大体积混凝土裂缝产生原因及控制措施是什么注意什么细节呢?

大体积混凝土施工温度裂缝控制技术措施摘要大体积混凝土施工时,由于水泥水化过程中释放大量的水化热,使混凝土结构的温度梯度过大,从而导致混凝土结构出现温度裂缝。因此,计算并控制混凝土硬化过程中的温度,进而采取相应的技术措施,是保证大体积混凝土结构质量的重要措施。关键词混凝土温度裂缝控制措施1概述大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。大体积混凝土在硬化期间,一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热,使结构件具有“热涨”的特性;另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性,两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构,导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施,以控制混凝土硬化时的温度,保持混凝土内部与外部的合理温差,使温度应力可控,避免混凝土出现结构性裂缝。2大体积混凝土裂缝产生的原因大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素如下:(1)收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同,其干缩、收缩的量也不同。(2)温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,而其表面则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。此时,混凝龄期短,抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土表面产生裂缝。(3)材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。3大体积混凝土裂缝控制的理论计算工程实例:武汉市中环线南段××标段××号桥墩直径为1.2m,混凝土及其原材料各种原始数据及参数为:一是C30混凝土采用P.S32.5矿渣硅酸盐水泥,其配合比为:水:水泥:砂:石子:粉煤灰(单位kg)=158:298:707:1204:68(每立方米混凝土质量比),砂、石含水率分别为3%、0%,混凝土容重为2440kg/m3。二是各种材料的温度及环境气温:水18℃,砂、石子23℃,水泥25℃,粉煤灰25℃,环境气温20℃。3.1混凝土温度计算(1)混凝土拌和温度计算:公式T0=∑TimiCi/∑miCi可转换为:T0=[0.9(mcTc+msTs+mgTg+mfTf)+4.2Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)]÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf)]式中:T0为混凝土拌和温度;mw、mc、ms、mg、mf—水、水泥、砂、石子、粉煤灰单位用量(kg);Tw、Tc、Ts、Tg、Tf—水、水泥、砂、石子、煤灰的温度(℃);Ps、Pg—砂、石含水率(%);C1、C2—水的比热容(KJ/KgK)及溶解热(KJ/Kg)。当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0;反之C1=2.1,C2=335。本实例中的混凝土拌和温度为:T0=[0.9(298×25+707×23+1204×23+68×25)+4.2×18(158-707×3%)+4.2×3%×707×23]÷[4.2×158+0.9(298+707+1204+68)]=21.02℃。(2)混凝土出机温度计算:按公式T1=T0-0.16(T0-Ti)式中:T1—混凝土出机温度(℃);T0—混凝土拌和温度(℃);Ti—混凝土搅拌棚内温度(℃)。本例中,T1=21.02-0.16×(21.02-25)=21.7℃。(3)混凝土浇筑温度计算:按公式TJ=T1-(ατn+0.032n)(T1-TQ)式中:TJ—混凝土浇筑温度(℃);T1—混凝土出机温度(℃);TQ—混凝土运送、浇筑时环境气温(℃);τn—混凝土自开始运输至浇筑完成时间(h);n—混凝土运转次数。α—温度损失系数(/h)本例中,若τn取1/3,n取1,α取0.25,则:TJ=21.7-(0.25×1/3+0.032×1)×(21.7-25)=22.1℃(低于30℃)3.2混凝土的绝热温升计算Th=W0Q0/(Cρ)式中:W0—每立方米混凝土中的水泥用量(kg/m3);Q0—每公斤水泥的累积最终热量(KJ/kg);C—混凝土的比热容取0.97(KJ/kgk);ρ—混凝土的质量密度(kg/m3)Th=(298×334)/(0.97×2440)=42.1℃3.3混凝土内部实际温度计算Tm=TJ+ξTh式中:Tj—混凝土浇筑温度;Th—混凝土最终绝热温升;ξ—温降系数查建筑施工手册,若混凝土浇筑厚度3.4m。