土内外温差增大,从而引起混凝土的温度裂纹。
常温下,不同品种的水泥的水化热值是不同的,普通硅酸盐水泥的水化热要高于矿渣硅酸盐水泥。
大体积混凝土配合比优化与温控施工工法大体积混凝土配合比优化与温控施工工法一、前言随着城市化进程的加快和基础设施建设的需求增加,大体积混凝土施工工艺逐渐受到广泛关注。
大体积混凝土施工对于混凝土的配合比和温度控制要求较高,因此需要采取相应的优化和工法措施来确保施工质量。
本文将介绍大体积混凝土配合比优化与温控施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点大体积混凝土配合比优化与温控施工工法的特点如下:1. 配合比优化:根据工程要求和混凝土的性能,通过试验和实践,优化混凝土的配合比,以提高强度、耐久性和稳定性。
2. 温度控制:大体积混凝土施工会产生较大的水热效应,容易导致裂缝和收缩等问题。
因此,采取温控措施,通过加入控制剂、采用冷却设备等方法来降低温度,保持混凝土的稳定性。
3. 施工组织:大体积混凝土施工需要合理的劳动组织和施工计划,以确保施工过程的高效和顺利。
三、适应范围大体积混凝土配合比优化与温控施工工法适用于各种大型基础工程,如桥梁、高层建筑、厂房等。
特别是对于对混凝土强度和耐久性要求较高的工程,该工法尤为适用。
四、工艺原理大体积混凝土配合比优化与温控施工工法的工艺原理主要包括以下几个方面:1. 施工工法与实际工程之间的联系:通过对工程结构、混凝土性能和施工条件等因素的分析,确定合适的施工工法。
2. 优化配合比:根据混凝土的强度等要求,通过试验和计算,优化混凝土的各项配合比。
可以通过调整水灰比、骨料粒径和掺合料的种类和比例等方式实现。
3. 温度控制:通过加入控制剂、采用冷却设备等方法来降低混凝土的温度,避免温度过高导致的问题。
4. 技术措施:采取一系列技术措施,如合理的浇筑方式、振捣方法和外加控制剂等,以确保混凝土的均匀性和稳定性。
五、施工工艺大体积混凝土配合比优化与温控施工工法的施工工艺包括以下几个阶段:1. 前期准备:包括工程资料的收集、材料的采购、机具设备的调试等工作。
大体积混凝土施工方案在大型混凝土工程中,循环水降温系统是至关重要的一环。
循环水降温系统能够有效控制混凝土温度,避免裂缝的产生,保证混凝土质量,延长结构使用寿命。
本文将结合实际施工经验,介绍大体积混凝土施工方案中循环水降温系统的全套设计和工作原理。
混凝土施工前的准备工作在进行大体积混凝土施工前,需要充分准备工作。
首先,要对施工现场进行全面勘察,包括地貌、地质、气候等因素的调查。
其次,要制定详细的施工计划,确定施工步骤和时间节点。
最后,要进行设备和材料的准备,确保能够顺利开展施工工作。
循环水降温系统的设计原理循环水降温系统是通过循环泵将冷却水输送至混凝土浇筑部位,在混凝土硬化过程中带走混凝土产生的热量,控制其温度。
循环水降温系统通常由循环水泵、水管道、冷却塔等组成。
在施工过程中,循环水应根据混凝土的温度和硬化情况及时调节流量和温度,以确保混凝土温度的稳定。
循环水降温系统的施工流程1.混凝土浇筑准备阶段:在混凝土浇筑前,安装好循环水降温系统的各个部件,确保系统正常运行。
2.混凝土浇筑过程:在混凝土浇筑的过程中,循环水降温系统应根据实际情况灵活调整,保证混凝土的温度控制在合适的范围内。
3.混凝土硬化阶段:在混凝土硬化过程中,循环水降温系统仍然需要继续运行,直至混凝土达到设计强度和温度要求。
混凝土施工注意事项1.混凝土浇筑过程中,应严格按照设计方案执行,确保混凝土浇筑质量。
2.循环水降温系统的操作人员应接受专业培训,熟练掌握系统的操作方法。
