水利工程大体积混凝土施工温度裂缝控制

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大体积混凝土温度裂缝的控制措施

大体积混凝土温度裂缝的控制措施

温度控制
在养护期间对混凝土表面和内部 温度进行监测,采取必要措施控
制温差。
施工环境监控
环境温度监测
密切关注施工现场环境温度变化,避 免在高温或低温环境下施工。
风速、湿度控制
采取措施控制施工现场风速和湿度, 减少混凝土水分散失速度。
05
结构设计与优化建议
结构形式选择及优化方向
选择适宜的结构形式
根据工程需求,选用合适的结构类型,如框架结构、剪力墙结构 等,以降低温度应力对结构的影响。
优化骨料级配
采用连续级配骨料,提 高混凝土密实度和抗裂
性能。
添加外加剂
使用减水剂、缓凝剂等 外加剂,改善混凝土工 作性能,降低水化热。
配合比优化方向
降低水胶比
在满足施工性能的前提下,尽量 降低水胶比,减少混凝土收缩和
开裂风险。
提高粉煤灰掺量
适量增加粉煤灰掺量,利用其火山 灰效应和微集料效应,提高混凝土 后期强度,降低水化热。
高性能混凝土材料研发
研发具有优异抗裂性能、高强度和高耐久性的混 凝土材料,降低大体积混凝土温度裂缝产生的风 险。
数字化与信息化施工
借助数字化和信息化技术手段,提高大体积混凝 土施工过程的精细化程度,降低温度裂缝产生的 概率。
THANKS
谢谢您的观看
01
工程项目A
在该项目中,通过优化混凝土配合比、严格控制浇筑温度和加强养护等
措施,成功避免了大体积混凝土温度裂缝的产生,保证了工程质量。
02
工程项目B
该项目采用了先进的温度监控系统和自动化养护设备,实现了对大体积
混凝土温度的实时监测和精确控制,有效减少了温度裂缝的风险。
03
经验总结
以上成功案例表明,合理的混凝土配合比、严格的浇筑温度控制、科学

大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土温度裂缝控制措施
大体积混凝土温度裂缝控制措施主要包括以下几点:
1.合理选择原材料:选用低水化热的水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等,以降低混凝土浇筑温度。

