浅谈大体积混凝土温度裂缝的控制.pdf

Ci t i es a n d T o wns Con s t r uc t i o n i n Gu a ng xi I移 槭掳建设 1 前言 浅谈大休积混凝土温度裂缝的控制 On C Q f Th e r ma l C r a c k i n Vo l u Co n c r e t e 大体积混凝土所特有的技术 问题在于 由水泥水化作用放出的 水化热引起的温度应力与混凝土 降温干缩引起的收缩应力都会造 成混凝 土的开裂 。大体 积混凝土 由于结构厚、 体形大、 施工条件复 杂 、 技术要求高， 因此， 在施工过 程中， 除了要满足刚度、 强度和耐 久性的要求之外， 最关键在于严 格预防由温度裂缝的产生而导致 的工程质量事故 。针对这一 问 题， 笔者在分析大体积混凝土裂 缝产生原因的基础上， 结合工程 实例， 从施工方面提 出防止大体 积混凝土产生温度裂缝的有效措 施。 覃芳 一二 一二二一 一 一 Qi n F a n g 摘要 本文从分析大体积混凝土裂缝形成的原因入手， 结合大型水池 底板混凝土施 工的工程实例 ， 阐述 大体积混凝土温度 裂缝 的控制。 关键词 大体积混凝土； 温度裂缝； 施工技术 文章编号 1 6 7 2 7 0 4 5 ( 2 0 0 9 ) 0 7 0 0 8 4 _ 0 3 中图分类号 T U 7 5 5 7 文献标识码 B Ab s t r a c t ： T o g e t h e r w i t h p r a c t i c e ， t h e p a p e r s h o w s h o w t o c o n t r o l t h e r ma l c r a c k i n l a r g e v o l u me c o n c r e t e b y t h e c a u s e o f f o r ma t i o n o f c r a c k Ke y wo r d s ：l a r g e v o l u me c o n c r e t e ； t h e r ma l c r a c k ； c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y 2 大体积混凝土裂缝形成的 原因 目前对于大体积混凝土定义 还没有一个规范的标准， 但业 内 普遍认为混凝土结构实体最小几 何尺 寸不 小于 1 m ， 体积 不小 于 100 0m。 ，或预计会 因混凝土 中水泥 水化热引起的温度和收缩而导致 有害裂缝产生的混凝土工程， 都 称之为大体积混凝土。钢筋混凝 土结构出现裂缝主要来 自以下两 方面原因： 一是在荷载作用下， 因 混凝土结构的强度、 刚度或稳定 性不够而出现混凝土裂缝； 二是 由温度 、 收 缩 、 膨 胀 、 不 均匀沉 降 等引起混凝土结构裂缝。大体积 混凝土裂缝多属于第二类原因。 2 1 水泥水化热引起的裂缝 水泥水 化热引起 的温度应力 和 温度 变 形 ， 是大 体积 混凝 土容 易产生裂缝的主要原因。水泥水 化产生大量 的水化热， 使混凝土 内部温度不断上升。由于混凝土 体积大， 聚积在 内部的水化热不 易散发， 从而形成中心温度高， 表 面温度低的状况， 当混凝土内部 与表面的温差过大时， 就会产生 温度应力和温度变形， 这种内外 温差使混凝土内部产生压应力， 表面产生拉应力， 当这个拉应力 超过混凝土的抗拉强度时， 混凝 土表面就会产生裂缝。 2 2 外界气温变化的影响 混凝土的浇筑温度与外界气 温的高低有直接的关系。当外界 槭糖建设 气温高于混凝土拌合物温度时， 缝 。根据多年的工程实践经验， 级配 良好的粗骨料， 且不得含有 因混凝土 内部热量不易散失， 内 该项 目应采取以下几方面措施进 各种有机杂质 ， 其含泥量应 1 ， 部温度高容易引起混凝土开裂； 行施工。 