橋梁大體積混凝土溫度控制與防裂[權(quán)威資料]

橋梁大體積混凝土溫度控制與防裂 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 【摘要】大型橋梁承臺往往采用大體積混凝土建造。大體積混凝土的水泥水化熱使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度較高，容易產(chǎn)生溫度裂縫。本文分析了橋梁工程大體積混凝土溫度裂縫的危害及產(chǎn)生的原因，探討了防裂對策。 【關(guān)鍵詞】橋梁；大體積；混凝土；防裂 K928 A 大體積混凝土由于截面尺寸較大，裂縫一般在混凝土澆注短期內(nèi)形成，此時(shí)設(shè)計(jì)荷載尚未作用于結(jié)構(gòu)上，所以由荷載引起結(jié)構(gòu)裂 縫可能性很小，但水泥水化過程中釋放的水化熱產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，將會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，這是大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因。為了保證混凝土結(jié)構(gòu)物能夠滿足設(shè)計(jì)條件和使用要求，混凝土必須具備足夠的耐久勝和強(qiáng)度，而混凝土結(jié)構(gòu)工程開裂，將直接影響結(jié)構(gòu)的使用壽命，嚴(yán)重者將會引起結(jié)構(gòu)破壞，使結(jié)構(gòu)喪失承載能力及使用功能。 一、橋梁工程大體積混凝土溫度裂縫的危害 大體積混凝土的溫度裂縫不論是對它的應(yīng)力狀態(tài)還是它的使用壽命都有很大的害處，即使是一般的表面裂縫對混凝土的耐久性也是極 為有害的?；炷羶?nèi)部溫度應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力迭加，整個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)變化，對今后使用階段具有不容忽視的影響?；A(chǔ)貫穿裂縫或深層裂縫一旦形成后，它的危害十分嚴(yán)重，這兩類裂縫都破壞了結(jié)構(gòu)的整體性，改變了設(shè)計(jì)的應(yīng)力分布狀態(tài)，改變了混凝土建筑物的受力條件，從而可能使局部或整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。所以設(shè)計(jì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，旨在防止裂縫發(fā)生的溫控設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有同等重要的意義。 歷史上，由于對大體積混凝土的裂縫的形成機(jī)理沒有充分的認(rèn)識，或沒有找到適當(dāng)?shù)拇胧﹣矸乐勾篌w積混凝土開裂，尤其是對大體積混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行施工控 制，國內(nèi)外都有許多大體積混凝土結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫的情況，影響工程的使用，以致不得不采取補(bǔ)救措施，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耗資巨大。 以往大體積混凝土溫度裂縫不主要出現(xiàn)在水利水電工程中，近年來，隨著建筑原材料的發(fā)展，施工技術(shù)水平的不斷提高，混凝土建筑物結(jié)構(gòu)尺寸越來越多地向高大方向發(fā)展，大體積混凝土在交通、市政等工程中，也被廣泛采用。許多交通、市政工程混凝土結(jié)構(gòu)物應(yīng)用向大型化發(fā)展，混凝土工程量巨大，例如南昆鐵路、內(nèi)昆鐵路在復(fù)雜地質(zhì)條件下的大型橋梁基礎(chǔ)很多采用大體積混凝土基礎(chǔ)，單個(gè)基礎(chǔ)混凝土一次澆注量達(dá)到 3000m3 以上。橋梁工程是交通工程中的咽喉工程，占有極其重要的地位，橋梁基礎(chǔ)工程的質(zhì)量對于橋梁的安全運(yùn)營具有前提性的作用，在設(shè)計(jì)中往往有混凝土連續(xù)灌注、不留后澆帶等特殊設(shè)計(jì)要求，對大體積基礎(chǔ)混凝土要求嚴(yán)格。隨著大跨、高墩橋梁日益增多，由于地質(zhì)條件不同和對橋梁穩(wěn)定性的要求，橋梁基礎(chǔ)的尺寸也越來越大，基礎(chǔ)部位的溫度裂縫成為了橋梁設(shè)計(jì)和施工過程中必須重點(diǎn)考慮的問題之一?；A(chǔ)部位一旦出現(xiàn)超出允許范圍的裂縫，必將留下嚴(yán)重的安全隱患。輕則導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)變形，無法正常使用，重則導(dǎo)致橋梁倒塌，造成巨大的生命、財(cái)產(chǎn)損失。 二 、橋梁工程中大體積混凝土裂縫的成因分析 1、外界氣溫變化的影響 針對于大體積混凝土施工而言，其裂縫的形成在很大程度上取決于外界氣溫的變化情況。而各種溫度的集合就是混凝土內(nèi)部的溫度，這些溫度包括水泥水化熱的溫度、混凝土結(jié)構(gòu)散熱溫度及其澆筑的溫度。