大体积砼施工及裂缝控制研究
水工大体积混凝土结构温度裂缝控制技术研究
水工大体积混凝土结构温度裂缝控制技术研究摘要:水工大体积混凝土结构在施工过程中,由于混凝土自身的收缩和温度变化,容易产生温度裂缝,给工程质量及使用性能带来不利影响。
对水工大体积混凝土结构的温度裂缝控制技术进行研究具有重要意义。
本文以水工大体积混凝土结构为研究对象,综述了温度裂缝形成机理及影响因素,并针对温度裂缝控制技术进行了详细的分析和总结,为水工大体积混凝土结构的温度裂缝控制提供了参考。
一、引言二、温度裂缝形成机理及影响因素混凝土在施工和养护过程中,会由于自身收缩和温度变化而产生应力,当这些应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。
温度裂缝的形成机理主要包括混凝土的收缩变形、温度梯度变化和约束效应等因素。
混凝土的收缩变形是主要的原因之一,当混凝土中的水分逐渐流失,会导致混凝土体积收缩,形成内部应力,从而产生裂缝。
温度梯度变化也是引起温度裂缝的重要因素,当混凝土不同部位的温度变化不一致时,会造成内部应力,从而使裂缝产生。
约束效应也会增加混凝土的内部应力,促使温度裂缝的形成。
2. 影响因素温度裂缝的形成受到多种因素的影响,包括混凝土的材料性能、施工工艺、养护条件和环境温度等因素。
混凝土的材料性能是影响温度裂缝形成的重要因素,例如水灰比、骨料粒径、外加剂掺量等都会影响混凝土的收缩和温度变化。
施工工艺和养护条件也会对温度裂缝的形成起到重要作用,例如采取合理的浇筑顺序、增加混凝土的初始强度、加强养护等都可以减少温度裂缝的产生。
环境温度的变化也是影响温度裂缝形成的重要因素,尤其是在高温季节,温度裂缝更容易产生。
三、温度裂缝控制技术1. 预浇带设置在水工大体积混凝土结构中,通过设置预浇带可以有效控制温度裂缝的产生。
预浇带一般位于构件的裂缝易发部位,通过提前浇筑一段混凝土,形成预制裂缝,减少内部应力的积累,从而有效控制温度裂缝的产生。
2. 外加剂掺量调整通过合理调整混凝土外加剂的掺量,可以改善混凝土的强度和耐久性,减少混凝土的收缩变形和温度变化,从而降低温度裂缝的产生。
大体积混凝土裂缝控制方法及改进措施
大体积混凝土裂缝控制方法及改进措施在现代建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛。
然而,由于其体积大、结构厚、施工条件复杂等特点,大体积混凝土在施工和使用过程中容易出现裂缝,这不仅影响结构的外观和耐久性,还可能危及结构的安全性。
因此,如何有效地控制大体积混凝土裂缝的产生,成为了工程界关注的重点问题。
一、大体积混凝土裂缝产生的原因1、温度变化大体积混凝土在浇筑后,由于水泥水化反应会释放出大量的热量,导致混凝土内部温度迅速升高。
而混凝土表面散热较快,形成了较大的内外温差。
当温差超过一定限度时,混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。
一旦拉应力超过混凝土的抗拉强度,就会产生裂缝。
2、收缩变形混凝土在硬化过程中会发生体积收缩,包括自收缩、干燥收缩和碳化收缩等。
大体积混凝土由于体积较大,收缩受到约束,容易产生裂缝。
3、约束条件大体积混凝土在施工过程中,往往受到基础、模板、钢筋等的约束。
当混凝土的收缩变形受到约束时,会产生拉应力,从而导致裂缝的产生。
4、原材料质量原材料的质量对大体积混凝土的裂缝控制也有重要影响。
例如,水泥的品种和用量、骨料的级配和含泥量、外加剂的种类和掺量等,如果选择不当,都可能导致混凝土裂缝的产生。
5、施工工艺施工工艺不合理也是导致大体积混凝土裂缝的一个重要原因。
例如,混凝土的浇筑顺序、振捣方式、养护措施等,如果不符合要求,都可能影响混凝土的质量,从而导致裂缝的产生。
二、大体积混凝土裂缝控制方法1、优化配合比设计(1)选用低水化热的水泥品种,如粉煤灰水泥、矿渣水泥等。
(2)减少水泥用量,可通过掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料来替代部分水泥。
(3)优化骨料级配,选用粒径较大、级配良好的骨料,以减少混凝土的水泥浆用量。
(4)掺入适量的外加剂,如减水剂、缓凝剂等,以改善混凝土的性能。
2、控制混凝土温度(1)降低混凝土的浇筑温度,可通过对原材料进行降温(如对骨料进行喷水冷却、使用低温水搅拌混凝土等)、在运输和浇筑过程中采取隔热措施等方法来实现。
第三讲:大体积砼裂缝控制技术
第一节 混凝土裂缝 六、大体积混凝土结构施工阶段产生裂缝的主要原因: 1、水泥水化热; ➢ 水化热引起的绝热温升:与混凝土单位体积内的水泥用量和 水泥品种有关,并随混凝土的龄期按指数关系增长,一般10d左 右达到最终绝热温升。 ➢ 但由于结构自然散热,实际混凝土内部的最高温度,大多发 生在混凝土浇筑后的3~5d。
第三讲:大体积砼裂缝控制技术
第一节 混凝土裂缝
二、混凝土裂缝的三类原因: 1、由外荷载的直接应力(即按常规计算的主要应力)引起的 裂缝。 2、由结构的次应力(计算未考虑到的结构内部应力)引起的 裂缝。 3、由变形变化(温度、收缩、不均匀沉降等)引起的裂缝。 • 大体积混凝土的裂缝多由上述第三种 原因引起。
目的:
防止钢筋锈蚀、混凝土碳化和酥松脱落,从而影响结 构的耐久性、防水性。
➢ 对于基础、地下或半地下结构,裂缝主要影响其防渗性能。 当裂缝宽度只有0.1~0.2mm时,虽然早期有轻微渗水,经 过一段时间后一般裂缝可以自愈。
➢ 当裂缝宽度超过0.2~0.3mm时,其渗水量与裂缝宽度呈 三次方增加,必须进第行三化讲:学大体注积砼浆裂处缝控理制技。术
[Lmax ] 2
1
chβL/2
S (t )
结构计算温差 T,可按下式计算: T = T m + Ty(t)
其中: T m —— 各龄期砼的水泥水化热降温温差(℃); Ty(t)—— 各第龄三期讲:砼大体的积砼收裂缩缝控当制Fra bibliotek量术温差(℃)。
第一节 混凝土裂缝 七、大体积混凝土结构裂缝控制设计
2. 最大浇筑长度计算:
大体积混凝土基础底板出现的裂缝按深度可分为以下三种: 表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝(图3-2)
深层裂缝进一步扩展形成 贯穿裂缝
大体积混凝土施工及控制裂缝的探讨
建筑科 学
大体积 混凝 土施 工 及控制 裂 缝 的探 讨
陈 业 辉 冯 吉 昌
( 河南水利 建筑工程 有限公 司 , 河 南 郑州 4 5 0 0 0 3 )
