论大体积混凝土的温控和防裂

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1、论大体积混凝土的温控和防裂　　论文关键词:大体积混凝土;温度控制;防裂措施　　论文摘要:在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要的现实意义。然而，不管采取什么措施，大体积混凝土都会产生温度裂缝，不仅影响美观，而且可能会影响到结构的整体性和耐久性。本文扼要叙述了温控设计的基本要点及温度裂缝产生的原因。概述了提高大体积混凝土抗裂能力的主要因素及一些防裂措施。　　一、前言　　随着我国建筑行业施工技术的不断提高，大体积混凝土技术已广泛应用于工程项目中，大体积混凝土坝的裂缝及其防治一直水水电工程界十分关注的

2、重大技术问题，研究温度控制及防裂措施具有十分重要的意义。　　　　二、温度控制要点和温度裂缝产生原因　　大体积混凝土如混凝土坝的温度控制是混凝土坝设计中的重要问题，对于保证混凝土坝工程的质量、加快施工进度等方面，起到关键性作用。在混凝土温度控制设计中，一般以基础温差的设计为重点，以单独浇注块的温度应力为理论基础，在限制应力或应变的条件下估算允许温差。实践表明，浇注块的分块尺寸越小，应力越小，基础允许温差就越大。　　混凝土标号高，防裂能力强，但因水泥用量增加，故水化热温升也较高，从而使浇筑块早期约束应力较

3、大，后期冷却约束拉应力也较大。浇筑层厚度对水化热温升有直接的影响，薄层浇筑水化热温升较低，冷却后约束应力较小。一般浇筑块高度超过4.5m时，大坝内部混凝土基本上处于不散热的绝热状态。　　对大坝混凝土的温度控制，最关键的是要掌握混凝土的温度变化规律和将温度应力控制在混凝土的允许范围内。在施工过程中，混凝土温度场及应力场的变化过程是相当复杂的。在设计计算中，需要模拟实际施工过程，考虑各种复杂因素，如混凝土的弹性模量、线胀系数、徐变、抗拉强度、极限拉伸值、热力学指标、温度、荷载、自生体积变形等。　　大体积混

4、凝土结构，浇注后水泥的水化热很大，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土的内部温度将显著升高，而混凝土表面则散热较快，这样形成较大的温度梯度，引起较大的表面拉应力而超过混凝土极限抗压强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝多发生在混凝土浇注后的升温阶段。如果此时混凝土表面不能保持潮湿的养护环境，则混凝土表面由于水分蒸发较快而使初期的混凝土产生干缩，加剧裂缝的产生。这是混凝土浇注后由于温升产生的第一种裂缝。　　由于温升影响产生的第二种裂缝是收缩裂缝。这种裂缝产生在混凝土的温降阶段，

5、即当混凝土降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩，在收缩时由于受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力，如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限拉升强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝，这种裂缝有时会贯穿全断面，成为结构性裂缝，带来严重的危害。　　　　三、防止混凝土裂缝的传统技术措施　　为了防止产生危害性的裂缝，必须采取一系列技术措施包括合理选择混凝土原材料，严格控制施工质量，严格控制混凝土温度

6、，选择合理的分缝分块和结构形式等。　　（一）水泥水化热温度　　1、选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、火山灰质水泥或粉煤灰水泥）配制混凝土。　　2、使用粗骨料：渗加粉煤灰等渗和料、或渗加减水剂，改善和易性，降低水灰比，控制塌落度，减少水泥用量，降低水化热量。　　3、利用混凝土后期（90天、180天）强度，降低水泥用量。　　4、在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，降低混凝土水化热温度。　　5、在厚大无筋或稀筋的厚大混凝土中，掺加20%以下的块石吸热，并节省混凝土。　　（二）降低混凝土浇灌入模温度　　1、

7、避开热天选择较低温季节浇筑混凝土：对现浇量不大的块体，安排在下午3时以后或夜间浇筑。　　2、夏季采用低温水或冰水拌制混凝土，对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行护盖或设置遮阳装置，运输工具加盖防止日晒，降低混凝土拌和物温度。　　3、掺加缓凝型减水剂。采取薄层浇灌，每层厚20～30cm，减缓浇筑强度，利用浇筑面散热。　　4、在基础内设通风和加强通风加速热量散发。　　三峡工程针对高标准的混凝土温控标准，各个环节均采取了有力、有效的温控措施。如对混凝土用量最大的原材料——粗骨料采取两次预冷，即在进拌和

8、楼前，在料仓内吹冷风进行一次风冷；进拌和楼后，又在贮罐内进行二次风冷，使各级骨料平均温度达到零下1～6℃。拌和时，加冷制水掺片冰拌和，用以控制混凝土的浇筑温度。在坝体内散布安装冷却水管，混凝土浇筑后即开始通冷却水，用以控制坝体最高温度，并使坝体提前达到稳定温度。　　（三）提高混凝土极限拉伸强度　　1、选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土振捣，提高混凝土的密实度和抗拉强度，减少收缩，保证施工质量。　　2、采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时