同时,掺加粉煤灰或高效减水剂等外加剂,减少混凝土的用水量,改善混凝土的和易性和可泵性,降低水灰比。

2.优化配合比:通过优化配合比,降低混凝土的收缩,提高混凝土的抗裂性。

例如,采用级配良好的骨料,控制砂率,掺加适量的膨胀剂等。

3.控制混凝土浇筑温度:在高温季节,应采取措施降低混凝土的浇筑温度,如对骨料进行洒水降温,避免在高温时段进行浇筑等。

4.加强混凝土养护:在混凝土浇筑完成后,应及时进行养护,保持适宜的温度和湿度,防止出现温度梯度引起的裂缝。

可以采用覆盖保温材料、洒水、喷雾等方式进行养护。

5.适当增加构造钢筋:在容易出现温度裂缝的部位,适当增加构造钢筋的数量和直径,提高混凝土的抗裂性。

6.施加外力约束:在混凝土表面施加外力约束,如加装钢板约束带、预应力钢筋等,限制混凝土的变形,防止裂缝的产生。

7.加强温度监测:在施工过程中,应加强温度监测,及时掌握混凝土内部的温度变化情况,采取相应的措施进行控制和调整。

综上所述,大体积混凝土温度裂缝控制需要从多个方面入手,包括原材料选择、配合比优化、施工方法、养护方式、构造钢筋增加、外力约束和温度监测等方面。

在实际施工过程中,应根据具体情况采取相应的措施,确保大体积混凝土的施工质量符合要求。

大体积混凝土施工温控指标

大体积混凝土施工温控指标

大体积混凝土施工温控指标大体积混凝土施工中,温度的控制是非常重要的。

温度的控制不仅影响着混凝土的强度、耐久性和变形性能,还影响着混凝土的开裂和裂缝的发生。

因此,我们需要对大体积混凝土施工中的温度进行控制。

一、大体积混凝土施工中温度的控制1.控制混凝土的温升速率大体积混凝土的温升速率不能过快,应该控制在3℃/h以下。

如果温升速率过快,会导致混凝土出现裂缝和变形等问题。

2.控制混凝土的最高温度大体积混凝土的最高温度一般控制在70℃以下。

如果温度过高,会导致混凝土内部的水分蒸发过快,从而引起混凝土的收缩和变形。

3.控制混凝土的温度梯度大体积混凝土的温度梯度应该控制在20℃以下。

如果温度梯度过大,会导致混凝土的收缩和变形,从而引起裂缝的发生。

二、大体积混凝土施工中的温控措施1.冷却措施在大体积混凝土施工中,可以采取冷却措施来控制温度。

例如,在混凝土的配合中添加冰块或冰水,或在混凝土表面喷水冷却等。

2.保温措施在大体积混凝土施工中,可以采取保温措施来控制温度。

例如,在混凝土表面覆盖保温材料,或在混凝土表面喷涂保温材料等。

3.减少混凝土的体积在大体积混凝土施工中,可以采取减少混凝土体积的措施来控制温度。

例如,分段施工,或采用小型模板施工等。

4.控制混凝土配合比在大体积混凝土施工中,可以通过控制混凝土配合比来控制温度。

例如,通过减少水泥用量,增加细集料用量等。

三、大体积混凝土施工中的注意事项1.混凝土施工时要注意天气条件,避免在高温、低温和潮湿的天气条件下施工。

2.混凝土施工时要注意混凝土的浇筑方式,避免浇筑过程中出现温度差异。

3.混凝土施工时要注意混凝土的养护,保持混凝土表面的湿润。

4.混凝土施工时要注意加强施工管理,确保施工质量。

大体积混凝土施工中的温度控制是非常重要的,需要采取相应的措施来控制温度。

同时,施工过程中需要注意一些细节问题,确保施工质量。

大体积混凝土裂缝成因及控制措施

大体积混凝土裂缝成因及控制措施

大体积混凝土裂缝成因及控制措施水利建设工程中大体积混凝土结构比较多,混凝土重力坝、大型船闸、混凝土挡墙等建筑物,虽然设计时都分成好多块,但每一块都仍然有几百方,甚至上千方混凝土。

工程实践证明,大体积混凝土施工难度较大,混凝土产生裂缝的机率较多,稍有差错,将会造成无法估量的损失。

为了提高工程质量,降低不必要的经济损失,我们一定要减少和控制裂缝的的出现。

从裂缝的形成过程可以看到,混凝土特别是大体积混凝土之所以开裂,主要是混凝土所承受的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度的结果。

因此为了控制大体积混凝土裂缝,就必须从提高混凝土本身抗拉强度性能和降低拉应力(特别是温度应力)这两方面综合考虑。

抗拉强度主要决定于混凝土的强度等级及组成材料,要保证抗拉强度关键在于原材料的优选和配合比的优化(混凝土强度等级设计已经确定),由于混凝土选用地材,从经济角度来考虑,原材料优化的空间相对较小,所以降低拉应力是控制混凝土裂缝的有效途径。

而降低拉应力主要通过减少温度应力和沉缩应力来控制温度裂缝和沉缩裂缝。

一、温度裂缝1、温度裂缝产生的主要原因:一是由于混凝土结构内外温差较大引起的。

在混凝土结构硬化期间,水泥释放大量的水化热,如果散热不及时,内部温度就会不断上升,使混凝土表面和内部温差变大。

混凝土内部膨胀高于外部,此时混凝土表面将受到很大的拉应力,而混凝土的早期抗拉强度很低,因而出现温度裂缝。

这种温度应力一般在表面处较大,离开表面就很快减弱,因此裂缝只在接近表面的范围内发生,表面层以下结构仍保持完整。

二是由于结构温差较大,受到外界的约束引起的,当大体积混凝土浇筑在约束地基(例如桩基)上时,又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束,或根本无法消除约束,则易发生深度、甚至是贯穿的温度裂缝。

