大体积混凝土温度裂缝产生原因及防治措施.docVIP

PAGE PAGE 1 大体积混凝土温度裂缝产生原因及防治措施 　　摘要：温度裂缝是大体积混凝土结构常见的一种质量通病，对混凝土结构的稳定性及质量安全具有重要的影响。本文结合工程实例，分析了大体积混凝土温度裂缝产生的运用，重点对大体积混凝土温度计算工作进行探讨，并总结了温度裂缝的防治措施，供类似研究参考。 　　关键词：大体积混凝土；裂缝控制；温度计算；防治措施 　　中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号： 　　随着国民经济的快速发展，城市建设规模不断扩大，各种类似的建筑物数量日益增加，对建筑工程的使用功能和质量安全提出了新的要求。大体积混凝土作为一种新型的施工材料，具有诸多的优点，目前广泛应用于城市大型建筑工程当中。但在混凝土浇筑过程中，由于大体积混凝土单次浇筑方量大，加上混凝土自身放热量大，如果不能及时扩散，容易导致混凝土浇筑体产生了较大的内外温差，进而温差引起的不均匀变形会使混凝土内产生了很大的温度应力，致使混凝土产生温度裂缝。如果不对这些裂缝进行有效的治理，则会严重影响到大体积混凝土结构的安全性。因此，工程施工人员必须清晰认识到混凝土温度裂缝控制的重要性，采取切实有效的防治措施，以避免温度裂缝的产生。 　　1大体积混凝土温度裂缝产生的原因 　　大体积混凝土产生裂缝的主要原因:由于结构断面大水泥用量大,水泥水化时释放水化热会产生较大温度变化和收缩作用。由此形成较为复杂的膨胀或收缩应力,导致混凝土产生裂缝。所产生的裂缝主要有两类。 　　（1）表面裂缝:混凝土浇筑后,水泥水化热较大,使混凝土温度上升。当聚积在混凝土内部的水泥水化热不易散发时,混凝土内部温度将明显升高。而混凝土表面通常散热较快,形成内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就会产生表面裂缝。此外,当混凝土的坍落度较大时,混凝土表面水分蒸发引起的体积收缩也会使混凝土产生表面裂缝。这种裂缝比较分散，裂缝宽度小，深度也很小，多为表面裂缝。当里外温差15℃以上时就会发生这种裂缝，但内部温度下降时，有自封闭倾向。 　　（2）贯穿裂缝:大体积混凝土降温时,由于温度降低引起混凝土体积收缩,同时混凝土多余水分的蒸发也会引起体积收缩变形。但受到地基和结构边界条件约束,结构内部便会产生巨大收缩应力(拉应力)。当拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面会产生贯穿裂缝,或称为结构性裂缝,给工程带来很大危害。这种裂缝因构件尺寸、配筋和约束的类型而异。一般里外温差25℃以上，就会有出现这种裂缝的危险。此外裂缝发生部位和根数也不一样，伴随着混凝土干燥收缩，裂缝宽度也会逐渐增大。 　　2工程概况 　　某大厦工程占地面积2017m2,总建筑面积23081m2，地上19层，地下1层，建筑高度为72.75m。结构体系为钢筋混凝土框架剪力墙结构，抗震设防烈度6度，抗震等级为三级。基础设计为钻孔灌注桩，地下室底板采用筏板和梁板式，筏板1.6m，电梯井位置局部厚3.2m，面积约1142m2,预计一次浇注地下室底板混凝土量为2500m3。经施工单位及检测单位对混凝土检验,确定了表1配合比。 　　2.1混凝土拌合物温度计算 　　T0=ΣTiWC/ΣWC 　　式中:T0-混凝土拌合物温度；W-混凝土中各种材料的重量(kg)；C-混凝土中各种材料的比热(kJ/(kg?℃)),Ti-混凝土中各种材料的初始温度(℃)。 　　根据施工中混凝土配合比,计算混凝土拌合物的温度如表2。 　　2.2混凝土浇筑入模温度计算 　　混凝土入模T1=T0+(Tg-T0)(φ1+φ2+…+φn) 　　式中：T1-混凝土入模温度；T0-混凝土拌合物温度；Tg-施工时气温,取15℃；φ1…φn-系数。 　　装车系数φ1=0.032；卸车系数φ2=0.032；运输系数,运距10min,φ3=0.032。 　　故混凝土入模温度T1=（19.2+(15-19.2)×0.096）=18.7℃ 　　2.3混凝土绝热温升计算 　　混凝土绝热温升计算按下式: 　　T(t)=WQ(1-emt)/Cρ 　　式中：T(t)-混凝土龄期为t时最大温升(℃)；W-每立方米中混凝土的胶凝材料用量(kg/m3)；C-混凝土的比热容,取0.96(kJ/(kg?℃))；ρ-混凝土的重力密度，取2450（kg/m3）；m-与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，取0.4(d-1)；t-混凝土龄期（d）；Q-胶凝材料水化热总量（kJ/kg）,取330kJ/kg。 　　Tmax=504×330/2450×0.96=71℃ 　　Tmax为混凝土的绝热温升，当混凝土浇筑温度为18.7℃，3d龄期时的ξ取值0.82，ξTmax=71×0.82=58.2℃；故估算3d后混凝土中心温度为（58.2+18.7）=76.9℃。根据施工