而同外界氣溫有直接關(guān)系的是澆筑溫度，澆筑溫度會隨著外界氣溫的增溫而升高，倘若外界溫度降低，又會在一定程度上加大大體積混凝土的內(nèi)外溫差梯度。假如外界氣溫下降過快，則產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，很容易造成混凝土開裂。 2、水泥水化熱的影響 在混凝土澆筑后的七天左右，水泥水化過程中散發(fā)大量的熱量，通常水泥放出的熱量為 500J /g。倘若以 240- 480kg/m3 計(jì)算，混凝土將釋放出熱量為 1.75*104- 2.75*104KJ/M3 ，致使混凝土內(nèi)部溫度迅速升高，可達(dá)70 ，加之混凝土內(nèi)部同表面的散熱不一，就會產(chǎn)生溫度梯度，從而使表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，倘若拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度，將出現(xiàn)裂縫。 3、混凝土的收縮 混凝土的收縮，易言之，可理解為混凝土在大氣中硬結(jié)時(shí)所發(fā)生的體積變化的一種現(xiàn)象。在沒有外力影響的情況下，混凝 土所出現(xiàn)的變形倘若受到諸如鋼筋或者支持條件等的影響的情況下，其就會形成拉應(yīng)力，造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。混凝土硬化初期及后期的收縮是有區(qū)別的，前者是在其硬化過程中出現(xiàn)的體積變化，而后者則是其內(nèi)部水分的蒸發(fā)造成的干縮變形。 三、控制裂縫的措施 大體積混凝土的裂縫破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性、危害嚴(yán)重 , 必須加以控制 , 大體積開裂主要是水化熱使混凝土溫度升高引起的 , 所以采用適當(dāng)措施控制混凝土溫度升高和溫度變化速度 ,在一定范圍內(nèi)就可避免出現(xiàn)裂縫。這些措施包含了混凝土施工的全過程 , 包括選擇 混凝土組成材料、施工安排、澆筑前后降低混凝土的措施和養(yǎng)護(hù)保溫等。優(yōu)選混凝土各種原材料 , 控制施工配比 , 減少水泥用量。 1、水泥的選擇 理論研究表明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土大體積混凝土施工及質(zhì)量防治措施施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥 , 并盡量降低混凝土中的水泥用量 , 以降低混凝土的溫升 , 提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失 , 可適度摻加活性細(xì)骨料 (如粉煤灰 )來 替代水泥。 2、骨料的選擇 選擇粗骨料時(shí) , 可根據(jù)施工條件 , 盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子。既可以減少用水量 , 也可以相應(yīng)減少水泥用量 , 還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。選擇細(xì)骨料 , 采用平均粒徑較大的中粗砂 , 從而降低混凝土的干縮 , 減少水化熱量 , 對混凝土的裂縫控制有重要作用。 3、摻加外加料和外加劑選擇 摻加適量粉煤灰 , 可減少水泥用量 , 從而達(dá)到降低水化熱的目的。但摻量不能大于 30% 。摻加適量的高效減水劑 , 在同等強(qiáng)度條件下可有效地增加混凝土 的和易性 , 降低水泥用量 , 減少水化熱 , 同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度。 4、精心設(shè)計(jì)混凝土配合比 在保證混凝土具有良好工作性的情況下 , 應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量 , 采用 “ 三低 (低砂率、低坍落度、低水膠比 )、二摻 (摻高效減水劑和高性能引氣劑 )、一高 (高粉煤灰摻量 ) ” 的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ,生產(chǎn)出高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。 5、優(yōu)化設(shè)計(jì) 采取必要構(gòu)造措施 , 增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。 6、避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中 在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。 7、混凝土溫度控制、檢測與養(yǎng)生控制混凝土入模溫度 入模溫度的高低與出機(jī)溫度密切相關(guān) , 另外還與運(yùn)輸工具、運(yùn)距、轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)、施工氣候等有關(guān)。