摘 要: 工 程 时 常 涉及 到 大体 积 混凝 土施 工, 它主 要 的特 点就 是 体 积 大 , 它 的表 面 系数 比较 小 , 水 泥水 化 热释 放 比较 集 中 时 , 会使 混凝 土产 生 温度 裂 缝 , 影 响 结构 安 全 和 正常 使 用 。要做 好 大体 积 混凝 土 的施 工 , 必 需对 其特 点 进 行 分析 。 关 键词 : 混凝土 ; 裂缝; 预 防; 处理
1大体积混凝土裂缝产生的原 因
1 . 1水 泥 水化 热
2 . 3 施 工措 施 2 . 3 . 1施 工 环 境
水泥在水化过程 中要产生大量的热量 , 是大体积混凝土 内部 热 ( 1 ) 混凝土浇筑宜 在 3 0 0  ̄ C 气 温 以 内进 行 , 当 温度 高 于 3 0 0 q C 时 量的主要来源。由于大体积混凝土截 面厚度大 , 水化热聚集在结构 要 采 取 相 应 降低 温 差及 减 少 温度 应 力 措施 。 内部 不 易散 失 , 使 混 凝土 内部 的温 度 升 高 。 混 凝 土 内部 的最 高温 度 , ( 2 ) 浇 筑 混凝 土应 连续 进 行 , 当必 须 间 歇时 , 其 间歇 时 间 宜 缩 短 , 大 多 发 生在 浇筑 后 的 3 ~ 5 d , 当混 凝 土 的 内部 与 表 面 温 差 过 大 时 , 就 并 应 在 前 层混 凝 士 凝结 之 前 , 将 次 层混 凝 土 浇筑 完 毕 。 会 产 生温 度 应力 和温 度 变形 。 温 度 应力 与 温 差成 正 比 , 温 差越 大 , 温 ( 3 ) 石子用 自来水冲洗 , 必要 时用冰水 降温 。各种材料按设计配 度 应力 也 越 大 。 当混凝 土 的抗 拉 强 度 不足 以抵 抗 该 温度 应 力 时 , 便 合 比计量投料 , 控制在允许偏差 内。 按照石 、 水泥 、 砂、 外加剂 的次序 开 始产 生 温 度 裂缝 。 投料 , 搅 拌 时 问不 少 于 1 2 0 s 。 2 . 3 . 2 浇筑 方 案 1 . 2 约束 条 件 大体 积 钢筋 混 凝 土 与地 基 浇 筑 在 一起 , 当 早期 温 度 上 升 时 产 生 … 1 混凝 土 浇筑 可根 据 面积 大 小 和混 凝 土 供 应 能力 采 取 全 面 分 的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力 。 由于混凝土 的弹性 层 、 分段分层或斜面分层 连续浇筑 , 分层厚度 3 0 0 — 5 0 0 m m且不大于 模量小 , 徐变和应力松驰度大 , 使混凝土与地基连接不牢固 , 因而压 震动棒长 1 . 2 5 倍 。分段分层多采取踏步式分层 推进 , 一般踏步宽为 . 5 — 2 . 5 m。斜 面 分层 浇 灌 每层 厚 3 0 — 3 5 e a, r 坡 度 一 般取 1 : 6 - 1 : 7 。混 应力较小。 但 当温度下降时 , 产生较大的拉应力 , 若超过混凝土的抗 1 拉强度 , 混凝 土就 会 出现 垂 直 裂缝 。混 凝 土 内部 由 于水 泥 水 化 热 而 凝 土 浇筑 宜 从低 处 开 始 , 沿 长 边方 向 自一 端 向另 一 端 推 进 , 逐 层 上 形 成 中心 温度 高 , 热 膨胀 大 , 因而 在 中心 产 生压 应 力 , 在 表 面 产 生 拉 升 。 亦 可采 取 中间 向两 边 推进 , 保 持 混 凝 土沿 基 础全 高 均 匀上 升 。 浇 应力 , 当 拉 应 力超 过混 凝 土 的抗 拉 强 度 值 和 钢 筋 约 束 作 用 时 , 就 产 筑 时 , 要 在 下 一 层 混 凝 土 初 凝 之 前 浇 筑 上一 层 混 凝 土 , 避 免 产 生 冷 生裂 缝 。 缝, 并 将 表 面泌 水及 时排 走 。 混 凝 土 浇 筑终 了 以后 3 — 4 h 在 混 凝 土接 1 . 3外 界 气温 变 化 近 初凝 之 前 进行 二 次 振 捣然 后 按标 高 线 用 刮 尺刮 平并 轻 轻 抹 压 。 大体积混凝土在施工期间 , 外界气温 的变化对大体积混凝土的 f 2 1 对大体积混凝 土的施工 , 通常在适当的位 置留出后 浇带 , 其 开 裂有 重 大影 响 。混 凝 土 内部 温度 是 由浇 筑 温 度 、 水 泥 水化 热 的绝 宽 度 一般 为 1 0 0 0 mm, 当两侧 的混 凝 土强 度 达 到设 计 标 准 时 , 再 浇 筑 热 温度 和 混凝 土 的散 热温 度 三 者 的叠 加 。外 界 温度 越 高 , 混 凝 土 的 混凝土 , 对于后浇带 , 其间钢筋不截断 , 和两侧是贯通 的。而混凝 土 浇筑温度也越高 。 外界温度下降 , 尤其是骤降 , 大大增加外层混凝土 通 常 比两 侧 大 一标 号 并 且加 膨 胀 剂 。 与 混凝 土 内 部 的 温度 梯 度 , 产 生 温差 应 力 , 造 成 大 体 积 混 凝 土 出现 2 . 3 . 3养 护 措施 裂缝 。温度 应 力是 由于 温差 引起 温度 变 形 造成 的; 温差愈大, 温度 应 f 1 ) 保温养护作用 : ①减少混凝土表面的热扩散 , 减小混凝土 表 力 也愈 大 。 面的温度梯度 , 防止产生表面裂缝。 ②延长散热时间 , 充分发挥混凝 2 大 体 积混 凝 土 裂缝 的控制 措 施 土 的潜力和材料的松弛特性。 使混凝土的平均总温差所产生 的拉应 2 . 1材料 措施 力 小 于 混凝 土抗 拉 强度 , 防止 产 生贯 穿 裂缝 。 2 . 1 . 1水泥 : 水泥应尽量选 用水 化热低 、 凝结 时间长的水 泥 , 尽 f 2 ) 保湿养护 的作用 : ① 刚浇筑不久 的混凝土 , 尚处 于凝 固硬化 可 能不 使 用 高 强度 高 细度 的水 泥 。 利 用后 期 强 度 的 混凝 土 , 不得 使 阶段 , 水化的速度较快 , 适 宜 的 潮 湿 条 件 可 防 止 混凝 土 表 面脱 水 而 用 低 热 微 膨 胀 水 泥 。对 不 同 品种 水 泥用 量 及 总 的水 化 热 应 进 行 估 产生干缩裂缝 。②混凝土在潮湿条件下 , 可使水泥的水 化作用顺利 算; 当矿 渣 水 泥 或其 他 低 热 水 泥 与普 通 硅 酸 盐 水 泥 掺 人 粉煤 灰 后 的 进行 , 提高 混 凝 土 的极 限拉 伸 强 度 。 水 化 热 总值 差 异 较 大 时 应选 用 矿 渣 水 泥 ; 无 大 差异 时 , 则 应 选 用 普 2 . 3 . 4 温度 控 制 通 硅 酸 盐水 泥 而 不采 用 干 缩较 大 的 矿渣 水 泥 。 水 泥应 进行 水 化 热 检 f 1 )测 温点 的布 置— — 必 须具 有 代 表 性 和 可 比性 。沿 浇筑 的高 验, 其7 d水 化热 不 宜 大 于 2 5 0 K J / k g 。 度, 应布置在底部 、 中部 和 表 面 , 垂 直 测 点 间距 一 般 为 5 0 0 ~ 8 0 0 a r m; 2 . 