第8章 特殊混凝土技术解析.ppt

1.大体积混凝土的定义 2.大体积混凝土的特点 大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行浇筑施工，每个施工区段的体积比较厚大，由此而带来的问题是，水泥水化热引起结构物内部温度升高，冷却时如果不采取一定技术措施控制，则容易出现裂缝。 3.大体积混凝土的裂缝 裂缝产生原因： 大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变，另一方面是结构的外约束和混凝土各质点的约束阻止了这种应变，一旦温度应力超过混凝土能承受的极限抗拉强度，就产生不同程度的裂缝。总结大体积混凝土产生裂缝的工程实例，产生裂缝的主要原因有以下几方面： A.水泥水化热的影响 水泥在水化反应过程中产生大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源，由于大体积混凝土截面厚度大，而且砼的导热性能较差，水化热聚集在结构内部不易散发，所以会引起混凝土内部急骤升温。随着砼龄期的的增长，砼的弹性模量和强度都不断提高，对混凝土降温收缩变形的约束越来越强，即产生很大的温度应力，当砼的抗拉强度不足以抵抗此温度应力时，便产生温度裂缝。 C.外界气温变化的影响 混凝土的浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高，如果外界气温下降，会增加混凝土的温度梯度，特别是气温骤然下降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温差，因而会造成过大的温度应力，易使大体积混凝土出现裂缝 。 E.混凝土的体积变形 混凝土在水泥水化过程中要产生一定的体积变形，但多数是收缩变形，少数是膨胀变形。掺入混凝土中的拌和水，约有20％的水分是水泥水化所必须的，其余80％将逐渐蒸发，最初失去的自由水几乎不引起混凝土的收缩变形，但随着混凝土的不断干燥而使吸附水逸出，就会出现干缩变形。 裂缝举例： A、大体积混凝土基础底板产生的裂缝 内约束引起的表面裂缝：砼浇筑初期，其内部与表面温差过大； 外约束引起的深层裂缝：砼浇筑后期，砼降温、干缩变形引起的基础底板收缩受到地基约束。 深层裂缝进一步扩展形成贯穿裂缝 防止混凝土温度裂缝的技术措施 二、延缓混凝土降温速率 三、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸值 四、改善边界约束和构造设计 五、施工监测 切缝机 一、水泥混凝土路面分类 普通混凝土路面 钢筋混凝土路面 连续配筋混凝土路面 预应力混凝土路面 装配式混凝土路面 钢纤维混凝土路面 碾压混凝土路面 裸石露石混凝土路面 水泥混凝土路面优点： 强度高 混凝土路面具有较高抗压、抗折、抗磨耗、耐冲击等力学性能，可以通过各种重型车辆 整体性好 混凝土路面板刚性大，荷载应力分布均匀，可以保证较好的平整性； 板面厚度较薄，而且外露于基层表面，容易进行铺筑与休整 耐久性好 日晒雨淋、严寒酷暑、干湿交替、冻融循环 有利于夜间行车 色泽鲜明，反光性强 2 水泥混凝土路面构造 一、土基、垫层和基层（混凝土路面板下构造） 为防止在行车载荷作用下混凝土路面板产生下沉、错台、断裂、拱张等质量问题，确保混凝土路面经久耐用，必须对其基层提出一定的技术要求。 1．土基 要求 密实、稳定、均匀 处于干燥或中湿状态 路基不均匀支撑原因 不均匀沉陷 不均匀冻胀 膨胀土 2．基层 作用——良好的抗冲刷能力和一定的刚度 防冰冻 减小路基顶面压应力，缓和路基不均匀变形对面层的影响 防水 为面层施工提供方便 提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命 材料 刚性：贫混凝土，碾压混凝土等 半刚性：水泥稳定、二灰稳定、石灰稳定 柔性：沥青稳定粒料、粒料 排水基层：多孔隙水泥稳定碎石、多孔隙沥青稳定碎石 厚度与宽度 厚度：由于提高基层的强度或刚度，对于降低面层的应力或减薄面层的厚度，作用很小，因而混凝土面层下的基层不必很厚，需要依据形成结构层、施工要求（摊铺碾压厚度）及排水要求等综合考虑确定。 宽度：比混凝土路面每侧各宽出25～35cm（小型机具或轨道式摊铺机施工）或50～60cm（滑模摊铺机施工），或与路基同宽。 3．垫层 在路基土质较差、水温状况不良时，需要在路基和基层之间设置垫层，以改善路基的湿度和温度状况，保证面层和基层的强度、刚度及稳定性。 设置条件 季节性冰冻地区，混凝土路面总厚度小于最小防冻厚度要求时其差值应由垫层补足，以防止冻胀翻浆现象的发生； 水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层； 路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设半刚性垫层。 垫层种类与厚度 修筑垫层的材料，强度要求并不一定很高，但水稳性和隔温性能要好。常用的垫层有防冻垫层、排水垫层及半刚性垫层等。 不论哪种垫层，其宽度均应与路基同宽，最小厚度150mm。 4．混凝土面层 要求 具有足够的弯拉强度、疲劳强度、