则:ξ3取0.704,ξ7取0.685,ξ14取0.527,ξ21取0.328。本例中:Tm(3)=22.1+0.704×42.1=51.7℃;Tm(7)=22.1+0.685×42.1=50.9℃;Tm(14)=22.1+0.527×42.1=44.3℃;Tm(21)=22.1+0.328×42.1=35.9℃。3.4混凝土表面温度计算Tb(τ)=Tq+4h’(H-h’)ΔT(τ)/H2式中:Tb(τ)—龄期τ时混凝土表面温度(℃);Tq—龄期τ时的大气温度(℃);H—混凝土结构的计算厚度(m)。按公式H=h+2h’计算,h—混凝土结构的实际厚度(m);h’—混凝土结构的虚厚度(m):h’=Kλ/βK—计算折减系统取0.666,λ—混凝土导热系数取2.33W/mK。β—模板及保温层传热系数(W/m2K):β值按公式β=1/(∑δi/λi+1/βg)计算,δi—模板及各种保温材料厚度(m);λi—模板及各种保温材料的导热系数(W/mK);βg—空气层传热系数可取23W/m2K。ΔT(τ)—龄期τ时,混凝土中心温度与外界气温之差(℃):ΔT(τ)=Tm(τ)-Tq,若保护层厚度取0.04m,混凝土灌注高度为7m,则:β=1/(0.003/58+0.04/0.06+1/23)=1.41h’=Kλ/β=0.666×2.33/1.41=1.1H=h+2h’=7.0+2×1.1=9.2(m)若Tq取20℃,则:ΔT(3)=51.7-20=31.7℃ΔT(7)=50.9-20=30.9℃ΔT(14)=44.3-20=24.3℃ΔT(21)=35.9-20=15.9℃则:Tb(3)=20+4×1.1(9.2-1.1)×31.7/9.22=33.3℃Tb(7)=20+4×1.1(9.2-1.1)×30.9/9.22=33.0℃Tb(14)=20+4×1.1(9.2-1.1)×24.3/9.22=30.2℃Tb(21)=20+4×1.1(9.2-1.1)×15.9/9.22=26.7℃3.5混凝土内部与混凝土表面温差计算ΔT(τ)s=Tm(τ)-Tb(τ)本工程实例中:ΔT(3)s=51.7-33.3=18.4(℃)ΔT(7)s=50.9-33.0=17.9(℃)ΔT(14)s=44.3

1、混凝土拌制和运输砼是一种混合材料，砼成型后的均匀性和密实性可判断其质量的好坏，因此，从搅拌运输的各道工序施工中，应杜绝任何缺陷，采取措施控制砼的温升，并以此控制附加水量，减少坍落度损失，减少塑性收缩开裂。在砼拌制、运输中有以下几项措施是行之有效的：(1)使用减水剂或以粉煤灰取代部分水泥以减少水泥用量，同时，在砼浇筑条件允许的情况下，增大骨料直径。(2)砼拌和物的运输距离如较长，可以用缓凝剂控制砼的凝结时间，但应注意缓凝剂的掺量应合理。在计算外加剂用量时，应先按外加剂掺量求纯外加剂用量，再根据已知浓度外加剂，求出实际浓度加剂用量，对于大面积的砼地坪工程尤其如此。(3)随着泵送混凝土迅速发展，流动性与好易性的要求，坍落度增加、水灰比增大，水泥用量、用水量、砂率均增加及其它外加剂增加等一些因素变化，导致混凝土收缩及水化热作用。因此，严格控制配合比可有效控制裂缝产生，提高混凝土抗拉、抗压强度。(4)在炎热季节或大体积砼施工前，可以用冷水或地下水来代替部分拌合水。对于高温季节里长距离运输砼的情况，可以考虑搅拌车的延迟搅拌，使砼达到工地时仍处于搅拌状态。(5)应做好施工组织设计，以避免在最高气温时浇筑混凝土。在高温干燥季节，晚间浇筑混凝土受风和温度的影响相对较小，且可在接近日出时终凝，而此时的相对温度最高，因而早期干燥和开裂的可能性最小。2、混凝土浇筑和修整及温控措施在炎热气候条件下浇筑砼时，应尽量避免当日的最高温度时间浇筑；要求项目上配备足够的人力、设备和机具，以便及时应付预料不到的不利情况，并随时控制好砼表面与外界的温差及砼内部与表面的温差的影响。控制开裂主要因素是约束温差及收缩砼的极限拉伸，在水平结构(梁、板、墙)等中，尽量采用中低档砼强度等级(25—35)利用后期强度控制。(1)加强施工中的温度观测，必须重视温度管理，施工中若能控制实际温度差小于容许值，就可避免产生温度裂缝。温度管理的基础是及时准确地进行各种温度观测。目前，测量砼内部温度的方法较多，常用的是电阻式、热电偶式和棒式、酒精、温度计等。(2)采取适当的温度控制措施，在砼浇筑过程中，应使实际测量的温差小于允许温差，采取的措施主要是：降低浇筑温度，在具体的施工中应注意骨料防晒，加冰屑或冰水搅拌砼，运输中的容器加盖，防止日晒；降低水化热温升，主要是通过选择合理的原材料，采用良好的配合比，来降低水泥用量；为防止表面裂缝，可采取提高砼表面温度的措施，如在砼结构的外露面覆盖保温，搭设保温棚和覆盖塑料薄膜。