3.在混凝土浇筑结束后,要对循环水降温系统进行清洗和保养,以确保系统正常运行。
通过合理设计和科学施工,循环水降温系统能够有效控制大体积混凝土的温度,提高工程质量,延长结构寿命,保证工程的安全和稳定。
在今后的工程建设中,应充分重视循环水降温系统的作用,合理设计和使用,以确保工程的顺利施工和使用。
大体积混凝土配合比设计、施工与温度控制全套技术同济大学材料科学与工程学院二○○七年六月大体积混凝土的配合比设计、施工与温度控制全套技术1. 绪论1.1大体积混凝土的定义和特点1.1.1大体积混凝土的定义在当今建筑领域中,钢筋混凝土结构己经成为建筑结构中的主要结构形式。
特别是高层、超高层、特殊功能的构筑物及大型设备基础等都采用体积庞大的混凝土结构。
对大体积混凝土的定义,各国的规定不尽相同,如:(1)前苏联的规范中定义为:当混凝土在施工期间被分成若干独立的混凝土构件时,要确定单独构件在水化热作用下的温度问题的混凝土(2)美国混凝土协会ACI对大体积混凝土的定义为:体积大到必须对水泥的水化热及其带来的相应体积变化采取措施,才能尽量减少开裂的一类混凝土。
(3)日本建筑学会标准JASS5规定:结构断面最小尺寸在80cm以上,水化热引起的混凝土内的最高温度与外界气温之差,预计超过25℃的混凝土,称为大体积混凝土(4)我国工程界一般认为当混凝土结构断面尺寸大于Im时,就称之为大体积混凝土。
(5)我国中建第六建筑工程公司制定的“大体积混凝土工法”中认为:凡是结构断面最小尺寸在75c。
以上,双面散热在100cm以上,水化热引起的高温与外界气温之温差预计超过25℃的混凝土,均可称为大体积混凝土。
此外,德国规范DIN1045、英国BS882、我国行业标准YBJ224-91中虽然没有对大体积混凝上做出明确的定义,但对于大体积混凝土结构设计与施工,均做出了比较明确的规定。
由此可见,大体积混凝土是一个相对的概念。
在工业与民用建筑中,一般现浇的连续墙结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起开裂的结构,可以将其统称为“大体积混凝土结构”。
本文中的“大体积混凝土”系指:构件及结构的规格尺寸,要求必须采取相应的措施,妥善处理温差、沉降、干缩等的变化,正确合理地减少或消除变形变化所引起的内应力,且必须把裂缝开展控制到最小程度的现浇混凝土。
在工业与民用建筑中,一般现浇的连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起开裂的结构,也可以将其通称为“大体积混凝土结构”。
1.1.2大体积混凝土的基本特点(1)结构体量大。
大体积混凝土结构物或者构件体积相对庞大,因此混凝土用量也相对很大。
(2)工程条件复杂。
由于大体积混凝土结构比较复杂,从而导致工程条件也是复杂多样。
(3)大体积混凝土水泥水化热散发困难。
混凝土在浇筑后温度升高幅度大,出现可观的膨胀量;到了后期降温阶段,又会出现相应的可观的温度收缩。
大体积混凝土中配筋量一般相对较小,容易在后期降温阶段,因为温度收缩过大、过快而使混凝土中出现严重的贯穿性裂缝,严重降低大体积混凝土的整体性、抗渗能力等。
因此,在某种程度上,对大体积混凝土质量的控制就是对混凝土温度裂缝的控制。
<4)对裂缝的控制要求高。
大体积混凝土多用于坝体、基础等,对构件的要求除了一般的强度、刚度、稳定性等之外,还有整体性、防水性、抗渗性等诸多要求。
所以在大体积混凝土质量控制中,混凝土裂缝的控制成为问题的关键。
大体积混凝土结构通常是不配钢筋或钢筋数量相对很少,如果出现了拉应力,就要依靠混凝土本身来承受。
1.2大体积混凝土的发展历史及国内外研究的状况1.2.1大体积混凝土的发展历史现在所研究的大体积混凝土,应该起源于在水利工程中建造的混凝土水坝。