2、温度裂缝形成的过程:一般(认为)分为三个时期:一是初期裂缝—就是在混凝土浇筑的升温期。

由于水化热,混凝土浇筑后2~3天内温度急剧上升,内热外冷引起的“约束力”超过混凝土抗拉强度引起裂缝。

大体积混凝土温控计算

大体积混凝土温控计算

大体积混凝土温控计算大体积混凝土是指单次浇筑体积较大的混凝土,常用于大型基础工程、水利工程以及特殊结构工程中。

由于在混凝土凝固过程中,水化反应会释放热能,如果无法适当控制混凝土的温度,可能会导致温度裂缝的产生,严重影响结构的安全和使用寿命。

因此,对大体积混凝土的温控计算十分重要。

1. 温控目标大体积混凝土温控的首要目标是避免温度裂缝的产生。

通过合理的温控计算,可以保证混凝土的温度变化在一定范围内,避免过高的温度应力,从而减少裂缝的发生。

2. 温控计算方法大体积混凝土的温控计算方法通常有三种:经验公式法、数值模拟法和试验测定法。

2.1 经验公式法经验公式法是根据历史数据和实践经验得出的简化计算方法。

通常根据混凝土的浇筑时间、外界环境温度、混凝土配合比等参数,使用经验公式计算得出混凝土的最大温度变化和温度梯度。

然后根据具体情况,采取降低温度梯度的措施,如增加冷却设备、降低浇筑体积等。

2.2 数值模拟法数值模拟法利用计算机软件,通过建立混凝土的热-力耦合模型,模拟混凝土的温度变化和应力分布。

这种方法需要进行详细的工程参数输入和复杂的计算过程,能够更精确地预测混凝土的温度变化和应力情况。

但由于计算量大和参数输入的不确定性,对计算机软件的使用和工程参数的准确把握要求较高。

2.3 试验测定法试验测定法是通过对实际测温数据的分析和比较,确定混凝土的温度变化规律和温度梯度。

通常会在混凝土浇筑时进行温度的实时监测,然后根据测得的数据进行分析,得出合适的温控措施。

3. 温控措施基于温控计算结果,需要采取相应的温控措施。

3.1 冷却措施冷却措施是指通过降低混凝土的温度来减少温度应力和裂缝的发生。

常用的冷却措施包括喷水冷却、内外冷却管道、降低骨料温度等。

3.2 隔热措施隔热措施是指通过增加混凝土的绝热性能,减少外界热量对混凝土的影响。

常用的隔热措施包括增加绝热材料的使用、加装遮阳棚等。

4. 温控监测在温控过程中,需要进行实时的温度监测,及时掌握混凝土的温度变化情况,调整温控措施。

大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土温度裂缝控制措施
大体积混凝土结构在施工过程中可能会出现温度裂缝,这是由于混凝土的收缩和温度
变化引起的。

