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當(dāng)水泥水化熱導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)外溫差大于25℃時(shí),易產(chǎn)生溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫。解決大體積混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)25度,要根據(jù)所在地氣溫狀況如何,混凝土已澆注了多少天,現(xiàn)有哪些養(yǎng)護(hù)及防止溫升過(guò)大的措施來(lái)確定降溫方案。
混凝土升溫時(shí)間較短,根據(jù)以往工程實(shí)踐,一般在澆筑后的二至三天內(nèi),其間混凝土彈性模量低、基本處于塑性與彈塑性狀態(tài),約束應(yīng)力很低,當(dāng)水化熱溫升至峰值后,水化熱能耗盡,繼續(xù)散熱引起溫度下降,隨著時(shí)間逐漸衰減,延續(xù)十余天至三十余天。
混凝土降溫階段,彈性模量迅速增加,約束拉應(yīng)力也隨時(shí)間增加,在某時(shí)刻如超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度便出現(xiàn)貫穿性裂縫。因此控制降溫曲線對(duì)大體積混凝土施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵,但該問(wèn)題屬于熱傳導(dǎo)的混合邊值問(wèn)題,理論求解相當(dāng)冗繁,且由于許多施工條件難以預(yù)測(cè),理論結(jié)果亦很難嚴(yán)格。現(xiàn)國(guó)內(nèi)施工界普遍采用王鐵夢(mèng)于《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》專著中根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)而成的經(jīng)驗(yàn)公式(混凝土的絕熱溫升值: Tτ=(WQ/Cρ)×(1-e-mτ)),偏于安全地以截面中部高溫度降溫曲線代替平均降溫曲線,求解近似值。
大體積混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術(shù)措施:
1、降低水泥水化熱
(1)選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制砼,如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥,粉煤灰水泥等。
(2)充分利用砼的后期強(qiáng)度,減少每立方米砼中水泥用量,根據(jù)試驗(yàn)每增減10Kg水泥其水化熱將使砼的溫度相應(yīng)升降1℃。
(3)使用粗骨料,盡量選用粒徑較大,級(jí)配良好的粗骨料,摻加粉煤灰等摻合料,或摻加相應(yīng)的減水劑,改善和易性,降低水灰比,以達(dá)到減少水泥用量,降低水化熱的目的。
2、摻加相應(yīng)的緩凝劑。
3、加強(qiáng)施工中的溫度控制
(1)在砼澆筑之后,做好砼的保溫保溫養(yǎng)護(hù),緩緩降溫,充分發(fā)揮徐變特性,減低溫度應(yīng)力,夏季應(yīng)注意避免曝曬,注意保溫,冬季應(yīng)采取措施保溫覆蓋,以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。
(2)采取長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù),規(guī)定合理的拆模時(shí)間延緩降溫時(shí)間和速度,充分發(fā)揮砼的應(yīng)力松弛效應(yīng)。
(3)加強(qiáng)測(cè)量溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理,實(shí)行信息化控制,隨時(shí)控制砼內(nèi)的溫度變化,內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi),基面溫差和基底面溫差,均控制在20℃以內(nèi),及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施,使砼的溫度梯度和溫度不至過(guò)大,以有效控制裂縫的出現(xiàn)。
4、改善約束條件,削減溫度應(yīng)力
采取分層或分塊澆筑大體積砼,合理設(shè)置水平或垂直施工縫或在適當(dāng)位置設(shè)置施工后澆帶,以放松約束程度,減少每次澆筑長(zhǎng)度的蓄熱性,減少溫度應(yīng)力。
5、提高砼的較限拉伸強(qiáng)度
(1)選擇良好級(jí)配的粗骨料,嚴(yán)格控制其含泥量,加強(qiáng)砼的振搗,提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,減小收縮變形,施工質(zhì)量,澆筑后及時(shí)排除表面積水,加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),提高砼早期或相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。
(2)在大體積砼基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋,在載面突變和轉(zhuǎn)折處、底、頂板與墻轉(zhuǎn)折處,孔洞轉(zhuǎn)角及周邊,增加斜向構(gòu)造配筋,以改善應(yīng)力集中,防止裂縫的出現(xiàn)。
后,在采取大體混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)25度降溫措施時(shí)特別注意:基礎(chǔ)大體積混凝土連續(xù)施工時(shí),應(yīng)實(shí)測(cè)混凝土內(nèi)外溫差,內(nèi)部溫差和溫度陡降,溫度陡降不應(yīng)該超過(guò)10℃。