大体积混凝土裂缝机理与控制.docVIP

大体积混凝土温度裂缝控制 水泥水化产生大量的水化热，混凝土的导热性能不佳，使得混凝土内外产生较大的温度差。而温度差是引起大体积混凝土产生裂缝的主要原因之一。目前控制大体积混凝土温度裂缝的措施主要有优化配合比以减少水化热，采取跳仓法施工技术，选用低热水泥，布设冷却水管和分层浇筑法。 研究现状：混凝土结构出现裂缝是一个相当普遍的现象，近代科学关于混凝土强度的微观研究，以及大量工程实践所提供的经验都说明，结构的裂缝是不可避免的，科学的要求是将其有害程度控制在允许范围内裂缝控制主要包括裂缝的预测、预防和处理工作。 大体积混凝土的裂缝问题在国外研究较早。从190()年到1930年，建成的混凝土坝施工中，己开始对大体积混凝土防裂措施进行研究。1915年，美国在爱德荷州建成了世界上第一座高于100m的混凝土坝(坝高107m)，即箭石坝(AlrowRock)。在施工中，开始用坍落度测稠度、塑制试件测定抗压强度，但对加水量仍无严格控制，拌制的混凝土仍很稀。由于施工技术上的缺陷，那时的混凝土坝出现了严重的裂缝。1930年后，开始注意到大坝混凝土的裂缝问题。到1933年，美国开始修建世界上第一座高于200 m的混凝土坝—胡佛坝(221m高)，对大体积混凝土进行了全面的研究。第一次采取温控制措施，主要包括横缝分布均为15m，混凝土的水泥用量为223kg/ m3，采用低热水泥，浇筑层厚1.5m并限制间歇期、预埋冷却水管等。结果表明这些温控防裂措施是比较成功的。美国在对水工大体积混凝土温控裂缝方面，在20世纪60年代初已形成了一套比较定型的设计、施工模式。前苏联在1977年修建了托克托古尔电站，也形成了一套行之有效的大体积混凝土温控防裂措施，即托克托古尔法。日本京都大学等对大体积混凝土结构的实际设计和施工技术、温度控制指标、温度控制措施都作了深入的研究，如浇筑块的合理分块分层、适当减少水泥用量、选择低热水泥、各种骨料预冷方法，以及温度场、温度应力计算等，其重点在预防大体积混凝土结构产生裂缝，同时也探求了对已有的裂缝进行有效处理的各种技术措施。 我国在修建丹江口工程时，提出了防裂措施，一是严格控制基础允许温差，新老混凝土上下层温差和内外温差；三是严格执行新浇混凝土的表面保护；三是提高混凝土的抗裂能力。 裂缝产生的主要原因表格： 分类 主要原因 施工过程 1.掺合料拌合不均匀 2.搅拌时间不合适，过长或过短 3.运输时间过长，浇筑时加生水、改变配合比等 4.浇筑速度过快 5.浇筑方案不合理，产生冷缝 6.振捣不密实，过振或欠振 7.浇筑后振捣前受到振动等荷载作用 8.养护不及时，浇筑初期过快失水（特别是混凝土墙体或大面积板面） 9.混凝土浇筑后表面处理不及时或处理不当 10.施工缝处理不当 11.早期冻害 12.混凝土初凝后终凝、硬化前钢筋扰动 13.钢筋混凝土保护层过厚 14.钢筋混凝土保护层不足 15.混凝土过早受荷（过早拆模、支撑下沉等） 16.模板支撑变形过大、鼓出 17.模板接缝不严密，漏浆、渗水 18.滑模工艺不当（拉裂或塌陷） 19.大体积混凝土内部温度与表面温度差异过大、表面温度与环境温度差异过大、降温过大 使用和环境条件 1.环境温度、湿度变化 2.结构构件各区域温度、湿度差异过大 3.地域性的反复冻融、冻胀 4.火灾或表面受高温 5.酸、盐类的化学作用 6.中性话引起的内部钢筋锈蚀 7.氯离子侵入引起的内部钢筋锈蚀 结构及外力 1.设计方案不合理，造成附加应力增加 2.对温度、收缩等变形作用引起的应力考虑不足，采取不合理的构造 3.断面及钢筋用量不足、配置不当 4.结构物的差异沉降 5.超过设计荷载或者设计未考虑到的荷载 原材料及配合比 1.胶凝材料（水泥及掺合料）非正常凝结（水泥受潮、水泥温度过高等）、非正常膨胀 2.胶凝材料的水化热 3.骨料含泥量大 4.骨料级配不良、孔隙率过高、质量低劣 5.碱活性—碱骨料反应 6.混凝土中的氯化物 7.混凝土配合比不合理，浆料过多等 8.各种原因导致的混凝土过大收缩变形 9.水泥、掺合料及外加剂之间相容性不良 裂缝发生时期与类型表： 裂缝发生时期 裂缝的类型（成因） 1.浇筑完成后至终凝、硬化 内应力引起的微裂缝 塑性收缩裂缝 沉降收缩裂缝 2.终凝、硬化后至正常使用前 温度裂缝 自收缩裂缝 干燥收缩裂缝 冻融作用裂缝 胶凝材料非正常凝结、非正常膨胀、骨料级配不良、空隙率过高、质量低劣等 施工过程引起的裂缝 结构物的差异沉降 3.正常使用期间 结构及外力、直接作用裂缝 使用与环境条件（环境温度、湿度变化