混凝土裂缝成因和施工防裂方法_20071210.ppt

混凝土裂缝成因和“科学、可靠、易行、经济”施工防裂方法;目 录;混凝土裂缝现象是一个困扰工程结构耐久性和安全性的老问题，也是一个长期来受各方关注的技术难题。近年来，随着特高拱坝、大型RCCD、高性能和高热量混凝土在工程上的大量使用，这一问题愈显突出。在公路、桥梁工程，特别在以挡水坝为代表的大体积混凝土及众多水工薄壁结构工程中，施工期和初运行期的裂缝现状在工程界在总体上至今仍然处于“无坝不裂”的局面，广泛地困扰工程的施工和建设质量；但是在学术界就工程成功应用层面而言，这一问题已经得到很好的解决，研究成果达到推广应用的成熟度。;施工定位锥附近裂缝;闸墩裂缝;墙体结构裂缝;安徽某一船闸工程裂缝：表0.05-0.2mm,内0.4-0.6mm;近年来学术界对混凝土裂缝成因和施工防裂方法研究有了突破性进展，很多工程直接在科研成果指导下施工，在总体上没有出现结构性裂缝，甚至有些很有规模、结构特点突出且在高温或严寒期施工的工程也完全没有出现裂缝，有些采用的还是高热量、高性能、自生体积变形大、脆硬和坍落度大的泵送混凝土。 ;笔者在他人研究成果基础上，提出了能精确地离散模拟混凝土冷却水管导热降温作用的有限元“精确”迭代算法，实现了水管混凝土施工温度和应力的高精度仿真计算，这在有限元仿真计算方法和施工防裂方法上是一个重大突破。 近年来，在此算法基础上和长期来的知识积累，对施工期混凝土裂缝成因、影响因素、启裂点位置、启裂时间、扩裂过程、种类及施工防裂方法与具体措施等方面进行了明显具有独到见解的研究，提出“科学、可靠、易行、经济”的施工防裂方法理念，在约20个工程的施工中得到很好乃至圆满的应用，该成果已达到推广应用的成熟度。;成果应用;浙江华光潭拱坝（为设计院防裂方法设计工作服务，2004年施工，总体不裂）； 南水北调东线一期工程泵送混凝土宝应泵站（东线一期工程第一个新建泵站工程,2004年，总体不裂）； 刘家道口常态混凝土大闸（严格执行施工防裂方法研究成果后完全不裂，2006-2007年施工，计划申报明年度省部级科技进步奖）； 南水北调东线一期工程淮四泵送混凝土泵站（2006年夏天高温期施工，完全不裂，正申报江苏省今年度科技进步奖）； 浙江周公宅拱坝（2005年初建成，全年施工, 现场跟踪研究，不裂，正申报浙江今年科技进步奖）；;浙江绍兴曹娥江河口高性能二级配矿渣混凝土大闸（亚洲最大规模河口大闸，2006年夏天高温期施工，严格执行施工防裂方法研究成果,完全不裂，准备申报明年度水利部或浙江省科技进步奖）； 高温地区南沙碾压混凝土重力坝（2006年全年施工，允许最高浇筑温度为34℃,优化和加大表面保温及内部水管冷却措施的力度,实际施工最高浇筑温度达到36℃,除度汛溢流面外不裂，计划申报2008年度广东省科技进步奖）； 南水北调工程淮阴三站常态混凝土泵站（正在施工中，至下月20号主体工程浇筑完毕,至今不裂）；;南水北调工程山东台儿庄和万年闸常态混凝土泵站（全年施工,不裂，台儿庄工程修建在岩基上）； 南水北调中线干线漕河大型输水渡槽C60高强度泵送混凝土结构，一跨多联型。2007年在研究成果指导下,全年施工8个多月，已浇筑完毕，不裂,被7月7日中央台新闻联播节目报道;而去年该工程在他人成果指导下施工5个月,月月开裂,跨跨开裂,共出现130条裂缝。;2 混凝土基本特性 ;水化放热速率与水化度的变化 ;3 温度和应力高精度仿真计算;混凝土温度场的主要影响因素包括混凝土的浇筑温度、绝热温升、表面热交换系数和环境温度等等。 低浇筑温度有利于基础温差的温控，但浇筑温度的降低常须巨额资金的投入，需要昂贵的专用制冷设备，在一些巨型大坝工程才能采用，而在中小型工程中无法应用，且无法防止内外温差裂缝的出现。 低绝热温升对温控防裂也是有利的，但混凝土绝热温升一般随混凝土标号的提高而增加，混凝土强度和耐久性的设计要求使得这一措施往往难以有效实施。而在混凝土中埋设冷却水管可以灵活控制水化热温升幅度和峰值，能在不降低混凝土等级的前提下有效控制现场绝热温升，且一般总能经济方便地达到这样的应用效果。;表面保温可以减小混凝土的内外温差，但同时也妨碍了水化反应过程中的热量散发，致使混凝土温度峰值变高，后期温降幅度变大，降低了后期抗裂安全度。因此，通常需要结合水管冷却措施的使用。 环境温度变幅越小对混凝土防裂越有利。施工中，通过人工营造小气候环境可以减小气温变化的不利影响。最简便有效的方法是在模板表面设置保温材料，降低表面放热系数和温差。 混凝土早期水化反应剧烈，常在龄期约3天时温度达到峰值（具体时间与结构尺寸和保温情况相关），峰值大小和出现时刻对混凝土基础温差和内外温差有决定性影响。峰值过后是快速降温阶段，常需控制这一阶段的温降速度，防止早期冷缩拉应力过大；但是若温降太慢，因弹模迅速