1 . 2 骨料 : 石子应连续级配 , 以5 - 1 0 m m含量稍低为佳 , 针、 片 平面则应布置在边缘与中间 , 平面测 点间距一般为 2 . 5 — 5 m。当使用 状 粒 含 量应 ≤ 1 5 %。 含 泥 量不 得 大 于 1 %, 泥块 含 量 不得 大 于 0 . 2 5 %。 热 电偶温度 计时 , 其插入深度可按实际需要 和具体情况 而定 , 一般 1 0 倍, 测温 点 的布 置 , 距 边 角 和 表 面应 大 应优先选用中 、 粗砂 , 其粉粒含量通过筛孔 0 . 3 1 5 m m不小 于 1 5 %; 对 应 不小 于 热 电偶 外 径 的 6 泵 送 混 凝 土 尚应 通 过 0 . 1 6 a r m筛孑 L 量 不小 于 5 %为 宜 。砂 的含 泥 量 于 5 0 am。 r 应不大于 1 %, 泥块 含 量不 大 于 0 . 5 %。 f 2 ) N温延续时间 自混凝 土浇筑始至撤保温后为止 , 同时应不少 2 . 1 3水 : 自来水( 饮用水) , 气温高时宜在水中加冰块。 于2 0 d 。测温 时间间隔 , 混凝土浇筑后 1 — 3 d为 2 h , 4 — 7 d为 4 h , 其后 2 . 1 . 4 掺 合料 : 优先采用磨细矿粉 , 其 比粉 煤 灰 更 具 耐 久 性 , 更 为 8 h 。 有效 降低每立方混凝土 中水泥用量。如采用粉煤 灰则 不应低于 Ⅱ f 3 ) 在测温过程中 , 当发现温度差超过 2 5 ℃时 , 应及 时加 强保温 级, 以球 状 颗 粒 为佳 , 粉煤灰的 S O 含 量不 应 大 于 3 %。 或延缓拆 除保温材料 , 以防止混凝 土产生温差应力 和裂缝 。混凝 土 2 . 1 . 5膨 胀 剂 : 膨 胀 剂 应选 用一 等 品 , 膨 胀 剂 供 应 商应 提 供 不 同 测 温 记 录必 须 及 时 整 理 , 根据测温结果 , 绘 制 混 凝 土 时 问— — 温 度 龄期 膨 胀 率 变化 曲线 , 膨 胀剂 的含 碱量 不 应 大于 0 . 7 5 %。 变化曲线 , 提 出分析意见或结论 , 供今后类似工程参考 。 2 . 2配 合 比 参考 文 献 混凝土配合 比设计应尽可能降低混凝土 的干缩 与温差收缩 。 在 [ 1 1  ̄ , i 、 占胜, 贺志攀. 浅议混凝 土裂缝 的预 防与处理【 J 】 . 现代企 业教 育 保证混凝土强度和抗渗性能的条件下应尽可能填加掺合料 , 粉煤灰 2 0 1 2年 2 4 期. 应不低于二级 , 其 掺量不宜大于 2 0 %, 硅粉掺量不应大于 3 %。当有 [ 2 ] 黄 晖 泵送 混 凝 土裂 缝 的控 制 和 处 理措 施 l ��
大体积混凝土施工难点及对策研究
大体积混凝土施工难点及对策研究一、施工难点1.温度控制:在大体积混凝土施工过程中,温度控制是一个非常重要的问题。
由于混凝土浇筑量大,发热量也相对较高,特别是在夏季高温时,混凝土会因为水分的挥发而产生鼓包或龟裂现象。
2.凝结时间控制:由于混凝土浇筑量大,凝结时间比较长,所以需要对凝结时间进行有效的控制。
过早的凝结可能导致混凝土强度不够,而过迟的凝结可能导致浇筑进度延误。
3.混凝土的均匀性:大体积混凝土的均匀性对其强度和稳定性有着很大的影响。
由于施工过程中混凝土的浇筑量较大,所以需要确保混凝土的均匀性,避免出现渗水、漏沙等现象。
4.回缩和裂缝:大体积混凝土在凝结过程中,由于水分的挥发和混凝土的收缩,可能会导致回缩和裂缝的产生。
这对混凝土的强度和耐久性会产生一定的影响。
二、对策研究1.温度控制对策:可以采取降温的措施,如增加混凝土的水泥用量、采用降温剂等。
此外,还可以通过喷水、覆盖防晒网等方式来降低混凝土的温度。
2.凝结时间控制对策:可以采用控制混凝土的配合比,调整水灰比和引入外加剂等方法来控制混凝土的凝结时间。
此外,还可以采用低热发热水泥等材料来减缓混凝土的凝结速度。
3.混凝土的均匀性对策:可以采用合理的浇筑和振捣方法,保证混凝土的均匀浇筑和充实。
此外,还可以采用加入粉煤灰、细粒砂等材料,来改善混凝土的均匀性。
4.回缩和裂缝对策:可以采用适当的配合比设计、合理的施工工艺和控制浇筑速度等方法,来减少混凝土的回缩和裂缝现象。
此外,还可以采用添加膨胀剂、纤维等材料来增加混凝土的抗裂性能。
总结起来,对于大体积混凝土的施工,我们需要合理控制温度、凝结时间和混凝土的均匀性,同时注意回缩和裂缝等问题。
通过采取相应的对策,可以确保混凝土的施工质量和工期进度。
大体积混凝土施工及控制裂缝方法的研究
大体积混凝 土施 工及控制裂缝 方法 的研 究
郭 保 立
( 北京矿建建筑安装有限责任公司 )
【 摘 要 】现代建筑中时常涉及 到大体积混凝土施工 ,如高层楼房基础 、 大型设备基础 、 水利大坝等 。 建筑工程 中的大体积混凝 土结构 中,
由于结构截 面大 ,水泥用量 多 ,水泥水化所释放 的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用 ,所以容易产 生裂缝 ,影响到工程质量 ,影响结构 安 全和正常使 用。因此 , 在进行大体积混凝 土的施工过程 中,必须严格控制大体积混凝土的施工技术 , 保证 建筑 工程 的施工质量 。在本文笔者 结合 多年 的施工 经验 , 对大体积混凝土的施工技术作了粗浅的探讨。 中图分类号 :T U 文献标识码 :A 文章编 号:1 0 O 9 —9 1 4 X( 2 0 1 3 )3 5 —5 3 5 一O 1
主 要 以 粉 煤灰 为 主 。
3 )掺外加剂。掺减水剂 ,可有效地降低混凝土的单位 用水量 , 相应降低 水泥用量 。缓凝 型减水剂 ,可 以抑制水泥的水化作用 ,降低 水化温 升 , 有利 于防裂 , 还可以推迟水化热 的释放速度 , 热峰也有所 降低。 4)在保证工程质量 的前提下 ,可 以填充片石。 2 . 2. 2 合理进行温度控制 1 ) 入模温度 。混凝土的入模温度 取决 于各种原材料的初始温度 , 主要方法是施 工时加 冰冷却拌合水 、骨料 、水泥 ,尽量避开 高气温 , 覆盖运输工具 ,并经 常洒水 降温 。 2)混凝土内部温度控制。在混凝土 内部预埋水 管 ,利用冷却水 管 内流通的制冷 水带走大体积混凝土 内部积聚的水泥水化热 。 这种方 法具有灵 活性 和适用性 , 能够控制整个结构物 内部温度 , 可以广泛应
大体积混凝土裂缝产生原因及控制措施
大体积混凝土裂缝产生原因及控制措施大体积混凝土结构在使用过程中,常常出现裂缝现象,这不仅影响了建筑物的外观,更重要的是可能影响结构的安全性和耐久性。
了解大体积混凝土裂缝产生的原因,并采取相应的控制措施显得尤为重要。
