淺析大體積混凝土施工的溫度裂縫控制及措施_工程管理

1、淺析大體積混凝土施工的溫度裂縫控制及措施溫度裂縫是大體積混凝土施工中最主要的有害裂縫,而收縮應(yīng)力及溫度應(yīng)力是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要緣由.本文重點(diǎn)對(duì)大體積混凝土的溫度裂縫掌握及施工措施進(jìn)行了探討.隨著大體積混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工程建設(shè)項(xiàng)目中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，對(duì)大體積混凝土的討論就顯得尤為重要。大體積混凝土中由于溫度效應(yīng)引起裂縫并造成危害的現(xiàn)象廣泛存在，而建筑物的破壞和滲漏又往往始于混凝土的有害裂縫，所以在大體積混凝土施工的過(guò)程中掌握有害裂縫就成了重中之重，多年來(lái)，通過(guò)大量試驗(yàn)討論，己經(jīng)證明：大體積混凝土的裂縫主要是溫度裂縫，因此討論掌握溫度裂縫的方法和預(yù)防措施就成了保證建筑物經(jīng)久耐用的關(guān)鍵所在。

2、1.溫度裂縫及其成因1.1溫度裂縫及其種類混凝土隨著溫度的變化而發(fā)生膨脹、收縮，從而引起的裂縫稱為溫度裂縫。貫穿裂縫將結(jié)構(gòu)斷面切斷，可能破壞結(jié)構(gòu)整體性、耐久性和防水性，影響正常使用，危害嚴(yán)峻。由于大體積混凝土水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力引起的裂縫主要有以下四種：(1)混凝土澆筑初期升溫階段，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱，混凝土表面散熱快速，而內(nèi)部較慢，內(nèi)外的溫差產(chǎn)生內(nèi)約束，結(jié)果就是內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，面層為拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就是產(chǎn)生裂縫。(2)混凝土硬化后期降溫階段，此階段與上述階段相反，是外約束，從而使內(nèi)部混凝土中形成較大的拉應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂。(3)升溫階段中，此時(shí)混凝土沒(méi)硬化產(chǎn)生強(qiáng)度，

3、故地基、基礎(chǔ)周邊條件對(duì)其不形成約束應(yīng)力。當(dāng)是降溫階段，混凝土己有強(qiáng)度并且與邊界條件形成一體，混凝土冷縮產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)而開(kāi)裂。(4)混凝土的干縮受到邊界的約束產(chǎn)生拉應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂。后三種裂縫嚴(yán)峻時(shí)會(huì)形成貫穿裂縫，破壞結(jié)構(gòu)整體性、耐久性、防水性，影響正常使用。1.2溫度裂縫的形成對(duì)于大體積混凝土,由于大量使用水泥,且其截面尺寸較大,因此,水泥釋放的水化熱會(huì)引起混凝土溫度的較大變化,大體積混凝土的溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的緣由可以分為以下兩種:(1)在混凝土澆注初期,由于大量水化熱的產(chǎn)生,混凝土的溫度上升很快,然而,由于混凝土表面的散熱條件遠(yuǎn)比其內(nèi)部散熱條件要好,形成了溫度梯度,這種溫度梯度將會(huì)產(chǎn)生混凝土表面

4、裂縫。(2)在澆注后若干天,水泥的水化熱已基本上釋放完畢,混凝土漸漸降溫,由于地基和邊界條件的限制,這樣的降溫引起的混凝土收縮并不能夠自由變形,這也是造成混凝土裂縫形成的緣由之一。2.溫度裂縫的掌握和措施混凝土工程的裂縫受設(shè)計(jì)、原材料、配比、施工工藝方法、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境等多種因素的影響，我們?cè)谶M(jìn)行裂縫掌握時(shí)就應(yīng)當(dāng)從多方面綜合考慮，加大技術(shù)投入，進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量掌握和管理，狠抓各個(gè)環(huán)節(jié)，確保施工質(zhì)量。2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面措施首先要進(jìn)行混凝土的抗裂設(shè)計(jì)，主要是指合理地設(shè)計(jì)平面和立面，避開(kāi)截面的突變，從而減小約束應(yīng)力，合理布置分布鋼筋，避開(kāi)選用高強(qiáng)度混凝土，充分利用混凝土60天或90天強(qiáng)度。2.2

5、混凝土材料方面的選擇掌握大體積混凝土的開(kāi)裂，從在材料方面考慮，主要從減小混凝土的收縮，降低水化熱，增加混凝土抗拉強(qiáng)度等方面入手。2.3大體積混凝土的溫度應(yīng)力計(jì)算在建筑工程中，尤其是應(yīng)用在高層建筑工程中的大體積混凝土，具有下述特點(diǎn)：混凝土強(qiáng)度級(jí)別高，水泥用量較大，因而產(chǎn)生的收縮變形也大。均為配筋結(jié)構(gòu)且配筋率高，而配筋對(duì)掌握裂縫是有利的。其幾何尺寸不是非常巨大，水化反應(yīng)溫升快，降溫散熱亦快。因此降溫與收縮的共同作用是引起混凝土開(kāi)裂的主要因素。因此大體積混凝土施工中掌握裂縫的方法不像塊體混凝土那樣，要采納特殊的低水化熱水泥和簡(jiǎn)單的冷卻系統(tǒng)，而主要依靠合理配筋，采納合理的混凝土配比、合理的施工與養(yǎng)護(hù)措

