桥梁大体积混凝土温度控制与防裂[权威资料]

桥梁大体积混凝土温度控制与防裂 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 【摘要】大型桥梁承台往往采用大体积混凝土建造。大体积混凝土的水泥水化热使结构产生温度较高，容易产生温度裂缝。本文分析了桥梁工程大体积混凝土温度裂缝的危害及产生的原因，探讨了防裂对策。 【关键词】桥梁；大体积；混凝土；防裂 K928 A 大体积混凝土由于截面尺寸较大，裂缝一般在混凝土浇注短期内形成，此时设计荷载尚未作用于结构上，所以由荷载引起结构裂 缝可能性很小，但水泥水化过程中释放的水化热产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，将会产生较大的温度应力和收缩应力，这是大体积混凝土出现裂缝的主要原因。为了保证混凝土结构物能够满足设计条件和使用要求，混凝土必须具备足够的耐久胜和强度，而混凝土结构工程开裂，将直接影响结构的使用寿命，严重者将会引起结构破坏，使结构丧失承载能力及使用功能。 一、桥梁工程大体积混凝土温度裂缝的危害 大体积混凝土的温度裂缝不论是对它的应力状态还是它的使用寿命都有很大的害处，即使是一般的表面裂缝对混凝土的耐久性也是极 为有害的。混凝土内部温度应力和结构应力迭加，整个结构的应力状态变化，对今后使用阶段具有不容忽视的影响。基础贯穿裂缝或深层裂缝一旦形成后，它的危害十分严重，这两类裂缝都破坏了结构的整体性，改变了设计的应力分布状态，改变了混凝土建筑物的受力条件，从而可能使局部或整体结构发生破坏。所以设计大体积混凝土结构时，旨在防止裂缝发生的温控设计与结构设计具有同等重要的意义。 历史上，由于对大体积混凝土的裂缝的形成机理没有充分的认识，或没有找到适当的措施来防止大体积混凝土开裂，尤其是对大体积混凝土内部温度进行施工控 制，国内外都有许多大体积混凝土结构物出现严重的裂缝的情况，影响工程的使用，以致不得不采取补救措施，费时费力，耗资巨大。 以往大体积混凝土温度裂缝不主要出现在水利水电工程中，近年来，随着建筑原材料的发展，施工技术水平的不断提高，混凝土建筑物结构尺寸越来越多地向高大方向发展，大体积混凝土在交通、市政等工程中，也被广泛采用。许多交通、市政工程混凝土结构物应用向大型化发展，混凝土工程量巨大，例如南昆铁路、内昆铁路在复杂地质条件下的大型桥梁基础很多采用大体积混凝土基础，单个基础混凝土一次浇注量达到 3000m3 以上。桥梁工程是交通工程中的咽喉工程，占有极其重要的地位，桥梁基础工程的质量对于桥梁的安全运营具有前提性的作用，在设计中往往有混凝土连续灌注、不留后浇带等特殊设计要求，对大体积基础混凝土要求严格。随着大跨、高墩桥梁日益增多，由于地质条件不同和对桥梁稳定性的要求，桥梁基础的尺寸也越来越大，基础部位的温度裂缝成为了桥梁设计和施工过程中必须重点考虑的问题之一。基础部位一旦出现超出允许范围的裂缝，必将留下严重的安全隐患。轻则导致桥梁结构变形，无法正常使用，重则导致桥梁倒塌，造成巨大的生命、财产损失。 二 、桥梁工程中大体积混凝土裂缝的成因分析 1、外界气温变化的影响 针对于大体积混凝土施工而言，其裂缝的形成在很大程度上取决于外界气温的变化情况。而各种温度的集合就是混凝土内部的温度，这些温度包括水泥水化热的温度、混凝土结构散热温度及其浇筑的温度。而同外界气温有直接关系的是浇筑温度，浇筑温度会随着外界气温的增温而升高，倘若外界温度降低，又会在一定程度上加大大体积混凝土的内外温差梯度。假如外界气温下降过快，则产生较大的温度应力，很容易造成混凝土开裂。 2、水泥水化热的影响 在混凝土浇筑后的七天左右，水泥水化过程中散发大量的热量，通常水泥放出的热量为 500J /g。倘若以 240- 480kg/m3 计算，混凝土将释放出热量为 1.75*104- 2.75*104KJ/M3 ，致使混凝土内部温度迅速升高，可达70 ，加之混凝土内部同表面的散热不一，就会产生温度梯度，从而使表面产生较大的拉应力，倘若拉应力超过混凝土极限抗拉强度，将出现裂缝。 3、混凝土的收缩 混凝土的收缩，易言之，可理解为混凝土在大气中硬结时所发生的体积变化的一种现象。在没有外力影响的情况下，混凝 土所出现的变形倘若受到诸如钢筋或者支持条件等的影响的情况下，其就会形成拉应力，造成混凝土裂缝的产生。混凝土硬化初期及后期的收缩是有区别的，前者是在其硬化过程中出现的体积变化，而后者则是其内部水分的蒸发造成的干缩变形。 三、控制裂缝的措施 大体积混凝土的裂缝破坏了结构的整体性、耐久性、防水性、危害严重 , 必须加以控制 , 大体积开裂主要是水化热使混凝土温度升高引起的 , 所以采用适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度 ,在一定范围内就可避免出现裂缝。这些措施包含了混凝土施工的全过程 , 包括选择 混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后降低混凝土的措施和养护保温等。优选混凝土各种原材料 , 控制施工配比 , 减少水泥用量。 1、水泥的选择 理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土大体积混凝土施工及质量防治措施施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥 , 并尽量降低混凝土中的水泥用量 , 以降低混凝土的温升 , 提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失 , 可适度掺加活性细骨料 (如粉煤灰 )来 替代水泥。 