在溫度較高的情況下進(jìn)行施工 , 可以在施工現(xiàn)場對堆在露天的砂石用布覆蓋 , 以減少陽光對其的輻射 , 同時(shí)對澆筑前的砂石用冷水降溫。在攪拌過程中向混凝土中添加冰水。如果是在冬季進(jìn)行施工 , 因?yàn)橐乐乖缙诨炷帘粌鰡栴} , 所以要求混凝土澆筑時(shí)應(yīng)該具有較高的澆筑溫度。在澆筑混凝土以前還應(yīng)該對基礎(chǔ)及新混凝土接觸的冷壁 用蒸汽預(yù)熱 , 對原材料應(yīng)視氣溫高低進(jìn)行加熱。嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度。一次澆注的混凝土不可過高、過厚 , 以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實(shí) , 嚴(yán)格控制振搗時(shí)間 , 移動距離和插入深度 , 嚴(yán)防漏振及過振。為降低大體積混凝土的水化熱 , 在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水 , 采用循環(huán)法保溫養(yǎng)護(hù) , 以便加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。為能夠較準(zhǔn)確地測量出混凝土內(nèi)部溫度 , 在混凝土中預(yù)埋測溫管 , 用水銀溫度計(jì)測溫。上下層溫差控制在 15 20 之內(nèi)。根據(jù)各測點(diǎn)的溫度 , 可及時(shí)繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線 , 對照混凝土理論計(jì)算 值 , 分析存在的問題 , 有的放矢地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。另外 , 混凝土養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度 , 控制混凝土的內(nèi)外溫差 , 防止混凝土在強(qiáng)度增高過程中產(chǎn)生裂縫。混凝土澆筑完畢后 , 在其頂面及時(shí)加以覆蓋 ,要求覆蓋嚴(yán)密 , 并經(jīng)常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用是防止表面水分蒸發(fā)吸收熱量致使溫度降低過快 , 造成較大內(nèi)外溫差。健全施工組織管理。施工前應(yīng)做好詳細(xì)施工方案 , 加強(qiáng)施工管理 , 逐級進(jìn)行技術(shù)交底 , 做到層層落實(shí) , 確保方案順利實(shí)施。 8、砼裂縫常見修補(bǔ)方法 壓力注漿法修補(bǔ)裂縫。機(jī)械動力法 : 利用壓送設(shè)備 (壓力 0. 2 0. 4MPa)將補(bǔ)縫漿液注入砼裂隙 ,達(dá)到閉塞的目的 , 該方法屬傳統(tǒng)方法 , 效果很好 ； 低壓注漿法 : 利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫 , 不用電力 , 十分方便效果也很理想。開槽填補(bǔ)法修補(bǔ)裂縫。沿砼裂縫開鑿成槽 , 用聚合物水泥砂漿將其填補(bǔ)封閉的方法稱為開槽填補(bǔ)修補(bǔ)法。適用于結(jié)構(gòu)允許開槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫 , 如墩臺或路面砼的裂縫。涂膜封閉法修補(bǔ)裂縫。在砼表面涂刷防水涂膜以封閉微細(xì)裂縫的修補(bǔ)方法稱涂膜封閉法 , 適用于寬度小于 0. 2 mm的微細(xì)裂縫的修補(bǔ)。 結(jié)論： 合理的混凝土配合比、合適的原材料，是大體積混凝土溫控成功的基礎(chǔ)。通過選取優(yōu)化混凝土原材料，能夠有效的降低水泥水化熱，降低混凝土外溫差 ；合理的施工組織、正確的施工方案與有效的溫控監(jiān)測方案，是大積混凝土溫控成功的保證。 參考文獻(xiàn)： 1 曹可之 .大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合措施 .建筑結(jié)構(gòu)， 2012(8). 2 蔡潤梁，等 .現(xiàn)澆大體積混凝土的溫度裂縫控制 .武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)， 2011(8). 3 田雨澤，等 .大體積 混凝土施工的裂縫預(yù)控 .低溫建筑技術(shù)， 2012(3). 文檔資料：橋梁大體積混凝土溫度控制與防裂 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :熱電廠 EDI 設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)及化學(xué)清洗 人防工程施工中滲漏的原因和控制要點(diǎn) 淺談一體化城鎮(zhèn)的建設(shè) 橋梁伸縮縫損壞原因及更換施工技術(shù) 淺析高層建筑防雷接地的相關(guān)問題 橋梁裂縫注漿修補(bǔ)材料及技術(shù) 淺談智慧供應(yīng)鏈中物資配送管理思路 橋梁裂縫原因及施工技術(shù)分析 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