6、施，以提高結(jié)構(gòu)的抗裂性。為此,我國(guó)的水利電力科學(xué)討論院也對(duì)混凝土壩的溫度應(yīng)力進(jìn)行了大量的理論討論和模型試驗(yàn)，取得了不少討論成果。連續(xù)加強(qiáng)這方面的討論進(jìn)度,通過(guò)計(jì)算溫度應(yīng)力,對(duì)掌握溫度裂縫有深遠(yuǎn)的科學(xué)意義.2.4大體積混凝土的溫度監(jiān)控2.4.1溫度監(jiān)控內(nèi)容關(guān)于大體積混凝土的溫度監(jiān)控，不僅僅是監(jiān)測(cè)大體積混凝土內(nèi)部的溫度變化，其內(nèi)容還有混凝土中材料的選擇、協(xié)作比(特殊留意的是水泥用量)，其所用材料的預(yù)冷卻或加熱，掌握澆筑厚度與方法，養(yǎng)護(hù)方法等。這其中又 以混凝土的養(yǎng)護(hù)方法起主要作用。因此，對(duì)于大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，原則上不僅要滿意強(qiáng)度要求，還應(yīng)通過(guò)溫度掌握，防止溫度應(yīng)力引起的裂紋，在溫度掌握時(shí)留意以下

7、問(wèn)題：(1)要清晰因溫度應(yīng)力而引起的結(jié)構(gòu)物開(kāi)裂這一問(wèn)題提出的溫度掌握理論。(2)溫度掌握時(shí)，應(yīng)依據(jù)材料、外界條件、施工因素綜合考慮養(yǎng)護(hù)溫度。(3)依據(jù)溫度掌握的要求，和計(jì)算得到的各齡期內(nèi)的溫度應(yīng)力，實(shí)行必要的適合的溫度掌握措施。2.4.2溫度掌握原則溫度掌握重點(diǎn)就是對(duì)澆筑溫度和最高溫度進(jìn)行人為的掌握，養(yǎng)護(hù)階段應(yīng)留意以下兩點(diǎn)：(1)混凝土的內(nèi)部最大溫度與外表面溫度之間的差值應(yīng)小于25。(2)拆模時(shí)間應(yīng)綜合考慮各個(gè)因素，保證拆模時(shí)溫差不能太大，有利于混凝土強(qiáng)度的正常增長(zhǎng)。2.4.3溫度掌握方法溫度掌握方法在前面已有表述，循環(huán)水降溫法和保溫法。2.5減小環(huán)境氣候的影響在施工過(guò)程中，充分考慮外界環(huán)境因

8、素對(duì)施工的影響，比如盡量不選擇高溫酷熱的夏季和低溫的動(dòng)機(jī)施工,不選擇大風(fēng)的天氣施工,對(duì)可能影響大體積混凝土澆筑的因素要由肯定的預(yù)見(jiàn)性,并有肯定的技術(shù)措施和應(yīng)急預(yù)備工作保證施工質(zhì)量.3大體積混凝土施工方案和施工措施大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生是由多種因素造成的，主要緣由是由溫度應(yīng)力引起的，要想避開(kāi)裂縫的產(chǎn)生也應(yīng)當(dāng)從多方面進(jìn)行考慮，合理的方案設(shè)計(jì)和措施是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵。3.2設(shè)計(jì)方面(1)合理的平、立面設(shè)計(jì)，避開(kāi)截面設(shè)計(jì)中的突變，最大程度的削減約束應(yīng)力;(2)合理的鋼筋設(shè)計(jì)，盡量采納小直徑、密間距的分布筋;約束應(yīng)力較大的變截面處設(shè)計(jì)分布筋;(3)在滿意條件的的狀況下盡量選用中低強(qiáng)度混凝土，合理的采納后期強(qiáng)度;(4)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)合理的選用滑動(dòng)層來(lái)減小地基的約束。3.3材料方面(1)合理的選用材料，科學(xué)地選用材料級(jí)配;(2)細(xì)心選材，狠抓管理，含泥量必需滿意要求。3.4施工方面(1)科學(xué)的選用養(yǎng)護(hù)方法(如草袋和塑料薄膜進(jìn)行保溫柔保濕)，保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量;(2)合理的掌握混凝土的水化熱，保證混凝土中心與外表面的最大溫差不大于25;(3)實(shí)行措施掌握降溫速度，保證其值小于1.5/d;(4)選擇合理的施工方法，采納跳倉(cāng)法施工，選用合適的后澆帶組織施工。4結(jié)論和建議綜上所述，要降低大體積混凝土施工中溫度裂縫的產(chǎn)生，首先在施工過(guò)程中要實(shí)行一切可能措施降低混凝土的溫度應(yīng)力，其次對(duì)于混凝土內(nèi)