大体积砼温度裂缝分析及控制技术.docx

2004 年度优秀施工论文大体积砼温度裂缝分析及控制技术 2004 年度优秀施工论文 大体积砼温度裂缝分析及控制技术 第 第 PAGE 1 页 共 10 页 大体积砼温度裂缝分析及控制技术 【内容提要】针对小安溪特大桥的大体积钢筋混凝土承台施工时正值温度最高的 8～10 月份， 为防止因温差造成温度裂缝，采取必要的降温控制措施，并对实测数据进行温度控制效果分析，证 明施工中所采用措施是必需和有效的。 【关 键 词】大体积混凝土 温度裂缝隙 控制技术 工程概况: 小安溪特大桥位于国道 212 线武胜至合川高速公路第 H 合同段，左右幅桥的主桥均为 1-60m+1-100m+1-60m 预应力砼连续刚构桥；引桥为30m 预应力混凝土简支T 梁，左幅桥武胜岸引桥为 7-30m 预应力砼简支 T 梁，合川岸引桥为 5-30m 预应力砼简支 T 梁；右幅桥武胜岸引桥为 8-30m 预应力砼简支T 梁，合川岸引桥为 8-30m 预应力砼简支T 梁；全桥左线长 600 米，右线长 720 米。 主桥共有 4 个承台，每个承台下面均有4 个直径为 220cm 的桩基，承台尺寸为 920cm（顺桥向） ×950cm（横桥向）×350cm（厚度），砼标号为 C30。根据设计要求承台要一次浇注完成，并做好温控措施。 大体积砼裂缝原因理论分析及温控标准 温度裂缝理论分析 任何砼的裂缝从微观上来看都是存在的，在宏观上裂缝的宽度以 0.05mm 作为分界线，裂缝的宽度小于 0.05mm 的为”无裂缝砼”，反之为裂缝砼。大体积砼裂缝原因很多，大致分为两种：一种是初始裂缝，一种是后期荷载作用下所产生的破坏性裂缝。破坏性裂缝则属设计范畴问题，而本文只 讨论初始裂缝的温度理论分析，现从以下几点来谈： 水泥水化热产生大体积砼的内外温差 由于水泥的水化热作用，砼浇注后要经历升温期、降温期、温度稳定期3 个阶段。在升温阶段， 大体积砼中砼的导热能力很差，热量均聚集在结构内部不易散发，加上原材料自身吸收大气中的外 界温度，形成较高的温度场，与外界环境温度形成较高的温度差，内外温差使砼内部产生压应力， 外部产生拉应力，若该拉应力大于同期砼的容许拉应力则会出现温度裂缝。故控制新浇砼的内外温 差是保证砼不产生裂缝的根本原因。 外界环境温度的影响 大体积砼在施工期间外界环境气温对砼的内部温度有着重要的影响。外界温度越高，砼原材温度就高，入模砼的温度就越高。当外界气温下降时，浇注后砼的表面气温急剧下降，但其内部温度 无法散热，造成砼表面温度和内部温度的温度梯度线增大，从而产生温度应力造成砼表面的开裂。 内部约束条件的影响 在新浇砼的降温阶段，新浇砼受内部钢筋、封底砼及桩基钢筋的约束而不能自由收缩，阻碍着砼的变形并产生约束；而此时新浇砼的弹性模量相对较低，若降温梯度过大就会产生较大的温度拉 应力，当该拉应力大于相应龄期的砼容许拉应力时就会出现裂缝。 砼的收缩、徐变 砼在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。在荷载的长期作用下，砼的变形将随时间而增加， 亦即在应力不变的情况下，砼的应变随时间继续增长，这种现象被称为砼的徐变。众所周知，影响 砼收缩徐变的因素很多，但主要有以下三点：(一)砼中 80%的游离水分要蒸发，形成砼的毛细空隙， 体积发生变形。(二)热膨胀的砼冷却后要收缩。(三)砼的组成成分和配合比、施工工艺等。 综上所述，造成砼开裂的主要原因是砼内部温度与外部环境温度引起的，只要能将降低内外温差这个问题就能从根本上控制砼的宏观裂缝。 温度控制标准 综合考虑砼的入模温度、砼水化热的发展规律、养护条件、散热布置、配合比的设计、施工工艺等因素，制定了以下砼温度控制标准：(1)砼的内外温差不超过 25℃；（2）拆模时内外温差小于 25℃。 大体积砼温度控制措施 通过对大体积产生裂缝的机理分析，集合几个工程实践，着重从降低水泥水化热、降低砼的入模温度、改进砼的浇注工艺、通水散热、砼的养护、减少约束、严格控制拆模时间等方面做好砼的 温度控制工作。确保内外温差控制在25℃以内，尽量降低砼内部温度的升降速率。 砼配合比的设计 尽可能使用水化热较低的水泥，在砼中水泥是热源，把热源控制后才能降低水化热，尽量采用 矿渣水泥、火山灰水泥等低热量水泥；为了满足砼的泵送性能的设计要求，适当掺加矿物质超细粉 代换水泥用量；掺入一定量的高效减水剂，起到缓凝、增加和易性、减少水泥用量、减少拌和用水， 降低水灰比。在设计部门同意的情况下可以适当掺加干净冷却的片石，让石块吸收部分砼中的热量， 降低内部温度梯度。 粗骨料选用连续级配碎石，含泥量必须低于1%，针片状少，规格级配好，符合筛分曲线，这样才能减少空隙率，减少水泥用量提高砼的密实性和强度；细骨料采用特细砂和机制砂的混合砂，其 细度模数在 2.5