2、骨料的选择 选择粗骨料时 , 可根据施工条件 , 尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量 , 也可以相应减少水泥用量 , 还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。选择细骨料 , 采用平均粒径较大的中粗砂 , 从而降低混凝土的干缩 , 减少水化热量 , 对混凝土的裂缝控制有重要作用。 3、掺加外加料和外加剂选择 掺加适量粉煤灰 , 可减少水泥用量 , 从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于 30% 。掺加适量的高效减水剂 , 在同等强度条件下可有效地增加混凝土 的和易性 , 降低水泥用量 , 减少水化热 , 同时可明显延缓水化热释放速度。 4、精心设计混凝土配合比 在保证混凝土具有良好工作性的情况下 , 应尽可能地降低混凝土的单位用水量 , 采用 “ 三低 (低砂率、低坍落度、低水胶比 )、二掺 (掺高效减水剂和高性能引气剂 )、一高 (高粉煤灰掺量 ) ” 的设计准则 ,生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。 5、优化设计 采取必要构造措施 , 增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。 6、避免结构突变产生应力集中 在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。 7、混凝土温度控制、检测与养生控制混凝土入模温度 入模温度的高低与出机温度密切相关 , 另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。在温度较高的情况下进行施工 , 可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖 , 以减少阳光对其的辐射 , 同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。如果是在冬季进行施工 , 因为要防止早期混凝土被冻问题 , 所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前还应该对基础及新混凝土接触的冷壁 用蒸汽预热 , 对原材料应视气温高低进行加热。严格控制混凝土的浇筑速度。一次浇注的混凝土不可过高、过厚 , 以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实 , 严格控制振捣时间 , 移动距离和插入深度 , 严防漏振及过振。为降低大体积混凝土的水化热 , 在混凝土的内部通入冷却循环水 , 采用循环法保温养护 , 以便加快混凝土内部的热量散发。为能够较准确地测量出混凝土内部温度 , 在混凝土中预埋测温管 , 用水银温度计测温。上下层温差控制在 15 20 之内。根据各测点的温度 , 可及时绘制出混凝土内部温度变化曲线 , 对照混凝土理论计算 值 , 分析存在的问题 , 有的放矢地采取相应的技术措施。另外 , 混凝土养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度 , 控制混凝土的内外温差 , 防止混凝土在强度增高过程中产生裂缝。混凝土浇筑完毕后 , 在其顶面及时加以覆盖 ,要求覆盖严密 , 并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用是防止表面水分蒸发吸收热量致使温度降低过快 , 造成较大内外温差。健全施工组织管理。施工前应做好详细施工方案 , 加强施工管理 , 逐级进行技术交底 , 做到层层落实 , 确保方案顺利实施。 8、砼裂缝常见修补方法 压力注浆法修补裂缝。机械动力法 : 利用压送设备 (压力 0. 2 0. 4MPa)将补缝浆液注入砼裂隙 ,达到闭塞的目的 , 该方法属传统方法 , 效果很好 ； 低压注浆法 : 利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝 , 不用电力 , 十分方便效果也很理想。开槽填补法修补裂缝。沿砼裂缝开凿成槽 , 用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝 , 如墩台或路面砼的裂缝。涂膜封闭法修补裂缝。在砼表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法 , 适用于宽度小于 0. 2 mm的微细裂缝的修补。 结论： 合理的混凝土配合比、合适的原材料，是大体积混凝土温控成功的基础。通过选取优化混凝土原材料，能够有效的降低水泥水化热，降低混凝土外温差 ；合理的施工组织、正确的施工方案与有效的温控监测方案，是大积混凝土温控成功的保证。 参考文献： 1 曹可之 .大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施 .建筑结构， 2012(8). 2 蔡润梁，等 .现浇大体积混凝土的温度裂缝控制 .武汉科技大学学报， 2011(8). 3 田雨泽，等 .大体积 混凝土施工的裂缝预控 .低温建筑技术， 2012(3). 文档资料：桥梁大体积混凝土温度控制与防裂 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档 :热电厂 EDI 设备的运行维护及化学清洗 人防工程施工中渗漏的原因和控制要点 浅谈一体化城镇的建设 桥梁伸缩缝损坏原因及更换施工技术 浅析高层建筑防雷接地的相关问题 桥梁裂缝注浆修补材料及技术 浅谈智慧供应链中物资配送管理思路 桥梁裂缝原因及施工技术分析 浅议建筑工程招投标管理 浅谈园林绿化施工与养护 浅析 长输天然气管道安装过程中的焊接质量管理 浅谈组态王