后来,随着建设领域的逐渐扩大,大体积混凝土又逐渐应用于其它大型混凝土或钢筋混凝土结构,如大型设备的基础、高层建筑的基础与高层建筑的结构转换层等。
对大体积混凝土的重视,也是从对水坝质量的控制开始的。
在20世纪初,建造的混凝土水坝大都是小型水坝,所使用的水泥强度较低,水化热也较低,放热时间长,因此混凝土的温度应力很小,施工中对水泥水化热几乎没有要求,对混凝土质量也没有系统严格的控制措施。
后来,随着构筑物功能的不断提高,大型坝体的建设日渐增多,对于安全及使用的要求,抗渗和耐久性的要求也日渐提高。
虽然水泥放热较小,但混凝土体积大内部蓄热量大,温度应力增大,这使得对坝体混凝土裂缝的控制成为设计及施工中的一个重大问题。
因此,20世纪30年代之后,在施工过程中工程师们开始关注大体积混凝土的裂缝问题,并且意识到水泥水化热引发的温度应力是大体积混凝土产生裂缝的根本问题。
在随后的工程建设中,对大体积混凝土进行了深入的研究,提出并开发了多种技术措施,以后相继又开发了多种技术,在实际施工中取得了良好的效果,其原理和方法至今仍然被广泛地应用于各种大体积混凝土中。
当时所采用的主要措施有:(1)研制低热水泥美国在1932-1935年建造99m高的莫利斯坝(Monis)时,首次研制了低热水泥,即限制水泥中CA,G,S的含量,以便降低水泥的水化热。
后来的胡佛坝(Hooves),夏斯塔坝(Shasta)、底特律坝(Detroit)等都采用了这种水泥。
后来,考虑到这种水泥的强度增长速度太慢,便逐渐用C,S含量较高的中热水泥取代了它。
此后,又研究在水泥中掺入一些混合材料如粉煤灰、火山灰、浮石粉、蛋白石粉等,并逐渐将目标集中在粉煤灰和矿渣上且制定了相应的标准。
后来,又开发了效果更好的低热膨胀水泥。
(2)降低水泥用量对大体积混凝土的研究实际上最早是从降低水泥用量开始的。
美国在1930年以前建造水坝时,对水泥的用量有一条不成文的规定,就是内部坝体混凝士中水泥的用量不得少于225kg/m',外部坝体混凝土中水泥用量不得少于338kg/m'。
结果是,混凝土的强度固然不低,但是坝体却总是出现大量的裂缝。
后来在1940年建造希瓦西大坝时就打破了这一规定,将水泥用量改为163kg/m',结果坝体上出现的裂缝很少。
此后,又采取了一系列降低水泥用量的措施,并且改进混凝土的施工工艺,使水泥用量逐步降低。
平均来说,大坝混凝土中水泥的用量己经从30年代的225kg/m,降到了现在的胶凝材料总用量160kg/m,左右(含掺和料),其中最低的如利尔坝,胶凝材料总用量只有118kg/m'(水泥88kg/m',粉煤灰30kg/m')。
随着混凝土碾压技术的开发和利用,水泥的用量又进一步降低。
后来又采用在混凝土中埋入大粒径石头的措施来降低水泥用量和吸收混凝土中的热量。
考虑到这样做节省水泥不很多且不易于进行施工管理,又开发出新的措施来减少水泥用量,如加大骨料粒径、改善骨料级配、掺加外加剂和外掺料、使用低流动性甚至干硬性混凝土、采用碾压技术、利用混凝土后期强度(90天、180天强度)等。
现在的大体积混凝土中骨料的最大粒径可达150mm左右。
(3)开发新的混凝土施工工艺、施工技术已经开发的施工工艺与施工技术有混凝土通仓纵缝浇筑法、合理进行分缝分块、使用强力振捣设备等。
(4)降低混凝土的浇筑温度具体的办法有:通过低温走廊预冷混凝土、降低混凝土浇筑温度、用掺冰的水拌和混凝土等。
目前己经做到可在任何条件下,使搅拌机的出料口处混凝土的温度小于72T.(5)降低混凝土浇筑块的温度常采用的方法为在混凝土当中预埋冷却水管,用循环冷却水带走产生的水化热,降低大体积混凝土中的最高温升。