最大粒径以不大于钢筋间最小净 反之， 当外界气温比较低， 尤其是 3 1 施工方案的确定 距的3 4 为宜； 细骨料应选用中砂 温度骤降时， 容易在混凝土内部 该工程施工时间是 2 0 0 8 年 7 或粗砂， 含泥量应 2 ( 见表 1 ) 。 和表面之 间形成 很陡的温度梯 月， 正值夏季高温期， 日平均气温 3 2 2 外加剂和掺合料的使用 度， 从而导致混凝土产生温度裂 达3 0 C以上， 水泥用量较大， 水化 掺 入适量 的外加剂 和掺合 缝。 热也较大， 必须制定有效的施工 料， 可显著改善混凝土的和易性， 计划， 采取有效措施控制基础底 从而降低用水量和混凝土的水化 3 大体积混凝土温度裂缝的 板因水化热而引起的裂缝。针对 热。掺入“ U F A ” 微膨胀剂， 利用 控制 该工程特点， 经过多方案比较， 决 U E A 的补偿收缩作用提高混凝土 定将地下室底板沿横向等距分为 抗裂能力， 掺入 M F 型外加剂具有 工程概况： 广西某大型化工 两个施工段， 设置一个后浇带， 这 缓凝、 减水作用； 掺加掺合料可以 公司污水处理厂一期工程： 日处 是为减小外约束力和温度应力， 有效降低水化的峰值温度 ， 推迟 理能力2 5 万吨的污水处理工程， 同时也为了有利于混凝土内部热 水化温峰的出现时间， 随着掺合 包括调节事故池、 反应池、 混凝沉 量 的散发， 降低混凝土的内部温 料掺量的增大， 温峰 出现的时间 淀池、 集水池等大大s J , l J , 十几个 度。 延迟 。掺合料的掺量应符合国家 钢筋混凝土池， 其 中调节事故池 3 2 混凝土质量控制 相应的技术规范标准， 目前常用 单体最大， 为8 0 m4 0 m 8 5 m ， 底 3 2 1 材料的选择 的掺合料主要是粉煤灰和粒化高 板厚 0 9 m ， 该工程项 目混凝土结 配合 比的设计 ， 既要保证混 炉矿渣粉。 构实体最小几何尺 寸虽然只有 凝土的强度满足设计要求， 又要 3 2 3 混凝土入模温度的控制 0 9 m ， 但体积大于 l O O O m 。 ( 该项 目 尽量减少水泥用量， 降低水化热， 混凝土的人模温度取决于各 底板混凝土体积为2 8 8 0 m 。 ) ， 根据 以防混凝土产生裂缝。为了进一 种原材料的初始温度， 因此， 在施 以往类似工程施工经验， 预计在 步控制水化热温升， 减少温度应 工时加冰冷却拌合水 、 骨料和水 底板混凝土施工过程中会因混凝 力和 减少产 生温度裂缝 的可 能 泥， 应尽量选择较低气温时段浇 土中水泥水化热引起的温度和收 性， 应优先选用水化热低的中、 低 筑混凝土， 在混凝土运输工具上 缩而导致有害裂缝产生。因此， 热硅酸盐水泥或低热的矿碴硅酸 覆盖 麻 袋， 并经 常喷洒 冷水 降 该工程施工方案的制定以大体积 盐水泥。骨料采取连续级配， 同 温。在高温季节施工， 混凝土搅 混凝土结构施工为前提， 混凝土 时要尽量减小水泥用量和混凝土 拌站应搭设遮阳凉棚， 以防太阳 强度等级为C 4 0 ， 抗渗等级为 s 8 ， 的水灰比， 以降低混凝土的水化 直接照射， 浇筑时间尽量安排在 在施工中应考虑采取有效措施控 热和体积收缩。在施工条件允许 夜 间进行， 保证混凝土人模温度 制基础 底板 因水化热引起 的裂 的前提下， 应尽量选用粒径较大、 不超过2 8 C。 表 I 混凝土配合比表 强度、 水泥 水 中砂 碎石 5 3 0 m I I 级粉煤灰 减水剂 混凝土 等级 水灰比 ( K g ) ( K g ) ( k g ) ( k g ) ( K g ) ( K g ) 复合液 ( k g ) C 4 0、 S 8 O 4 4 3 71 1 6 3 73 2 1 0 9 8 3 7 I 4 8 1 1 3 注 ： 混凝土 复合液是一种 多功 能混凝土 用外加剂 ， 主要 由钙、 铝、 铁 、 糖 蜜等成分组成。