1. 原材料问题混凝土质量的差异可能导致混凝土中存在空鼓等问题,这会在使用过程中引发裂缝。
材料中含有过多的气孔和流动性差也会增加混凝土的收缩性,从而加剧了混凝土裂缝的产生。
2. 温度变化混凝土在硬化过程中会发生收缩,而环境温度的变化也会对混凝土产生影响。
当混凝土中的收缩和环境温度的变化不匹配时,就会导致混凝土内部的应力过大,从而引发裂缝。
3. 设计缺陷如果在混凝土结构的设计和施工中,存在设计缺陷或者施工质量不合格的情况,也有可能导致混凝土结构内部出现裂缝。
4. 荷载变化混凝土结构在使用过程中,受到荷载的作用,比如温度荷载、湿度荷载、机械荷载等,这些荷载的变化都有可能引发混凝土结构内部的应力变化,从而导致裂缝的产生。
5. 施工工艺混凝土结构的施工工艺不当也是混凝土裂缝产生的一个重要原因。
比如浇筑过程中的振捣不足、养护不到位等都可能导致混凝土结构内部的空鼓和裂缝。
以上就是大体积混凝土裂缝产生的一些主要原因,深入了解这些原因,才能更好地采取相应的控制措施。
1. 选材在混凝土的选材过程中,应该选择质量好、掺合比适宜的原材料。
并且要求混凝土的含水量和流动性要符合设计要求,这样有利于减少混凝土中的空鼓和气孔,从而减少裂缝的产生。
2. 设计优化在混凝土结构的设计阶段,应该充分考虑混凝土的收缩性和环境温度变化对混凝土结构的影响,从而在设计阶段就采取相应的措施来减少混凝土结构内部的应力集中,减少裂缝的产生。
4. 预留伸缩缝在混凝土结构设计中,应该根据结构的实际情况,合理设置伸缩缝。
伸缩缝的设置可以有效地减少混凝土结构内部因为温度变化和应力变化而引发的裂缝。
5. 养护混凝土在硬化过程中,需要进行适当的养护。
大体积混凝土浇筑的裂缝控制研究
水泥 水化 热 、 外 界气 温 变化 和 混凝 土 的收缩 等 造成 。
建筑 工程 中 , 大体 积混 凝 土基 础施 工 中 , 由于水 泥 水化 热 的 积 累与 传 导 ,
混 凝 土 内部 的 温度 变 化 有一 个 明 显 的升 、 降 温过 程 , 同时 在 混凝 土 内部各 点
3 .大体 积 混凝 土浇筑 裂缝 控制 的主 要措 施方法
3 . 1大体 积混 凝 土的 配合 比设 计
温 度也 有 差异 。温度 变 化将 引起 混凝 土 体 积变 形 , 当混 凝 土变 形 受边 界 条件 约束 在混 凝 土体 内出现 应力 。 当其 拉应 力超 过 混凝 土 抗 拉强 度 极 限 时 , 混凝 土就会 出现 裂缝 。 混凝 土浇 筑 中 的裂缝 控 制是 长 期 困扰人 们 的一 个难 题 。 裂缝 会加 速 混凝 土碳 化 和钢 筋 锈 蚀 , 并 产 生恶 性 循 环 , 严 重 破 坏 混凝 土 结 构 的 安全 性 和 耐久 性, 所 以裂 缝 控制 显得 更 为重 要 。 目前 国内外 在 大体 积 混凝 土 施 工 中经 常采
一
积混凝土施工工艺。因其体积大 、 表面小 、 水泥水化热释放较集中等原因 , 内 部温升较快。 当混凝土内外温差较大时, 就会产生温度裂缝 , 影响结构安全和 正常使用 , 所以必须从根本上加以分析 , 来保证施工的质量。
1 . 2工程二 :
红 山小 营村 人 防 地 下室 工 程 , 地 下一 层 , 建 筑 面 积2 8 6 0 0 r f, 有 四个 人 防
施, 才 能提 高 混凝 土 的抗 裂能 力 。
1 .大体 积混 凝土 工程概 况 :
1 . 1 工程一 :
大体积混凝土裂缝
03
大体积混凝土裂缝预防措 施
材料选择与优化
01
02
03
选用低水化热水泥
使用水化热较低的水泥, 如矿渣水泥、粉煤灰水泥 等,以降低混凝土内部温 升。
控制骨料级配
优化骨料的级配设计,减 少空隙率,提高混凝土的 密实度。
掺加外加剂
适量掺加缓凝剂、减水剂 等外加剂,改善混凝土的 和易性,降低水灰比,减 少收缩。
压力注浆
对于宽度在0.2mm至3mm之间的裂缝,采用压力注浆技术进行修 补,注浆材料可选用水泥浆或化学浆液。
结构加固
对于严重影响结构安全的裂缝,需进行结构加固处理,如粘贴钢板、 碳纤维加固等。
治理效果评价
裂缝处理效果
经过治理后,裂缝得到了有效封闭和修补,不再 对结构安全和使用功能产生影响。
结构安全性评估
05
工程实例分析
工程概况及裂缝情况介绍
工程背景
某大型商业综合体,地下2层,地上4 层,总建筑面积约10万平方米。
裂缝情况
在地下室底板、顶板及部分外墙出现 大量裂缝,宽度从0.1mm到3mm不 等,长度从几十厘米到数米不等。
裂缝成因分析
温度应力
大体积混凝土在浇筑后,由于水 泥水化热作用,内部温度急剧上 升,而表面散热较快,形成内外 温差,导致温度应力产生,进而
裂缝的存在会破坏混凝土结构的整体性, 使得原本连续、均匀的受力状态变得复杂 ,可能导致应力集中和局部破坏。
裂缝为水分、氧气和其他有害物质提供了 侵入混凝土内部的通道,加速了钢筋锈蚀 和混凝土碳化等耐久性问题的发生。
降低结构承载能力
影响结构使用功能
裂缝的发展可能导致混凝土结构承载能力 的降低,尤其是在受拉区和剪切区,裂缝 的存在会显著降低结构的刚度和强度。
大体积混凝土结构裂缝控制研究
ห้องสมุดไป่ตู้
热。 因此 , 要 降低混 凝土 内部 的最高温 升, 就 要在满 足混 凝土 强度等 混 凝土在 建筑 中的作 用不言 而喻 , 混 凝土 通常是 由砂石骨 料、 水 技 术指标 的前提下 降低每立方米混 凝土中的水泥用量及 选用水化热较
【 关键词 l大 体 积混凝土 ; 裂缝控制; 形式; 原因
能 看得到的裂缝 , 这些裂缝是影 响混 凝土质量的杀手。
3 . 防止 大体 积 混凝 土的 收 缩裂 缝
收缩裂缝 产生在混凝 土的降温阶段 , 即当混凝 土降温时, 由于逐渐 首先 , 设计人 员通常要对混 凝土 的结 构来进行合 理配制 , 然而 , 混 散热而产生收缩 , 再加上混凝土硬化 过程 中, 由于混凝土 内部拌 合水的
工 糍 瀵
大体积混凝土结构裂缝控制研究
高亮 沈阳市热力工程设计研究院
I 摘 要1大体 积混凝土 在我 国的建 筑业中 应 用广泛 , 大 体 积混凝 土
质量是房屋建 筑的重点, 保证混凝土的质量是保证房屋建筑工程质量 的前
提 条件。 而混凝土的裂缝直接影响了 混凝 土的质量, 因此, 本 文重点介绍了 混凝土 裂缝 的成 因以及施工过程中所 出现 的问题 , 并提 出了 相关的控 制措
大体积混凝土相关措施-砼施工温度及裂缝控制
大体积混凝土施工工艺及裂缝控制2008-7-18 14:32随着建筑施工技术飞速发展,现代建筑中经常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等,其主要特点是体积大,表面小,水泥水化热释放较集中,内部温升较快。