为了控制温度裂缝的发生,需要采取以下措施:
1. 在混凝土浇筑前,对混凝土原材料进行充分的试验和检测,确保混凝土的材料配
比和质量符合要求。

在混凝土施工过程中,严格按照设计要求进行配比和加水操作。

2. 在混凝土浇筑前,对施工现场进行充分的准备工作。

确保施工现场的环境温度和
湿度符合混凝土施工的要求。

如果环境温度过高或者过低,都可能会导致混凝土在硬化过
程中出现收缩问题。

3. 在混凝土浇筑过程中,可以采取预防收缩的措施。

可以使用外加剂或者添加物,
通过控制混凝土的水灰比、延缓水化速度等方式来减小混凝土的收缩量。

4. 在混凝土浇筑后,需要采取及时的养护措施。

混凝土需要保持湿润的环境,以提
供良好的硬化条件。

可以使用喷水、覆盖湿布或者涂抹养护剂等方法来保持混凝土的湿
润。

5. 在施工现场,要对混凝土的温度进行监测。

可以使用温度计等设备来测量混凝土
的温度,及时发现温度异常情况,并采取相应的措施进行调整。

6. 在设计阶段,可以采取一些结构措施,如梳齿状裂缝控制带、膨胀节等,来减小
混凝土收缩引起的应力集中和裂缝的发生。

控制混凝土温度裂缝的发生需要综合考虑材料配比、施工环境、养护措施等多个因素。

通过合理的施工管理和技术措施,可以减小温度裂缝的发生,提高混凝土结构的质量和耐
久性。

水利工程大体积混凝土的温控措施

五、大体积混凝土裂缝检测与修复方式
第一,大体积混凝土裂缝检测措施。在实际检测期间,需要针对表层裂缝问题、深层裂缝问题、贯穿裂缝问题进行全面的检测。施工人员需要科学应用检测方式,明确裂缝成因,对裂缝形状与危害进行分析,拟定相关处理方案,在低温季节开展重点裂缝观测活动,例如:应用表面测绘检测方式与超声波检测方式,提高裂缝检测工作成效。
三、大体积混凝土温控计算方式
对于大体积混凝土温控工作而言,相关人员需要做好计算工作,保证可以满足其实际发展需求。
第一,需要做好拌和温度的控制工作。在混凝土拌和期间,需要将其温度控制在相关范围之内,其中,合成材料温度中,水泥的温度控制在59℃,如果平均温度有所提高,需要对砂石进行盖棚处理,以此提高温控工作成效。
第四,盖棚遮阴方式。施工企业可以选择盖棚遮阴的方式,减少太阳的直射问题,以此降低温度,减少水分蒸发现象。同时,需要在混凝土运输中采取遮阳方式,减少阳光的照射,以此降低温度回升现象。
第五,科学控制混凝土浇筑层厚度与间歇时间。施工人员需要科学设计基础约束区域混凝土的厚度,如果砼结构较薄,就不可以出现间歇时间过长的现象,以此减少固结温度回升问题。
第二,需要做好浇筑温度控制工作。在实际浇筑期间,需要做好温控工作,保证其温度在相关范围之内,将其浇筑温度控制在23℃以下,以此提高温控工作成效。对于一期浇筑而言,需要将其温度控制在25℃以下[2]。
第三,混凝土绝热升温控制。对于绝热升温而言,需要将船闸砼的温度控制在32℃左右,对于砼中心温度而言,需要控制在40℃左右,对于砼表面温度而言,需要控制在32℃左右,对于砼最高温度而言,需要控制在44℃以下,以便于开展相关温控工作。
第二,埋设冷却水管方式。施工人员可以在混凝土浇筑期间,埋设冷却水管,按照设计要求,在船闸混凝土结构中,埋设冷却水管,间距控制在1.5m左右,以此控制混凝土浇筑期间的温度。

大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土温度裂缝控制措施大型混凝土结构在制造和使用中,常会出现温度裂缝的问题。

