大体积混凝土温度裂缝控制措施

贾巧玲 闫振林

摘要在大体积混凝土施工中,效地控制温度裂缝的产生和发展是施工的难点,本文在分析大体积混凝土温度裂缝产生的基础上,讨论了混凝土裂缝的控制措施和大体积混凝土的浇注方案。

关键词大体积混凝土温度裂缝

中图分类号:TU528文献标识码:A

我国《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2000)对大体积混凝土的定义是:混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土;同时判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素,也要根据工程实际情况考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等其他因素。

1 温度裂缝产生的原因

对于大体积混凝土而言,影响其温度裂缝产生的原因是多方面的,主要有以下几方面:

1.1水泥水化热的影响

水化热就是指水泥在水化过程中释放出来的热量,水泥水化热的大小随水泥品种不同而有所不同,并且释放时间主要集中在水化反应开始后的3~7天内,尤其对于大体积混凝土来讲,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,因此混凝土中心温度很高,这样就会形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.2外界气温

外界气温对大体积混凝土在施工有很大影响。外界温度越高,混凝土的浇筑温度也越高。外界温度下降,尤其是骤降,大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度,造成大体积混凝土出现裂缝。因此在大体积混凝土施工期间,只要控制混凝土表面温度与外界气温温差在一定范围内,就可以在一定程度上预防温度裂缝的产生。

1.3混凝土的收缩变形

有关试验研究表明,在混凝土的配合比中,只有约30%的水分是水泥水化所必需的,其余70%是用来满足混凝土的和易性的,而这些水分在混凝土的凝固过程中被蒸发,这些水分的蒸发可以引起混凝土体积的收缩,从而引起裂缝的产生。

2 控制措施

2.1合理选用原材料和配合比

对于大体积混凝土,为有效控制其温度裂缝水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥,优先采用粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

外加剂在工程中已得到广泛使用,能有效改善混凝土在某些方面的性能,对于大体积混凝土,可添加适当的缓凝剂、减水剂,延长水化时间,降低水化热的峰值,从而防止温度裂缝的产生和发展。

此外,大体积混凝土的水化热是由于水泥的水化反应引起的,因此,在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,适当提高掺合料及骨料的含量,降低单方混凝土的水泥用量,即使水泥含量最低也是控制温度裂缝的有效措施之一。

2.2大体积混凝土浇筑方案

大体积混凝土的整体性要求比较高,因此浇筑时一般要求连续浇筑分层捣实。施工中一般有三种浇筑方案:(1)对平面尺寸不大的结构可采用全面分层方案,即在第一层全面浇筑浇筑完毕后,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。(2)对结构厚度不大而面积或长度较大的可采用分段分层方案,即在混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。(3)对长度较大的结构可采用斜面分层方案,即在要求斜面的坡度不大于1/3,适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。

2.3大体积混凝土养护时的温度控制

因为温度裂缝的产生主要是由温差过大引起的,所以在大体积混凝土养护期间,做好测温工作也是非常关键的。在测温过程中,应遵循以下几点:

(1)测温点布置要均匀,尤其是结构的关键部位必须有测温点。

(2)根据厚度的不同,应沿厚度方面合理设置测温点,至少有表层、中层、底层三个测温点。

(3)温差不宜大于20℃。当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于25℃。

2.4其它措施

为了有效控制温度裂缝,还可采取以下措施:降低混凝土的入模温度;加强养护工作,采用塑料薄膜覆盖等方法,使混凝土表面处于潮湿状态,保持混凝土水分不过早蒸发;也可以采用内部降温法,即在浇筑过程中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;在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。