04 第三章大体积混凝土施工.ppt

第3 章 大体积混凝土施工 教学内容： 大体积混凝土温度裂缝； 大体积混凝土的温度应力； 大体积混凝土的温度裂缝的控制措施;教学要求： 了解大体积混凝土温度裂缝控制措施; 了解大体积混凝土温度裂缝产生的机理和温度应力计算方法； 掌握温度裂缝控制的措施。 ;大体积混凝土定义： 日本：“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热 引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超 过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。” 我国：“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 ;第一节 大体积混凝土的温度裂缝 大体积混凝土由于截面大、水泥用量大，水泥水 化释放的水化热会产生较大的温度变化，由于外 部的热量散失较快，而内部的热量不易散失，造 成混凝土各个部位之间的温度差和温度应力，从 而产生温度裂缝。 一 裂缝种类 1、按产生原因分为： 荷载作用下的裂缝(约占10%)、 变形作用下的裂缝(约占80%)、 耦合作用下的裂缝(约占10%)。 ; 2、按裂缝有害程度分： （1）有害裂缝： 有害裂缝是裂缝宽度对建筑物的使用功能和耐久性有影响； （2）无害裂缝： 通常裂缝宽度略超规定20%的为轻度 有害裂缝，超规定50%的为中度有害裂缝，超规 定100%的(指贯穿裂缝和纵深裂缝)为重度有害裂 缝。 ;3、按裂缝出现时间分为 早期裂缝(3～28 天)、 中期裂缝(28～180 天) 晚期裂缝(180～720天，最终20 年);4、按深度一般可分为 （1） 表面裂缝、 表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但在混凝 土收缩时，由于表面裂缝处断面削弱且易产生应 力集中，故能促使裂缝进一步开展。 ; ;（3）贯穿裂缝 贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构整 体性、耐久性和防水性，影响正常使用，危害严 重； ;二、 裂缝产生的原因 内因：混凝土内外温差产生应力和应变， 外因：是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变； 一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产生???缝。 1. 水泥水化热 水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失； 随着混凝土龄期的增长，以至产生很大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗温度应力时，便开始出现温度裂缝。; 2. 外界气温变化 外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高， 如果外界温度下降，则会增加混凝土的降温幅 度，特别是在外界温度骤降时，会增加外层混凝 土与内部混凝土的温差，这对大体积混凝土极为 不利。 ;3. 约束条件 结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由 变形，该抑制即称“约束”，大体积混凝土由于 温度变化产生变形，这种变形受到约束才产生应 力。在全约束条件下，混凝土结构的变形： ε =ΔT?α 式中：ε ——混凝土收缩时的相对变形； ΔT——混凝土的温度变化量； α——混凝土的温度膨胀系数。 当ε超过混凝土的极限拉伸值时，结构便出现裂缝。;4. 混凝土收缩变形 混凝土的拌和水中，80%左右的水都是要被蒸 发的，混凝土中多余水分的蒸发会引起混凝土体 积收缩，这种干燥收缩变形不受约束条件的影 响，若存在约束，即产生收缩应力。 收缩当量温差： 在大体积混凝土温度裂缝的计算中，可将混凝 土的收缩值换算成相当于引起同样温度变形所需 要的温度值，即“收缩当量温差” 。;第二节 大体积混凝土的温度应力 一、大体积混凝土温度应力特点 混凝土内部的最高温度，由浇筑温度、水泥 水化热引起的绝对温升和混凝土浇筑后的散热温 度三部分组成。 由于混凝土结构的热传导性能差，其周围环境 气温以及日辐射等作用将使其表面温度迅速上升 (或降低)，在混凝土结构中形成较大的温差，会 产生相当大的温度应力。 ;二、大体积混凝土温度应力计算 1. 大体积混凝土温度计算 1) 最大绝热温升(二式取其一) Th =（mc+K?F）Q/c?ρ Th =mc?Q/c?ρ（1?e?mt） Th——混凝土最大绝热温升℃； mc——混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量kg/m3 ； F————混凝土活性掺合料用量( kg/m3 )； K——掺合料折减系数,粉煤灰取0.25～0.30； Q——水泥28d 水化热( kJ/kg )查表3-