温度裂缝是由于混凝土的自由收缩和约束收缩不一致引起的,主要在新浇注混凝土后24小时内发生,也会在混凝土的早期龄期出现。

这些裂缝不仅影响了混凝土的外观,还会导致混凝土的持久性降低,进而影响结构的性能。

为了避免这些负面影响,需要采取一系列的控制措施来控制温度裂缝的发生。

下面就是几种实用性强的控制措施。

1.控制混凝土的热量散失在混凝土的早期龄期中,混凝土因为刚浇筑进入养护期,需要最大限度的保持温度,以促进其最终强度和硬度的形成。

这需要对浇筑的混凝土进行充分的覆盖,同时,在低温环境下使用预热后的混凝土是更加的合适。

对于大体积的混凝土结构来说,可采用的控制措施有:2.预热土和充足的保温在混凝土浇筑后的前几天中,混凝土的热量散失最大,也是温度裂缝最容易产生的时段。

可以采取预热土的措施,以提高混凝土的初始温度。

同时,要对混凝土进行充足的保温措施,以提高混凝土的温度维持时间,在混凝土硬化和龄期增加之前,防止热量散失过快。

3.采用微孔绝热材料在混凝土的表现也可采用微孔绝热材料,用于提高其内部温度,并减少热量散失。

这种材料能够在混凝土内部形成一层绝缘防水层,并通过纳米孔道结构有效地减少热量传递,从而帮助保持混凝土内部的温度,减少因快速温度变化引起的裂缝。

4.采用降温剂在混凝土的早期龄期中还可以适度使用掺有降温剂的混凝土。

这些降温剂能够降低混凝土的内部温度,减少自由收缩引起的拉伸应力,从而减少温度裂缝的发生。

但是,在使用时需要注意其掺量和掺入时间,以避免对混凝土性能的不良影响。

总的来说,大体积混凝土的温度裂缝控制措施有很多,其中针对不同的结构和应用环境需要采取不同的方法。

在实际工程中,需要对结构设计进行反复的分析和措施优化,以获得更加完善的温度裂缝控制效果。

同时还应注意监测和维护混凝土的状态,及时发现和解决问题,避免给结构安全带来隐患。

大体积混凝土温控防裂措施

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%。

大体积混凝土施工的温控措施

大体积混凝土施工的温控措施在现代建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛。

由于其体积大、结构厚实,水泥水化热释放比较集中,内部温升较快,如果不采取有效的温控措施,容易产生温度裂缝,影响结构的安全性和耐久性。

因此,在大体积混凝土施工中,做好温控工作至关重要。

一、大体积混凝土温度裂缝产生的原因要有效地控制大体积混凝土的温度,首先需要了解温度裂缝产生的原因。

1、水泥水化热水泥在水化过程中会释放出大量的热量,使得混凝土内部温度迅速升高。

由于混凝土的导热性能较差,热量在内部积聚,形成较大的内外温差,从而产生温度应力。

当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。

2、外界气温变化大体积混凝土在施工过程中,外界气温的变化对其温度场有较大影响。

特别是在混凝土浇筑初期,混凝土的抗拉强度较低,如果遇到气温骤降,混凝土表面的温度迅速下降,而内部温度变化相对较小,从而形成较大的内外温差,导致裂缝的产生。

3、混凝土的收缩混凝土在硬化过程中会发生收缩,包括化学收缩、干燥收缩和自收缩等。

收缩受到约束时,会产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,也会产生裂缝。

4、约束条件大体积混凝土在结构上通常会受到基础、钢筋、相邻构件等的约束,限制了混凝土的自由变形。

当温度变化引起的膨胀或收缩受到约束时,就会产生温度应力,从而导致裂缝的产生。

二、大体积混凝土施工的温控措施为了控制大体积混凝土的温度,减少温度裂缝的产生,需要采取一系列的温控措施。

1、优化混凝土配合比(1)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,以降低水泥水化热的释放。

(2)减少水泥用量,通过掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等掺和料,替代部分水泥,不仅可以降低水化热,还可以改善混凝土的工作性能和耐久性。

(3)控制骨料的级配和含泥量,选用粒径较大、级配良好的骨料,减少骨料之间的空隙,降低水泥浆的用量,从而降低水化热。

(4)掺入适量的缓凝剂、减水剂等外加剂,延缓水泥的水化速度,降低水化热的峰值,同时提高混凝土的工作性能。

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水利工程大体积混凝土施工温度裂缝控制【摘要】随着水利建设事业的发展,大体积混凝土被广泛应用到水利工程当中。

而大体积混凝土因温度变化而产生的温度裂缝,也是一个普遍存在而又难以解决的问题。

本文就水利工程大体积混凝土温度裂缝的种类及原因进行阐述,并从降低浇筑温度和水化热、降低内外温差、养护、改善约束条件等方面提出了温度裂缝的控制措施,可供参考借鉴。

【关键词】大体积混凝土;温度裂缝;水化热;约束条件;控制
1 前言
近年来,水利水电事业发展迅速,大体积混凝土越来越多的被应用到水利工程建设当中。

但与很多大体积混凝土工程一样,温度裂缝始终是应用中难以解决的质量通病。

由于混凝土单次浇筑方量大,加上混凝土自身放热量大,散发大量的水化热,所以会产生较大的温度变化和体积变化,由此而产生、温度应力,从而产生混凝土温度裂缝。

混凝土开裂影响结构的整体性、防水性和耐久性,形成结构隐患。

因此,必须重视大体积混凝土施工温度的控制,采取有针对性的温度裂缝控制措施,避免裂缝的出现,从而保证工程的整体质量安全。

2 大体积混凝土种类
(1)表面裂缝
大体积混凝土结构浇筑后,水泥在凝结硬化过程中释放大量水
化热,热量聚集在混凝土内部不易散发,从而使混凝土内部温度急剧升高并与表面温度产生温差,形成温度梯度。