(3)对大体积砼的浇筑，为了降低砼内部的最高温度，可以在结构内埋设冷却水管(蛇形管)通人循环水进行冷却。经试验埋设冷却水管的混凝土其内部最高温度可以降低4—6℃。(4)对于大面积的现浇梁板的施工，应做好砼浇筑方案，明确出砼的浇筑方向、浇筑顺序，在适当的部位增加UEA砼膨胀带，并要养护14天(5)配合比的计算是砼技术关键，常规计算配合比，不但水泥用量增加，成本加大，而且容易砼温度应力过大，使砼产生开裂，破坏耐久性。以低水泥用量有效养活水化热降低砼的温升值，以大掺量掺合料增加砼密实度和体积稳定性，采用复合高效外加剂，有效降低水胶比，保证了结构设计强度要求。(6)在施工中采用底水胶比大掺量粉煤灰，不仅满足强度要求，而且由于良好的施工性能，使整体连续浇筑成功，保证施工质量，块体砼的内外温差始终低于20℃，有效控制裂缝出现。3、混凝土的养护夏季浇筑的混凝土，如养护不当，会造成混凝土强度降低或表面出现塑性收缩裂缝等，因此，必须加强混凝土的的养护。(1)在修整作业完成后或混凝土初凝后立即进行养护，优先采用蓄水养护方法，连续养护。在混凝土浇筑后的前1—2天，应保证混凝土处于充分的湿润状态，应严格遵守国家标准规定的养护龄期。(2)对于大面积的板类工程，采取养护剂养护是较为实用和方便的，白色养护剂所形成的薄膜还能反射阳光，降低热量吸收，抑制混凝土的温升。因此，可在养护剂中掺些白色颜料。(3)当完成规定的养护时间后折膜时最好为其表面提供潮湿的覆盖层。(4)大体积混凝土由于内部温度高，表面失水很快，需要补充水份。微膨胀剂只有在足够潮湿的状态下才具有补偿收缩的作用，减少裂缝出现的可能。

大体积混凝土施工温度裂缝控制技术措施摘要大体积混凝土施工时,由于水泥水化过程中释放大量的水化热,使混凝土结构的温度梯度过大,从而导致混凝土结构出现温度裂缝。因此,计算并控制混凝土硬化过程中的温度,进而采取相应的技术措施,是保证大体积混凝土结构质量的重要措施。关键词混凝土温度裂缝控制措施1概述大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。大体积混凝土在硬化期间,一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热,使结构件具有“热涨”的特性;另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性,两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构,导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施,以控制混凝土硬化时的温度,保持混凝土内部与外部的合理温差,使温度应力可控,避免混凝土出现结构性裂缝。2大体积混凝土裂缝产生的原因大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素如下:(1)收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同,其干缩、收缩的量也不同。(2)温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,而其表面则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。此时,混凝龄期短,抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土表面产生裂缝。(3)材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。3大体积混凝土裂缝控制的理论计算工程实例:武汉市中环线南段××标段××号桥墩直径为1.2m,混凝土及其原材料各种原始数据及参数为:一是C30混凝土采用P.S32.5矿渣硅酸盐水泥,其配合比为:水:水泥:砂:石子:粉煤灰(单位kg)=158:298:707:1204:68(每立方米混凝土质量比),砂、石含水率分别为3%、0%,混凝土容重为2440kg/m3。二是各种材料的温度及环境气温:水18℃,砂、石子23℃,水泥25℃,粉煤灰25℃,环境气温20℃。3.1混凝土温度计算(1)混凝土拌和温度计算:公式T0=∑TimiCi/∑miCi可转换为:T0=[0.9(mcTc+msTs+mgTg+mfTf)+4.2Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)]÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf)]式中:T0为混凝土拌和温度;mw、mc、ms、mg、mf—水、水泥、砂、石子、粉煤灰单位用量(kg);Tw、Tc、Ts、Tg、Tf—水、水泥、砂、石子、煤灰的温度(℃);Ps、Pg—砂、石含水率(%);C1、C2—水的比热容(KJ/KgK)及溶解热(KJ/Kg)。