<6)对混凝土的表面进行保温,控制大体积混凝土内外的温差。
实践证明这是一种简便、经济、有效的措施,尤其适用于不很厚大的混凝土如普通民用建筑物的基础筏板、设备的基础等。
(7)对大体积混凝土的力学性能、热力学性能等进行研究、评定。
在这方面的研究已经取得了一定的成果,发展出一些系统的计算方法,己经能够对大体积混凝土中的温度应力进行比较准确的计算和预测。
1.2.2大体积混凝土的国内外研究状况大体积混凝土相对于普通钢筋混凝土结构,具有明显的特点。
例如:体量大、结构厚重、混凝土用量多、工程条件复杂和施工技术要求高等。
而混凝土结构出现裂缝是一个相当普遍的现象,是一个急需有待解决的技术难题。
除了必须满足普通混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性等要求之外,其主要问题就是如何控制温度裂缝的产生和发展。
但是,近代科学关于混凝土强度的微观研究以及大量工程实践所提供的经验说明,结构物的裂缝是不可避免的,科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。
这些关于裂缝的预测、预防和处理工作,统称之为“建筑物的裂缝控制”,这方面的科学研究工作具有重要的现实意义和技术经济意义。
大体积混凝土温度裂缝的控制并不是单纯的结构理论问题,它涉及到结构计算、构造设计、材料组成、施工工艺、质量监控等多方面问题。
而大体积混凝土基础的温度裂缝控制更是涉及到岩土、结构、建筑材料、施工、环境等多专业、多学科。
目前工程界对混凝土大坝等巨型水工混凝土的研究很多,理论也比较深入,但是对于普通工业与民用建筑中所使用的,尺寸相应要小得多的大体积混凝土,除了对由荷载引起的构件裂缝方面有一定的成果外,对由变形引起的裂缝问题研究却很少,理论也相对滞后,有关这方面的研究论文和技术报告几乎都只是零散地发表在国内外的期刊杂志上,而且定性的多。
定量的少;探索的多,提出有效措施的少;专题性讨论较多,综合性资料及论著则很少,缺乏系统的资料。
国际上许多国家都有专门的科研机构从事钢筋混凝土在荷载作用下裂缝的研究工作,编制了规范,如美国混凝土协会AC工224委员会;欧洲混凝土协会:欧洲混凝土协会一国际预应力混凝土协会;英国水泥与混凝土协会及其规范BS8110,BS8001;德国钢筋混凝土协会及规范D工N104-1972:法国规范;前苏联混凝土及钢筋混凝土研究院等。
我国的清华大学、同济大学、中国建筑科学研究院、冶金部建筑研究总院、大连理工大学等都做了大量研究工作,并编制出钢筋混凝土规范中有关裂缝方面的设计要求,在工程设计中发挥了重要作用。
随着各种新型检测手段的不断发展,对大体积混凝土温度裂缝问题的研究也在不断更新变化。
但在此领域的研究还不够全面深入,相关规范条文的覆盖面还不够完善,很多工程实践中的问题只能依靠经验,还缺乏理论依据.这使得在工程实践中造成大量的人力、物力、财力的浪费,因概念含糊或顾此失彼而导致工程事故的也屡见不鲜。
并且在建设实践中,很多概念、标准也不统一,给施工及质量控制带来一定的难度,整个工程界也正在对这个问题进行着积极、努力的探索研究。
1.3 研究的目的和意义随着我国各项基础设施建设的加快和城市建设的发展,各种建筑物、构造物的规模和体量都在大幅度的提升,因此大体积混凝上己经愈来愈广泛的应用于大型设备基础、桥梁工程、水利工程、地下室、框架和筏式基础、水泵房、沉箱、沉井等施工方面。
一般来说,大体积混凝士的应用对强度的要求并不太高,但对其整体性、抗渗漏、耐久性等则有其独到的要求。
目前,更多的大体积混凝上是应用于结构物的基础,承担分布不均匀的沉降、协调上部结构工作的功能。