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大体积混凝土施工

在大体积混凝土搅拌站中,温度裂缝是施工控制的重点,温度裂缝影响到结构的整体性和耐久性.就大体积混凝土施工中温度裂缝的原因及预防措施分析介绍.
1、温度应力的形成过程  
温度应力的形成早期,自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般按28d,这个阶段有两个特征,一是水泥释放出大量水化热,二是混凝土的弹性模量发生急剧变化.由于弹性模量的快速变化,这一时期在混凝土内部形成残余应力;中期,自水泥放热作用基本结束时起,至混凝土冷却到稳定温度时止,这个阶段中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气候变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化并不明显;在晚期,混凝土完全冷却以后的使用时期,温度应力主要是由外界气候变化所引起,这些应力与早,中期的两种残余应力相叠加.
2、温度应力引起的原因  
边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力.例结构基础或桥墩尺寸相对大,混凝土冷却时表面温度降低快,内部温度降低慢却高,在表面则出现拉应力,中间则出现压应力.结构体的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力.如箱梁顶板混凝土和栏杆混凝土,这两种温度应力往往和混凝土的干燥收缩引起的应力共同作用,要想根据已知的温度能准确的分析出温度应力的分布,大小是一顶极其复杂的工作.在许多情况下,需要依靠模型试验或数值计算,混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛.
3、 防治温度裂缝措施
(1)控制温度做法:①采取改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺合料,加引气剂或塑化剂等,以减少混凝土中水泥的用量.②拌合混凝土时加水或用水将粗细骨料冷却,以降低混凝土的入模温度也可用带冰块的水拌合混凝土.③热天浇筑混凝土时减少分层铺料厚度,利用浇筑层面散热.④在混凝土中埋设水管,用凉水循环降温.⑤规定合理的拆模时间,必须按照规范规定的不同构件采用不同的拆除时间.在气温骤降时表面要进行保温,以免混凝土表面发生急剧的温差梯度.⑥施工中对混凝土浇筑表面或薄壁结构,在低温时要加强保温措施.
(2)改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护防止表面失水过快,特别是掺入微膨胀剂的混凝土保湿对防止裂缝极为重要.施工过程中要特别避免产生贯穿性裂缝,一旦发生要恢复其结构的整体性十分困难,因此,施工应以防裂缝,尤其是贯穿性裂缝的出现为控制重点.  
(3) 改善约束条件,认真合理的分格缝、分层及分块,避免基础过大或过大起伏;合理安排施工工序:避免过大的高差和侧面长期暴露在外.同时在施工中为了提高模板的周转次数,往往要求提前拆模.但当混凝土温度高于环境温度时则应延长拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝产生.
(4)在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面形成相当大的拉应力,此时表面温度亦较环境气温略高,此时拆除模板会引起温度骤降,必然引起温差梯度.从而在表面附加一个拉应力,与水化反应叠加,加上混凝土的干缩表面的拉应力达到一定值时,就会有产生裂缝的可能.但如果在拆模后及时覆盖一层保湿保温材料,对于预防混凝土表面的过大的拉应力,效果则是不言而喻的.
(5)加筋对大体积混凝土的温度应力;影响有限.因大体积混凝土的含筋率一般偏低,加筋只对一般钢筋混凝土有影响.在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢筋的各项性能是稳定的,与应力状态、时间及温度无关,钢筋的线膨胀系数与混凝土的线胀系数相差很小,在温度变化时两者之间只产生极小的内应力.
(6)正确使用外加剂是减少干裂的有效措施.在实践中对使用外加剂一般可总结出一些主要优点:混凝土中存在大量毛细孔通道,水向外蒸发后毛细管中产生毛细张力,使混凝土干燥变形,增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会造成混凝土强度的降低;水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂外加剂可使用水量减少20%左右;水泥用量更是混凝土收缩的关键所在,掺入高效减水防裂剂的混凝土,在保持混凝土强度的条件下可降低单位水泥用量15%左右,其体积用增大骨料来补充,在工程应用中是一般认为掺外加剂能有效改善混凝土性能预防混凝土开裂的具体措施.

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