当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0;反之C1=2.1,C2=335。本实例中的混凝土拌和温度为:T0=[0.9(298×25+707×23+1204×23+68×25)+4.2×18(158-707×3%)+4.2×3%×707×23]÷[4.2×158+0.9(298+707+1204+68)]=21.02℃。(2)混凝土出机温度计算:按公式T1=T0-0.16(T0-Ti)式中:T1—混凝土出机温度(℃);T0—混凝土拌和温度(℃);Ti—混凝土搅拌棚内温度(℃)。本例中,T1=21.02-0.16×(21.02-25)=21.7℃。(3)混凝土浇筑温度计算:按公式TJ=T1-(ατn+0.032n)(T1-TQ)式中:TJ—混凝土浇筑温度(℃);T1—混凝土出机温度(℃);TQ—混凝土运送、浇筑时环境气温(℃);τn—混凝土自开始运输至浇筑完成时间(h);n—混凝土运转次数。α—温度损失系数(/h)本例中,若τn取1/3,n取1,α取0.25,则:TJ=21.7-(0.25×1/3+0.032×1)×(21.7-25)=22.1℃(低于30℃)3.2混凝土的绝热温升计算Th=W0Q0/(Cρ)式中:W0—每立方米混凝土中的水泥用量(kg/m3);Q0—每公斤水泥的累积最终热量(KJ/kg);C—混凝土的比热容取0.97(KJ/kgk);ρ—混凝土的质量密度(kg/m3)Th=(298×334)/(0.97×2440)=42.1℃3.3混凝土内部实际温度计算Tm=TJ+ξTh式中:Tj—混凝土浇筑温度;Th—混凝土最终绝热温升;ξ—温降系数查建筑施工手册,若混凝土浇筑厚度3.4m。则:ξ3取0.704,ξ7取0.685,ξ14取0.527,ξ21取0.328。本例中:Tm(3)=22.1+0.704×42.1=51.7℃;Tm(7)=22.1+0.685×42.1=50.9℃;Tm(14)=22.1+0.527×42.1=44.3℃;Tm(21)=22.1+0.328×42.1=35.9℃。3.4混凝土表面温度计算Tb(τ)=Tq+4h’(H-h’)ΔT(τ)/H2式中:Tb(τ)—龄期τ时混凝土表面温度(℃);Tq—龄期τ时的大气温度(℃);H—混凝土结构的计算厚度(m)。按公式H=h+2h’计算,h—混凝土结构的实际厚度(m);h’—混凝土结构的虚厚度(m):h’=Kλ/βK—计算折减系统取0.666,λ—混凝土导热系数取2.33W/mK。β—模板及保温层传热系数(W/m2K):β值按公式β=1/(∑δi/λi+1/βg)计算,δi—模板及各种保温材料厚度(m);λi—模板及各种保温材料的导热系数(W/mK);βg—空气层传热系数可取23W/m2K。ΔT(τ)—龄期τ时,混凝土中心温度与外界气温之差(℃):ΔT(τ)=Tm(τ)-Tq,若保护层厚度取0.04m,混凝土灌注高度为7m,则:β=1/(0.003/58+0.04/0.06+1/23)=1.41h’=Kλ/β=0.666×2.33/1.41=1.1H=h+2h’=7.0+2×1.1=9.2(m)若Tq取20℃,则:ΔT(3)=51.7-20=31.7℃ΔT(7)=50.9-20=30.9℃ΔT(14)=44.3-20=24.3℃ΔT(21)=35.9-20=15.9℃则:Tb(3)=20+4×1.1(9.2-1.1)×31.7/9.22=33.3℃Tb(7)=20+4×1.1(9.2-1.1)×30.9/9.22=33.0℃Tb(14)=20+4×1.1(9.2-1.1)×24.3/9.22=30.2℃Tb(21)=20+4×1.1(9.2-1.1)×15.9/9.22=26.7℃3.5混凝土内部与混凝土表面温差计算ΔT(τ)s=Tm(τ)-Tb(τ)本工程实例中:ΔT(3)s=51.7-33.3=18.4(℃)ΔT(7)s=50.9-33.0=17.9(℃)ΔT(14)s=44.3

摘要大体积混凝土施工时,由于水泥水化过程中释放大量的水化热,使混凝土结构的温度梯度过大,从而导致混凝土结构出现温度裂缝。因此,计算并控制混凝土硬化过程中的温度,进而采取相应的技术措施,是保证大体积混凝土结构质量的重要措施。如果是由于水化热引起的裂缝，要等到温度裂缝稳定后，再采用压力注浆法进行处理；

摘要大体积混凝土施工时,由于水泥水化过程中释放大量的水化热,使混凝土结构的温度梯度过大,从而导致混凝土结构出现温度裂缝。因此,计算并控制混凝土硬化过程中的温度,进而采取相应的技术措施,是保证大体积混凝土结构质量的重要措施。关键词混凝土温度裂缝控制措施1概述大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。