当混凝土内外温差较大时,会产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用,所以必须从根本上加以分析,来保证施工的质量。
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝3种。
贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。
它切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害性较严重。
而深层裂缝部分地切断了结构断面,也有一定危害性。
表面裂缝一般危害性较小,但也影响外观质量。
出现裂缝并不是绝对地影响结构安全,它有一个最大允许值。
处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3毫米;处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2毫米。
对于地下或半地下结构,混凝土的裂缝主要影响其防水性能。
一般当裂缝宽度在0.1~0.2毫米时,虽然早期有轻微渗水,但经过一段时间后,裂缝可以自愈。
如超过0.2~0.3毫米,则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。
所以,在地下工程中应尽量避免超过0.3毫米贯穿全断面的裂缝。
如出现这种裂缝,将大大影响结构的使用,必须进行化学灌浆加固处理。
大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。
这种裂缝的宽度在允许限值内,一般不会影响结构的强度,但却对结构的耐久性有所影响,因此必须予以重视和加以控制。
而产生裂缝的主要原因有水泥水化热、外界气温变化和混凝土的收缩等造成。
如何控制这几方面对结构耐久性的影响呢?一、大体积混凝土的配合比设计1.水泥的选用:应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
大体积混凝土施工裂缝及控制措施
2 裂缝产生 的主要原 因
混 凝土 产生 裂缝 的原 因可分 为二 类:
1) 由外 荷载 引起 的裂缝 ,也 即结构 性裂 缝。
2)由 变形 变化 引起 的裂 缝 ,包 括 温度 、湿 度 、收 缩和 膨 胀 、不均 匀 沉降 等 因素引 起 的裂缝 ,也 即非 结构性 裂缝 。 由于 本工 程 井筒 还未投 入 使用 ,外荷 载几 乎 没有 ,因 此本文 主要 讨 论 非结构 性 裂缝产 生 的原 因。
变陡 ,也极 易造 成混凝 土表 面产 生裂 缝。 综上 所 述 ,就 工程 施 工 而言 ,防 止 本 工 程底 板 混 凝 土 出 现裂缝 的 关键就 是控 制混凝 土 内部 与表面 的温 差。
21 由温度 应力 引 的裂缝 .
混凝 土 为脆 性 材 料 ,其 抗 拉 强 度远 小 于 抗压 强度 。 混 凝
25 施 工不 合理 引起 的裂缝 .
1) 浇筑 混 凝土 时倒 灰 不均 匀 ,用 振动 棒 找平 时 ,往 往是 混凝 土中石 子一 振 已下沉 ,多为砂 浆 或石子 偏 少的 混凝 土往两 边 跑 ,造 成 砂浆 积聚 ,使 局部 混凝 土 中相对 水泥 含量 增加 ,此 处容易产 生大 的温度应 力与 收缩应力 ,造 成裂缝。
大 体 积 混 凝 土 施 工 裂 缝 及 控 制 措 施
文/ 磊 陈
进 入 2 世 纪 以 来 ,我 国 经济 持 续 发 展 ,迎 来 了建 筑 业 的 1 高峰 ,其 中 以高层 建筑 为代 表取 得 了长足 的发展 。 高层 建筑基 础 多采 用箱基 、筏 基及 高层 结构 转换 层 等大体 积混 凝土 。施 工 中现浇 混凝 土经 常出 现裂缝 ,加 之夏 季 气候酷 热 、干燥 ,冬 季 寒冷 , 日温 差大 ,混凝 土裂 缝 尤为突 出 。因 此 ,只 有 了解 了混 凝 土裂缝 产 生的 主要原 因 ,采取 相应 的 防治措 施 ,混凝 土裂 缝 才 能加 以控制 ,混凝 土的抗 渗 、抗裂 和抗侵 蚀 性 能才 能得 以提 高和 改 善 ,大体积 混凝 土质 量 才能得 到根 本保 证。 本 文结合 中
大体积混凝土裂缝分析及控制技术研究
1 3配 合 比 设 计 考 虑 因 素 .
在 采 用 中 、低 水 化 热 水 泥 的 基 础 上 ,通 过 掺 加 粉 煤 灰 、 矿 渣 粉
3 2测 温点 设 置 要 求 . 施工规范规定竖 向测温 剖面 的周边及 以内部位 应设置测温 点,周 边测温 点是指周边表面 以内 4 ~ lO m位置处的测温点;竖向剖面 上的 0 Om
【 摘 要 】 大体积混凝土裂缝在工程 实践 中较 为常 见, 合理的混凝 土配合比, 正确的施 工方案、 严格 的温控措 施是 减 少大体积混凝 土裂缝的技 术
保证 , 因此 , 大体积 混凝土裂缝控制具有 十分 重要的意 义。 对 论文介绍 了大体积混凝土施工裂缝成 因与相关 内容, 并提 出了防治措积混凝土
裂缝
因素
控制技 术
1大 体 积 混 凝 土 裂缝 控 制 考 虑 因 素
凝 土裂缝控制 的 目的 。国内体量大 、控制 难度大 的一些大体积 混凝土 施 工同样没有采 用掺微膨胀 剂的方法 ,一些非常具 有代表性 的成功案 例 ,裂缝控制 均没有采用掺 加微膨胀剂 的方法 ,充 分说明 了超 大体积
掺 加 矿 渣 粉 的 地 区 ,混 凝 土 配 合 比通 常 采 用 单 掺 配 制 技 术 ,水 泥 用 量
往往较 高 ,混凝 土温升往 往较大 ,近年 来我 国大 多数地 区 已经具备 了
掺加粉 煤灰和 矿渣 粉 的双掺技术 条件 ,大体 积混凝土 浇筑 内部 温升 已 显著减 小 。所 以大体积混 凝土采用 双掺技术 减小水泥 用量 ,是 大体积
周 边及 以 内部 位 测温 点 上下 、左 右对 齐 是 为 了 方便 相 邻 两 处 测温 点 温度 的 比较 , 测温 点 间距 不 应 小 于 0 4 . m,是 为 了 合 理 反 映 两 点 之 间 的温 差 。
超长大体积混凝土施工中的裂缝控制措施
引言超长大体积混凝土在建筑工程中较为常见,但此类材料的抗拉水平较差,一旦材料受力不匀称,就会导致建筑出现不规则裂缝,降低整体构件的承载力及稳定性。
为了降低混凝土裂缝对材料、建筑本身性能的不利影响,施工人员需要结合已有的经验和资料进行总结,通过消除混凝土裂缝对整体工程的不利影响,尤其是要总结诱发裂缝的原因,并给予加强、预防控制,再根据现有的案例确定预防性管理体系,规避裂缝带来的安全隐患问题,这也能提高整体工程的经济效益。
1超长大体积混凝土开裂机理超长大体积混凝土开裂问题的主要诱发因素是混凝土自身性能及其他因素两方面。
