對(duì)大體積混凝土的認(rèn)識(shí)

　　 [摘要]大體積混凝土的主要特點(diǎn)就是體積大,一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m。它的表面系數(shù)比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內(nèi)部溫升比較快。混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí),會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫,影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。
　　[關(guān)鍵詞]大體積混凝土 施工 裂縫
　　
　　一、在施工過(guò)程中存在的問(wèn)題
　　施工過(guò)程中容易產(chǎn)生溫度裂縫,大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因:
　　1.水泥水化熱。水泥水化過(guò)程中放出大量的熱,且主要集中在澆筑后的2-5d?左右,從而使混凝土內(nèi)部溫度升高。尤其對(duì)于大體積混凝土來(lái)講,這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。
　　2.混凝土的收縮�；炷�土在空氣中硬結(jié)時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形受到外部約束時(shí)(支承條件、鋼筋等),將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力,使得混凝土開(kāi)裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮3種。在硬化初期主要是水泥水化凝固結(jié)硬過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化,后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。
　　3.外界氣溫、濕度變化。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間,外界氣溫的變化對(duì)裂縫的產(chǎn)生有著很大的影響�；炷�土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系,外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也就會(huì)愈高;如果外界溫度降低則又會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。
　　二、避免產(chǎn)生裂縫的方法
　　1.選用水化熱低的水泥品種水。泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥,優(yōu)先采用硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸盆水泥、粉煤灰硅酸盆水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。但是,水化熱低的礦渣水泥的析水性比其他水泥大,在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象不僅影響施工速度,同時(shí)影響施工質(zhì)量。
　　2.優(yōu)化混凝上配合比,摻加外加料和外加劑,減少水泥用量外加劑的種類繁多,但一般常用的有兩種:木鈣減水劑和活性粉料-粉煤灰。摻木質(zhì)素磺酸鈣(簡(jiǎn)稱木鈣)減水劑(水泥用量的0.25%),可延遲水化熱釋放速度,熱峰也有所降低,可以緩凝,在大體積混凝土中可以避免冷接縫,提高工作性及流動(dòng)性,對(duì)收縮及抗拉強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響。摻粉煤灰能改善混凝土的粘塑性,還可降低水化熱約15%(摻水泥用量的15%)。
　　3.大體積混凝土的骨料控制粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配,細(xì)骨料宜采用中砂。粗骨料應(yīng)選取粒徑大、強(qiáng)度高、級(jí)配好的骨料,以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量,降低水化熱,減少干縮,減小混凝土裂縫的開(kāi)展。
　　4.改善約束條件,削減溫度應(yīng)力。在大體積混凝土基礎(chǔ)與墊層之間可設(shè)置滑動(dòng)層,如技術(shù)條件許可,施工時(shí)宜采用刷熱瀝青作為滑動(dòng)層,以消除嵌固作用,釋放約束應(yīng)力。
　　5.提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量過(guò)大,不僅增加混凝土的收縮,而且降低混凝土的抗拉強(qiáng)度,對(duì)混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時(shí)必須嚴(yán)格控制砂、石的含泥量,將石子含泥量控制在1%以下,中砂含泥量控制在2%以下,減少因砂、石含泥量過(guò)大對(duì)混凝土抗裂的不利影響;改善混凝土施工工藝�？刹捎枚�次投料法、二次振搗法、澆筑后及時(shí)排除表面積水和最上層泥漿等方法;加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),提高混凝土早期及相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量;在大體積混凝土基礎(chǔ)表面及內(nèi)部設(shè)置必要的溫度配筋,以改善應(yīng)力分布,防止裂縫的出現(xiàn)。  　　6.加強(qiáng)施工過(guò)程控制:(1)降溫曲線確定�；炷�土水化熱升溫時(shí)間很短,大約在澆筑后的2-5d,混凝土的彈性模量很低,基本上處于塑性及彈塑性狀態(tài),約束應(yīng)力很低。降溫階段,彈性模量迅速增加,約束拉應(yīng)力也隨時(shí)間增加,在某時(shí)刻超過(guò)抗拉強(qiáng)度便出現(xiàn)貫穿性裂縫。實(shí)踐中偏安全地以截面中部的最高溫度降溫曲線代替平均降溫曲線,利用表1的值求近似解。表1的基本條件是:水泥品種為礦渣水泥;水泥標(biāo)號(hào)為425號(hào);水泥用量為275kg/m3;鋼模板。當(dāng)用其他品種水泥,標(biāo)號(hào)、模板、水泥用量有變化時(shí),將上述數(shù)值乘以如下修正系數(shù):tmax=t×=k1×k2×k3×k4。式中:k1、k2、k3、k4、為修正系數(shù)。(2)嚴(yán)格控制混凝上的入模溫度在30℃以下。(3)埋設(shè)冷卻管,在第一批開(kāi)始混凝土初凝時(shí)由專人負(fù)責(zé)往冷卻管內(nèi)注入涼水降溫,通過(guò)冷卻排水,帶走混凝土體內(nèi)的熱量。(4)澆筑混凝土?xí)r,采用薄層澆筑,控制混凝土在澆筑過(guò)程中均勻上升,避免混凝土拌和物堆積過(guò)大高差,混凝土的分層厚度控制在20-30cm。(5)如結(jié)構(gòu)物厚度較厚,一次澆筑混凝土方量較大時(shí),采用分層澆筑,通過(guò)增加表面系數(shù),利于混凝土內(nèi)部散熱,分層厚度1.5m左右,層間間隔時(shí)間5~14d之間。(6)加強(qiáng)振搗,以期獲得密實(shí)的混凝土,提高密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,澆筑后,及時(shí)排除表面積水,進(jìn)行一次抹面,防止早期收縮裂縫的出現(xiàn)。(7)混凝土澆筑后,搭設(shè)遮陽(yáng)布棚,避免陽(yáng)光曝曬承臺(tái)表面。(8)混凝土澆筑后,混凝土表面用上工布覆蓋保溫,并灑水養(yǎng)生,使硅緩慢降溫、緩慢干燥,減少混凝土內(nèi)外溫差。
　　三、施工工藝
　　主要從澆筑的方面出發(fā),除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實(shí)完畢外,還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響,常采用的方法有以下幾種: (1)全面分層:即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續(xù)澆筑,直至完工為止。采用這種方案,適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸一般不宜太大,施工時(shí)從短邊開(kāi)始,沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。 (2)分段分層:混凝土澆筑時(shí),先從底層開(kāi)始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的工程。 (3)斜面分層:要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過(guò)厚度3倍的情況�；炷�土從澆筑層下端開(kāi)始,逐漸上移。
　　
　　:
　　[1]建筑工程手冊(cè).北京.:建筑出版社,1993.
　　[2]馮廣淵.建筑施工技術(shù).冶金工業(yè)出版社.
　　[3]嚴(yán)喜康.土木工程施工.中國(guó)建材出版社.
　　[4]應(yīng)惠清.土木工程施工.同濟(jì)大學(xué)出版社.

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