当温差超过25~28℃时,会使结构内部产生压应力,而表面产生较大的拉应力。

混凝土是一种脆性材料,当表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度时,就会在混凝土表面产生温度裂缝。

施工阶段外界气温骤降也是影响表面裂缝产生的重要因素。

(2)深层裂缝
表面裂缝的发展,形成深层裂缝。

当表面裂缝形成以后,仍然长期暴露,比如上、下游面、或柱状块顶面或拆模后的侧面,若混凝土内部的温度很高,则混凝土内部继续降温,就会形成一种非线性温度场,混凝土各单元之间变形不一致,形成一种约束(内部热混凝土约束外部冷混凝土收缩变形)也会产生温度应力,此种温度应力将在表面裂缝端部形成应力集中,使表面裂缝向纵深发展。

(3)贯穿裂缝
混凝土的贯穿裂缝主要是由于混凝土的降温和收缩作用引起的。

大体积混凝土浇筑初期,混凝土处于升温阶段及塑性状态,弹性模量较小,从而变形引起的应力较小,所以温度应力较小,一般可忽略不计。

当混凝土开始降温时,因散热而产生收缩。

加之混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发,以及胶质体的胶凝作用,促使混凝土硬化时收缩。

3 形成温度裂缝的主要原因
大体积混凝土的裂缝成因十分复杂,因素很多。

但主要由温度
和温度变化引起开裂的居多。

而影响温度裂缝的主要因素如下:
3.1 水泥的水化热
大体积混凝土在浇筑凝结后,水泥在水化过程中会释放大量的水化热。

而大体积混凝土结构物断面尺寸较大较厚,水泥释放的热量聚集在混凝土内部不易散发,使结构物内部温度急剧升高,通常在3~5日内温度达到最高值132。

温度变化产生体积胀缩,受到约束而产生压应力。

混凝土在浇筑初期,由于它是热的不良导体,其强度和弹性模量都很低,对水化热引起的急剧温变约束不大,相应的温度应力也小。

随着混凝土龄期的增长、弹性模量和强度的提高,对混凝土内部降温收缩的约束愈来愈大,以致产生很大的拉应力。

拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度就产生温度裂缝。

3.2 约束条件
大体积混凝土由于温度变化产生胀缩变形,这种变形受到约束即产生应力。

在全约束条件下,混凝土结构的变形,应是温差和混凝土线膨胀系数的乘积,即℃=vt@a,当℃超过混凝土的极限拉伸值℃p时,结构便出现裂缝。

无约束就不会产生应力,因此,改善约束条件对于防止混凝土开裂有重要意义。

在大体积混凝土中,一般有内部约束和外部约束两种情况。

内部约束是由于内部水泥水化热不易散发,表面则易散发,使表面温度低于内部,即由温差形成。

相对而言,内部体积膨胀受表面约束处于受压状态,表面体积则收缩(特别是遇气温骤降,或过水)受内部约束,产生拉应力。

浇筑在基岩或老混凝土上的混凝土,在逐步降温的过程中,将会冷缩,
但由于受到基岩或老混凝土的约束,将会产生拉应力。

当其超过混凝土的极限抗拉强度时,就可能出现贯穿性裂缝。

这种温度变形约束是外部约束。

3.3 环境温度的变化
大体积混凝土结构在施工阶段,受外界气温的变化影响很大。

外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也愈高;如外界温度下降,又增加混凝土的降温幅度,特别是气温骤降会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度,这对大体积混凝土极为不利。