具体来讲,超长大体积混凝土开裂机理如下。
(1)混凝土成型过程中受到外界温度的影响,致使材料的体出现一定变化。
未添加抗渗材料混凝土的抗渗水平相对较差,非常容易受到高渗透性、侵蚀性溶液的影响,降低混凝土的功能性。
(2)当混凝土内部的温度出现剧烈变化时,混凝土的体积势会发生一定变化。
例如,水泥搅拌过程中会出现水热反应,大量的水化热会导致混凝土内外温差过大,影响材料的影响。
温度变化幅度会随着混凝土浇筑作业开展出现一定变化,故需要施工人员加强对材料的养护作业。
(3)材料收缩问题会影响大体积混凝土的功能性,尤其是材料的收缩性能(干燥、自收缩、塑性、化学、温度、沉降)会直接影响混凝土的收缩成型。
因此,施工人员需要结合当地的生态环境及降水因素、温湿度等条件,在细致的观察实践中确定混凝土收缩、开裂问题的影响因素。
(4)混凝土徐变现象也是工程中比较容易出现的,特别是徐变过程具有两面性特点,其一是可以控制水化热产生的温度应力,其二是可以增加混凝土形变的幅度。
(5)实际工程中所使用的其他物料也会影响混凝土的功能性,如水泥的细化水平会影响材料的收缩水平,并且混凝土裂缝大小会随着水泥使用量的增加而不断增加。
另外,骨料(粗骨料、细骨料)的含砂量也与混凝土裂缝的出现有直接的关系。
相关研究显示,在实际工程中添加适当减水剂,可以促使混凝土水胶比增加,该过程可以避免混凝土的化学收缩问题,这也说明加入适量外加剂也可以全面提高混凝土的质量,但工程中也要注意结合施工现场环境进行针对性管理。
大体积混凝土施工过程中裂缝综合控制技术研究
大体积混凝土施工过程中裂缝的综合控制技术研究1引言大体积混凝土结构内部矛盾发展的结果导致其早期裂缝的产生,大体积混凝土中早期裂缝产生的主要因素是水泥的水化热。
混凝土是非均质性材料,它是由多种材料组成的,并且具有良好的耐久性和较高的抗压强度等特点,但是混凝土的抗拉强度比较低,所以当混凝土受拉时其变形能力较小容易开裂,这是混凝土的一个缺点。
2提高大体积混凝土抗裂性能的设计措施2.1”抗”的原则“抗”的原则是指用提高混凝土极限抗拉强度的方法来抵抗应力及变形。
例如在混凝土结构中配置构造分布筋来防止混凝土裂缝的措施,由于混凝土结构配筋后可显著提高其极限拉伸值,所以钢筋的选择应尽量选择”小直径、小间距”。
2.2”放”的原则“放”的原则是指混凝土结构形式要选择合理,这样可以降低混凝土结构的约束程度,尽量允许结构物自由变形,尽量减小结构之间的相互约束。
例如为了适应变形的要求可以留置后浇带,因此可以把混凝土结构的收缩应力减小很多。
2.3混凝土强度等级的选择传统观点认为:混凝土强度等级越高越安全,提高混凝土的强度等级有利无害。
而这种认识是肤浅的,若混凝土强度等级越高,则混凝土的延性就会降低以及塑性减小;在混凝土中水泥用量、水泥强度等级以及用水量的增加,且细骨料和粗骨料粒径偏小、砂率偏大等因素都会使水化热量和收缩变形增加,这些因素对混凝土的抗裂是有害的。
因此说在设计时混凝土等级不宜选用过高的强度等级,满足混凝土结构设计基本要求即可。
3选择合适的结构形式及合理的分缝分块根据大体积混凝土工程的施工的特点,大体积混凝土结构工程设计除应满足设计规范和施工工艺的要求以外,也可以采取以下措施:1.由于合理的配筋可以提高混凝土的极限拉伸值,所以混凝土结构的配筋除应满足承载力及构造要求以外,还应增加配置合理的钢筋,用来承担温度应力以及抑制温度裂缝的开展的。
实践资料证明当钢筋小而密时,对混凝土抗裂效果比较好些。
2.当混凝土结构地基为岩石类时,在混凝土的垫层上可设置一毡二油(即一层油毡,两遍沥青)的滑动层,以此来改善边界的约束条件。
浅析港口与航道工程大体积混凝土裂缝控制
浅析港口与航道工程大体积混凝土裂缝控制在港口与航道工程中,大体积混凝土结构被广泛应用于码头、船闸、船坞、堤防等重要设施中。
由于大体积混凝土结构的特殊性质,其裂缝控制一直是工程设计和施工中需要重点关注的问题之一。
本文将对港口与航道工程中大体积混凝土裂缝控制进行浅析,旨在探讨如何有效地预防和控制混凝土裂缝,保障工程的安全和可靠性。
一、大体积混凝土的特点大体积混凝土是指体积较大的混凝土结构,通常用于承担重大荷载及抗冲刷、抗浪涌等功能。
由于其特殊的结构设计和工作环境,大体积混凝土结构具有以下特点:1. 自重大:大体积混凝土结构通常需要承担巨大的自重,因此其内部应力较大,裂缝易发生。
2. 建筑限制:由于体积较大,大体积混凝土结构在施工和养护过程中受到的影响较大,如温度、湿度等因素的影响。
3. 抗冲刷性能:大体积混凝土结构通常需要在水下或水边使用,具有较强的抗浪涌、抗冲刷性能。
4. 地基沉降:在土质地基上建设的大体积混凝土结构容易受到地基沉降的影响,引起裂缝。
大体积混凝土结构在工程设计和施工中需要采取一系列的措施来预防和控制裂缝的产生,以确保工程的安全和可靠性。
二、裂缝控制的方式针对大体积混凝土结构的特点,裂缝控制可以采取以下方式:1. 结构设计:在大体积混凝土结构的设计阶段,应根据结构的使用环境和荷载情况,采取合理的结构设计和加固措施。
在港口码头的设计中,可以采用预应力混凝土或加固钢筋混凝土结构,增加结构的抗拉能力,减少裂缝的产生。
2. 施工工艺:在大体积混凝土结构的施工过程中,应严格控制混凝土的配合比、浇筑温度、养护周期等因素,以确保混凝土的质量和性能。
特别是对于水下混凝土的浇筑,应采取防渗措施,防止水泥浆液分离,导致裂缝的产生。
3. 养护措施:对于大体积混凝土结构的养护工作至关重要。
合理的养护措施可以有效地减少混凝土内部的温度应力和干缩应力,减少裂缝的产生。
养护措施可以采用喷水养护、覆盖湿布等方式,延长混凝土的养护周期,保持混凝土内部的湿度。
大体积混凝土裂缝产生的原因与防治措施探讨
大体积混凝土裂缝产生的原因与防治措施探讨本文结合工程施工实践, 重点对大体积混凝土裂缝成因及防治措施进行了探讨, 并从原材料、施工和养护三个方面阐述了防治砼裂缝的一般方法。
1 裂缝产生原因砼产生裂缝, 主要是因为非受力变形引起的, 分为混凝土体积收缩引起的裂缝和温度应力引起的裂缝。
本文重点讨论温度裂缝。
温度裂缝主要是由于混凝土结构内外温差过大造成的。
1.1 混凝土产生温差的主要情形(1) 浇筑初期, 混凝土内部产生的大量水化热难以散发, 导致其内部温度迅速上升, 但其表面温度还是环境温度, 由此产生内外温差。
当这种温差在混凝土初凝时产生的拉应力超过混凝土自身的抗拉强度时, 就会形成裂缝。
(2) 拆模前后, 混凝土表面温度很快降低, 这种温度陡降也会产生裂缝。
(3) 当混凝土内部温度达到最高后, 热量逐渐散发, 达到最低温度或使用温度时, 也会形成温差, 产生裂缝。