它不仅具有减水效果 ， 而且还具有缓凝 、 防水、 膨 胀等功能， 还可减少水泥用量， 可大幅地提高混凝土强度和抗渗能力， 控制混凝土水化热， 适用于大体积混凝土浇筑和防水混凝土工程及泵 送混凝土应 用。 - - - - ， o I ： Ci t i e s an d T o wn s Con s t r u c t i on i n Gu an gx i 广黟城携建设 3 3 混凝土的施工措施 施工前进行 详细 的技术交 底， 认真检查现场施工准备工作， 施工 中严格按技术交底执行， 加 强现场计量工作， 定时检查? 昆凝 土的坍落度、 入模温度和浇筑后 的内部温度， 及时处理施工中发 现 的 问题 ， 并加 强混 凝 土 的表面 处理、 覆盖及浇水养护工作。 3 3 1 采用二次投 料法搅拌工 艺 采用纯水 泥浆裹石 搅拌工 艺， 使硬化后的水泥浆与石子间 形成更致密的结构界面， 从而增 强骨料与水泥石的粘接强度， 提 高混凝土的抗拉强度和极限拉伸 值 。 3 3 2浇筑混凝土施工 工艺 根据混凝土量及浇筑分段情 况， 现 场设置 1 台固定输送 泵， 采 用斜面分层法， 沿纵向由远至近 退浇， 一次浇筑 到位。为确保各 斜面 之 间不会 产生 冷缝 ， 根据 输 送泵的泵送 能力 和混凝土 的初凝 时间， 计算出每次斜面分层的厚 度。混凝土浇筑时， 采用二次振 捣工艺， 二次振捣能减少混凝土 的内部裂缝， 增强混凝土的密实 性。泵管出口处配置4 个振动棒， 根据混凝土泵送时 自然形成的坡 面， 在斜面上下角同时振捣， 随浇 筑随推进， 并严格控制振捣时间、 移动间距及插入深度， 以保证混 凝土底板的密实度， 从而提高混 凝土的抗裂性。 3 3 3 混凝土养护 大体积混凝土宜采取保温保 湿养护方法， 在每次混凝土浇筑 完毕后， 除应按普通混凝土进行 常规养护外， 还应及时按温控技 术措施的要求进行保温养护。 专人负责保温养护工作， 应 按有关规定操作并做 好测试记 录。保温养护措施， 应使混凝土 浇筑体的里表温差及降温速率满 足温控指标的要求， 当实测结果 不满足温控指标的要求时， 应调 整保温养护措施。混凝土浇筑成 形后， 要根据气候条件采取相应 的控温措施， 混凝土中心温度与 表面温度的差值不应大于 2 5 C， 为及 时掌握混凝 土内部 温度变 化， 便于调整养护措施， 对大体积 混凝土基础进行 了测温控制， 测 温点布置在断面 的底面、 中心和 上表面， 从平面布置上考虑包括 中心轴线和边角线。温度测量从 混凝 土浇 筑后 1 2 小 时开始 ， 温 升 阶段每 2 小时测温一次， 温降阶段 每 5 小时测温一次， 一周后每天测 温一次， 共测 1 5 天 。 保湿养护的持续时间不得少 于 1 4 天。保温覆盖层的拆除应分 层 逐步 进行 ， 如混 凝 土的表 面 温 度 与 大 气 温 度 的 差值 不 大 于 2 5 C， 可全部拆除。保湿养护过 程 中， 应经常检查塑料薄膜或养 护剂的完整情况， 保持混凝土表 面湿润。塑料薄膜、 麻袋、 阻燃保 温被等可作为保温材料覆盖混凝 土和模板， 必要时可搭设挡 风保 温棚或遮阳降温棚。覆盖层的增 减应根据温控指标的要求和实测 情况确定。 实践 证 明， 通 过制 定科 学 的 施工 方 案， 实施严 格 的混 凝 土质 量控制和采取得当的施工措施进 行施 工 后， 该 工 程底 板大 体 积混 凝土浇筑取得了良好的效果， 最 大限度地预防和控制裂缝 的产 牛 。 参考文献 1 】 叶琳 昌 ， 沈 义 大体 积 混 凝 土施 工 M 北京 ： 中 国建 筑 出 版 社 ， 1 9 8 7 2 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混 凝 土 结构工程施工质量验 收规 范 S 】 00 覃芳， 工程 师， 现任 职 于广 西建设职业技术学院。 收稿日期： 2 0 0 9 - 0 4 - 2 8