混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温度和结构散热降温等各种温度的叠加之和,而温度应力则是由温差所引起的温度变形造成的,温差愈大,温度应力也愈大。

同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热。

混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃,防止混凝土内外温差引起的过大温度应力就显得更为重要。

3.4 混凝土的收缩变形
混凝土的拌和水中,约20%的水分是水泥硬化所必需的,其余80%的水分要蒸发152。

混凝土水化作用时产生的体积变形称为/自身体积变形0。

该变形多数是收缩变形,少数是膨胀变形,这主要取决于胶泥材料的性质。

混凝土中多余水分的蒸发是引起结构体积干缩变形开裂的主要原因之一。

4 温度裂缝的控制措施
为了控制温度裂缝,可以采用降低混凝土的浇筑温度,控制各区域的温度梯度,改善约束条件,提高混凝土的抗裂强度等措施。

4.1 降低浇筑温度和水化热
(1)优先选用低发热量的水泥,如矿渣水泥、明矾水泥、大坝水泥,可减少水化热引起的绝热温升。

(2)采用改善骨料级配,适当掺加大块石,适量掺加混合材料,减小砂率等措施来减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下,以减少水泥水化热。

(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下,降低水化热。

(4)改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的/三冷技术0的基础上采用“二次风冷”新工艺,可进一步降低混凝土的浇筑温度。

(5)在混凝土中掺加适量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,便于分段分层施工,降低水化热,推迟热峰的出现时间。

(6)避免炎热的夏季施工,不宜中午浇筑。

如在高温季节浇筑,可考虑在骨料堆放处搭设遮阳板,避免日光直射。

低温入模,低温养护,必要时可采用冰块降低混凝土原材料的温度等措施来控制混凝土的温升。

4.2 降低内外温差
(1)在大体积混凝土内部设置若干冷却管道,通入冷水或者冷气进行内部散热,减小混凝土的内外温差。

(2)对大体积混凝土结构进行蓄水养护亦是一种较好的办法。

混凝土终凝后,在其表面蓄存一定深度的水。

由于水的导热系数为
0.58w/m·k,具有一定的隔热保温效果,这样可延缓混凝土表面水化热的降温速率,缩小混凝土中心和混凝土表面的温差。

4.3 强化混凝土全程养护
(1)加强混凝土养护。

混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻袋等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。

在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。

(2)在坝岸结合部的混凝土结构拆模后,应尽快回填土,避免气温的较大变化产生的有害影响,同时亦可延缓降温速率,避免裂缝产生。

4.4 改善约束条件的措施
(1)合理安排施工工序,分层、分块浇筑。

由于大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土一次浇筑的结构尺寸越大,温度应力越大。

因此采用该措施有利于减轻约束、缩小约束范围和进行散热,确保混凝土自由伸缩达到释放温度应力的目的。

(2)避免应力集中。

在孔洞周围、断面突变部位、转角处等,由于温度变化和混凝土收缩,会产生应力集中而导致裂缝。

为此,可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢丝网;在断面突变处,可作局部处理使断面逐渐过渡,同时增配抗裂钢筋。

(3)预留温度伸缩缝,减少约束。

(4)各块体平行施工,避免相邻浇筑块过大的高差和侧面长期暴露。

相邻坝块的高差控制在8m以内。

4.5 其它措施
在混凝土中配置少量的温度钢丝网或者掺入纤维材料有助于混凝土的温度裂缝控制在允许范围之内。

5 结语
由于水利工程大体积混凝土本身及其与周围环境相互作用的复杂性,因此,温度裂缝的产生原因一般不是由单一的因素造成的,但受内部水化热和外界环境温度的变化影响较大。

为避免和控制大体积混凝土温度裂缝的出现,必须优化配合比设计,采取合理措施降低混凝土结构的约束,同时认真组织施工,加强养护,这样才能确保大体积混凝土结构的整体质量。

参考文献
[1] 赵雯.水工结构大体积混凝土温度应力及裂缝控制研究[d].合肥工业大学,2010年
[2] 钱峰;吕晓刚;刘飞飞.浅析大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施[j].科技信息,2012年第14期。

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