1.2 施工中造成裂缝的原因(1) 原材料方面:水泥等级或品种选用不当、水泥存放时间长、因受潮产生凝结、非正常膨胀、水化热过高;粗细骨料级配不良、含泥量大、骨料表面含碱;掺合料比例过大、细度未达标;外加剂掺量选择不当、与水泥或掺合料的相容性不好;水泥用量和用水量过大、砂率和水灰比选择不当。
(2) 施工控制方面:原材料、外掺合料、外加剂称量不准;搅拌时间过长或不足、振捣或插入不当、拌合物不均匀、任意加水;运输停置时间长;连续浇筑时间过长、浇筑顺序不当、入模速度过快、摊铺分层过厚, 振捣不及时、过振或漏振、施工缝处理不当;养护不到位、未及时覆盖保湿或保温、早期失水补充不及时等。
(3) 设计方面:存在结构断面突变、钢筋配置过少或过多、未充分考虑混凝土的收缩变形、混凝土强度等级过高、荷载收缩等因素。
2 大体积砼裂缝的主要防治措施大体积砼裂缝的防治主要应从原材料、施工、设计三个方面采取措施。
2.1 原材料方面2.1.1 合理选择水泥水化热是产生大体积混凝土的温差的主要原因, 为减小温差, 就应该选择早期水化热低和安定性好的水泥。
大体积混凝土结构裂缝的控制研究
超过厚度 3 倍 的情况。混凝 土从 浇筑层下端 开始 , 逐渐 上移 。
浇筑方案 。 除应满 足每一处混凝土在初凝以前就被 上一层新 混凝 土覆盖并捣实 完毕外 , 还应考虑结构大 小、 钢筋疏 密、 预埋管道和 地脚 螺栓 的留设 、 混凝土供应情况以及水化热等因素的影啊 , 常采用的方法
有 以下几种 :
①全面分层 : 即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕 后 。 再回头浇筑第 二层 , 此时应使第一层混凝土还未初 凝 , 如 此逐 层连续浇筑 , 直至完工 为止。采 用这种方案 , 适用于结构 的平面尺寸一般不宜太大 , 施工 时从 短边 开始 , 沿长边推进比较合适 。必要时可分成两段 , 从中间向两端或
水泥在水化过程中释放出大量的热量, 而大体积混凝土结构断面较
厚。 表面系数相对较小 , 水泥发生 的热量聚集在结构内部很难散 失。 这样 混凝土 内部 的水化热 无法及时散发 出去 , 以至于越积越高 , 使 内外温差 增大。单位时间混凝土释放 的水泥水化热 , 与混凝土单位体积中水泥用 量和水泥品种有关 , 并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可 以自然散热, 实际上内部的最高温度 , 多数发生在浇筑后的最初 天。
经; 齐祝 野 2 0 1 3 年第 0 l 期 E c o n o m i c V i s i o n
城市建设
大体积混凝 土结构裂 缝 的控制研究
童 丽 பைடு நூலகம்
( 浙江东洲建设监理咨询有限公司
摘 要: 在大体积混凝土施工 中, 往往会因为内外温度差异 引起 裂 缝, 这 些裂缝 的存在轻 者影 响混凝 土外观 质量 , 严重者会 出现深入和 贯 穿性 裂缝 , 削 弱混凝土结构 的承载 力 , 降 低建筑的安 全性。本 文从 合理 选择原材料、进 行配合比设计 以及在施 工阶 段如何对 大体积 混凝 土进 行控制等方面赘述。 关键 词 : 大体积混凝土 ; 温度 ; 裂缝 ; 控制
大体积水泥混凝土的裂缝原因分析与施工技术研究
主要有三十多座,居于世界第三位,而混凝土的大跨径斜拉桥在数量上已经是世界第一了。
悬索桥悬索桥属于特大跨径的桥梁形式,目前在已建成的桥梁中是跨千米以上桥梁中的唯一桥型,从发展趋势上来说,虽然斜拉桥具有十分明显的趋势,但是由于地质或者是地形上的特点,悬索桥如果采用的是隧道式的锚碇,其效能体现上并不比斜拉桥要差。
根据目前世界范围内的建筑水平上来看,悬索桥在跨度上最长可以达到3500米,比如正在规划中的意大利墨西拿海峡大桥,在悬索桥方案上就达到了这个长度,当然随着建筑水平的不断提高,这个跨度还是会被不断刷新。
悬索桥跨径增大,当跨径达3500m时,动力问题将是一个突出的矛盾,所以,对特大跨桥梁,已提出用悬索桥和斜拉桥相结合的“吊拉式”桥型。
在国外这种桥型目前还停留在研究之中,并未诸实施。
然而,在我国贵州省乌江1997年底建成了一座用预应力钢纤维混凝土薄壁箱梁作为加劲梁的吊拉组合桥,把桥梁工作者多年梦寐追求的桥型付诸实现,这是贵州桥梁工作者的大胆尝试,对推动我国乃至世界桥梁建设都有巨大作用。
其实我国很早就开始修建悬索桥,究其跨径和规模远不能同现代悬索桥相比。
到了20世纪90年代初,我国才开始建造大跨悬索桥,例如:广东汕头海湾大桥,主跨452 m,加劲梁采用混凝土箱梁;广东虎门大桥,主桥跨径888 m,钢箱悬索桥;正在建设的钢箱悬索桥——江阴长江大桥,主跨1 385m。
由此可见,现代悬索桥在我国已具有相当规模和水平,已进人世界悬索桥的先进行列。
作者单位:武邑县交通运输局根据《普通混凝土配合比设计规程》(J G S55—96)规定,混凝土结构物中实际最小的几何尺寸在1m以上的部位结构称之为大体积混凝土,但是桥梁结构工程的(墩台扩大基础、墩台身、直径达到1m的接柱、盖梁、箱形梁厚腹板、T型刚构、悬臂梁及墩顶0号块)等几何尺寸都大于1~3m,因此;大体积混凝土指结构最小边尺寸在1~3m范围内的混凝土。
大体积混凝土极易出现裂缝,施工中如果不采取技术措施会导致混凝土的内外温差过大出现大量的裂缝,虽然钢筋混凝土在某种程度上是容许裂缝的,必须使裂缝控制在设计要求范围内,大体积混凝土的配合比组成材料应该与一般混凝土配合比有所不同,应采用低水化热的水泥、掺入粉煤灰及粗骨料采用连续级配等技术手段。
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大体积砼施工及裂缝控制研究
[摘要]:虽然目前对大体积砼还没有统一的定义,但从日本建筑学会标准的规定中不难看出,大体积砼至少其结构断面在80cm以上,而且还要有合理的合理阶级温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。
换言之,在当下的建筑施工中,大体积砼越来越受到欢迎,因建筑行业的快速发展,高层建筑及大型设备基础大量出现让大体积砼有了用武之地。
大体积砼和普通钢筋砼相比,结构厚、体积大、钢筋密、砼数多,工程条件要求高而复杂。
文章就大体积砼在施工中的技术作简单分析,并结合大体积砼产生裂缝的原因提出相关防裂缝的对策。
[关键词]:大体积砼施工技术裂缝控制
大体积砼在建筑施工中的应用为建筑工程的发展带来了生机,但砼施工中对材料、配合比、施工工艺又相对钢筋砼较高,因此,科学的施工方法将直接影响大体积砼的施工质量及裂缝的产生。
一、大体积砼的施工材料选择
在大体积砼的施工中,材料(包括水泥、滑料、矿物拌合物和水)的选用、砼配合比的确定与优化和砼的供应都是关键。
下面就一一作简单分析:
对水泥的选择要保证同的抗震性和强度,水泥是关键,与此同时,耐磨性、抗蚀性和抗干缩等都决定了大体积砼施工中需选择低热渣水泥,或者是高中标号的中低热硅酸水泥。
当然,在施工中,还要根据具体的建设中还需根据具体的施工设计和施工要求进行水泥选择。
在选定水泥后,就需对水泥的品种、等级、包装、出厂日期等进行核对,尤其是在强度要求上要严格把关,要让相关的设计并结合国家标准进行核对后方能在施工中使用;
滑料的选择则以结构致密为基本要求。
但还需要注意如果选用粗骨料,必须保证洁净而不含杂质,如选用细骨料则最好用中砂,含量不能大于3%;矿物的作用是改善大体积砼的和易性,同时为后期的强度、耐磨性等奠定基础,多以沸石粉、高炉矿渣等为主;《砼用水标准》JGJ63是大体积砼施工中水使用的基本标准,当然,如果使用拌制砼也可采用饮用水;外加剂使用的目的是条件砼凝结时间,硬化性能,改善砼的耐久性等作,这要根据具体的施工要求而选择;
对于砼的配比则要在满足轻度要求的同时尽可能降低砂率,一般砂率要小于35%,混凝土浆则可小于50%。
混凝土水灰比要控制在0.50以内,当然,如果可以,要尽量降低水灰比。
大体积泵送混凝土坍落度要控制在12±2cm以内。
在混凝土中要掺入适当的减水剂而达到减小水灰比的目的。
同时,水泥和用水量必须得到控制,在具体施工中,配合比应根据以上要求采用“先试验后使用”的原则进行;至于砼的供应,必须在保证计量准确、配合比准确的基础上由商品砼搅拌站进行;大体积砼的计量要求使用检定过的计量器具,保证计量正确。
同时要根据收缩当量温差、各龄期混凝土弹性模量、温度收缩应力、浇筑前裂缝控制施工计算的量而进行。
拌制不采用“外掺”、“后掺”的作法,严格控制拌制时间,搅拌
完成后装入运输车时,即测定坍落度,同时观察砼的和易性,不得存在离析,分层等现象,坍落度不符合要求的砼不能出站;运输则根据路线的比对,交通的状况,随时增减车辆,保证砼的正常供应,砼运输时间不得大于180MIN,砼运输车辆离开搅拌站后不得掺加任何材料,包括水、外加剂等。
二、大体积砼的施工技术分析
当大体积砼的材料选择好后,浇筑就是关键。
在浇筑中,要分块分层进行,这样做的好处是分散混凝土的放热峰值。
通常是在第一层浇筑还未初凝时进行上一层。
在振捣过程中,振动棒应插入下一层50—100cm处进行振捣,当然,对于80cm的大体积砼振动棒则插入距离则为40—80cm,这样能较好地消除上下两层间的接缝,防止裂缝产生。
但振捣时间不宜过长,目的是为了不让砂石下沉而导致结构的不均。
在浇筑完成后,当混凝土初凝时要进行粗抹面,当初凝时在进行第二次抹光,从而达到消除表面龟裂纹的目的。
对于浇筑温度的控制要保证中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于25℃--30℃;混凝土拆模时,混凝土的温差不超过20℃。
其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差;采用内部降温法来降低混凝土内外温差。
内部降温法是在混凝土内部预埋水管,通入冷却水,降低混凝土内部最高温度。
冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行,还有常见的投毛石法,均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂;保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,以控制混凝土的内外温差小于20℃;混凝土表层布设抗裂钢筋网片,防止混凝土收缩时产生干裂。
二、大体积砼产生裂缝的原因
在建筑施工中,混凝土裂缝产生的原因无外乎温度、干缩和荷载三要素。
大体积砼也同样要受这样三要素的影响。
首先大体积砼由温度引起的裂缝有两种情况,一是在砼的硬化过程中内外温差超过砼的承受力而导致裂缝产生。
因硬化中水泥会释放书大量的水化热,而大体积砼的体积厚度大,散热自然就慢,于是内外温差较大,自然让砼体积膨胀,砼收缩,形成裂缝。
在施工中,外界温度也随时会导致砼裂缝的产生,因砼具有热胀冷缩的性质,那么,一旦外界温度发生较大变化,砼就会收缩而产生拉应力,如果拉应力大于砼本身的抗拉强度,裂缝产生就成了必然。
其次是干缩裂缝。
干缩裂缝产生的主要原因是砼中的水分蒸发。
砼在硬化过程中,受外界因素的影响,水分会慢慢蒸发,此时水泥中的胶凝体就会变得干燥,于是产生了收缩,尤其是在大体积砼的初凝阶段,砼的抗拉强度还处于较低状态,此时若在拉应力的作用下,砼就会产生较大的干缩裂缝。
最后,在荷载作用下,如果构件截面产生拉应力,那么构件就会随之变形,
如果拉应力大于砼本身的抗拉力,裂缝就会产生。
三、大体积砼的裂缝控制技术
从影响大体积砼裂缝产生的原因来实施裂缝控制是最有效的办法,无论是因温度而产生的裂缝或是因荷载而导致的裂缝都和大体积砼的材料选择和施工工艺紧密联系在一起。
因此,对大体积砼的裂缝控制机就需要通过改变外界条件或提高砼的抗拉极限来进行。
首先,优化材料的选择和配和比。
在设计时砼强度等级不宜过高,在满足承载力和防水要求的条件下,宜在C25-C35的范围内选用,如果砼强度等级过高,水泥用量过多,砼硬化过程中水化热高,收缩大,就容易引起裂缝。
水泥宜优先采用水化热低、水化热不集中的品种,如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或复合水泥。
还可增加粉煤灰掺量。
在砼中掺加粉煤灰能有效改善砼的黏塑性,并可代替部分水泥,减少砼的用水量和水泥用量,减少水化热,还可减少砼中的孔隙,提高密实度和强度,提高抗裂性。
其次可掺入适量有微膨胀组分的外加剂。
在砼中掺入适量的膨胀剂,能有效补偿一部分砼的收缩从而控制或避免砼的收缩开裂,以ZY为例,将6--8%的ZY 加入到普通砼中,拌水后生成大量的膨胀性结晶水化物水化硫酸钙,使砼产生适度膨胀,在钢筋和邻位的约束下,改变了砼内部的应力结构,在砼结构中建立0.2--0.7Mpa的预压应力,这一压应力可大致抵消砼硬化过程中收缩产生的拉应力,从而避免或大大减轻砼结构的开裂。
必要的养护也是不可或缺的。
砼浇筑后,应尽快回填土,目前这是砼保温保湿养护的最有效方法。
如采用蓄水法保温养护,在混凝土施工期间可通入冷却循环水,以便加快承台内部热量的散发。
此外,设置后浇带、设置增强钢筋和降低砼浇注温度也是较为有效的方法。
找准原因,从材料选择入手,优化施工工艺,这才是提高大体积砼施工质量的最好方法。
在建筑施工中,我们还需多实践,在实践中不断探索。
参考文献:
[1]、张占超、冯慧:浅析大体积混凝土裂缝原因与施工措施[J],建筑科技与管理,2009年第7期。
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