大体积混凝土温度裂缝的控制措施

第三节大体积混凝土温度裂缝的控制措施在结构工程的设计与施工中，对于大体积混凝土结构，为防止其产生温度裂缝，除需要在施工前进行认真计算外；还要做到在施工过程中采取有效的技术措施，根据我国的施工经验应着重从控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸值、改善混凝土约束程度、完善构造设计和加强施工中的温度监测等方面采取技术措施。以上这些措施不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，施工中必须结合实际、全面考虑、合理采用，才能收到良好的效果。一、水泥的选用大体积混凝土结构引起裂缝的主要原因是：混凝土的导热性能较差，水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期温升和后期降温现象。因此，控制水泥水化热引起的温升，即减小降温温差，对降低温度应力、防止产生温度裂缝能起到釜底抽薪的作用。（一）水泥品种的选择混凝土温升的热源是水泥水化热，故选用中低热的水泥品种，可减少水化热，使混凝土减少升温。例如，优先选用等级为32.5、42.5的矿渣硅酸盐水泥，因其与同等级的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热可减少28%。在结构施工过程中，由于结构设计的硬性规定极大地制约了材料的选择，混凝土强度不可能因为考虑到施工工作性能的优劣而有所增减，因此，保证混凝土强度的前提下，如何尽可能地减小水化热这个问题就显得尤其重要。二、外加剂的选用在混凝土中掺入一些适宜的外加料，可以便混凝土获得所需要的特性，尤其在泵送混凝土中更为突出。泵送性能良好的混凝土拌和物应具备三种特性：1、在输送管壁形成水泥浆或水泥砂浆的润滑层，便混凝土拌和物具有在管道中顺利滑动的流动性；2、为了能在各种形状和尺寸的输送管内顺利输送，混凝土拌合物要具备适应输送管形状和尺寸的变化的变形性；3、为在泵送混凝土施工过程中不产生离析而造成堵塞，拌和物应具备压力变化和位置变动的抗分离性。由于影响泵送混凝土性能的因素很多，如砂石的种类、品质和级配、用量、砂率、坍落度、外掺料等。因此，为了满足混凝土具有良好的泵送性，在进行混凝土配合比的设计中，不能用单纯增加单位用水量方法。这样不仅会增加水泥用量，增大混凝土的收缩，而且还会使水化热升高，更容易引起裂缝。工程实践证明，在施工中优化混凝土级配、掺加适宜的外加料，以改善混凝土的特性，是大体积混凝土施工中的一项重要技术措施。混凝土中常用的外加料主要是外掺剂和外掺料。（一）掺加外掺剂大体积混凝土中掺加外掺剂主要是木质素磺酸钙(简称木钙)，一般用作减水剂，属于阴离子表面活性剂，对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用，因此，在混凝土中掺入水泥用量约0.25%的木钙减水剂，不仅能使混凝土的和易性有明显的改善，同时又减少了10%左右的拌和水，节约了10%左右的水泥，从而降低了水化热。从表4-16的例子可看出，混凝土中掺入木钙减水剂后，7d的水化热略有增大，但可减小水泥用量l0%左右，因此水化热还是降低的，并且可以延迟水化热释放的速度。这样不但可以减小温度应力，而且还可以使初凝和终凝的时间相应延缓5～8h，可大大减少大体积混凝土施工过程中出现温度裂缝的可能性。普通硅酸盐水泥配制的砂浆或混凝土在干燥时会产生收缩，砂浆的收缩率为0.1%～0.2%，混凝土的收缩率为0.04%～0.06%，而一般混凝土的极限拉伸仅为0.0l%～0.02%，其结果导致混凝土开裂，从而破坏了结构的整体性，降低了抗渗性能。因此，在混凝土中适当地掺入膨胀剂(AEA：矾土水泥、天然明矾石、硬石膏；UEA：烧结明矾石、天然明矾石、硬石膏等)置换相同质量的水泥，使其吸收部分水后发生化学反应，在混凝土中产生0.2～0.7MPa的膨胀自应力，从而使混凝土处于受压状态，抵消由于干缩而产生的拉应力，避免裂缝的发生和发展，同时大大提高了混凝土的抗渗性能和后期抗压强度,达到混凝土结构本身抗裂防水的目的。在施工中，合理使用补偿收缩混凝土，在结构自防水的同时可以实行无缝设计、无缝施工，对节约成本、缩短工期有一定的现实意义。另一方面，由于膨胀剂AEA、UEA在混凝土中形成膨胀物钙矾石时需吸收水，在预拌混凝土中，掺入膨胀剂会增加混凝土坍落度的损失，影响混凝土的泵送施工，因此，在使用时须考虑膨胀剂与泵送剂的双掺。（二）掺加外掺料粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分，它能有效地提高混凝土的抗渗性能，显著改善混凝土拌料的工作性能，并具有减水作用。由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应，使具有优良性质的粉煤灰(不低于二级)在一定掺入量下(水泥质量的15%～20%)的强度还会有所增加，包括早期强度；同时，粉煤灰的掺入可以使混凝土密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减小。通过预配试验，可取得降低水灰比、减少水泥浆用量、提高混凝土可泵性等良好的效果，特别是可以明显地延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，并能改善混凝土的后期强度。大体积混凝土掺入粉煤灰分为“等量取代法”和“超量取代法”两种。前者是用等体积的粉煤灰取代水泥的方法；但其早期强度(28d以内)也会随掺入量增加而下降，所以对早期抗裂要求较高的工程，取代量应非常慎重。后者是一部分粉煤灰取代等体积水泥，超量部分粉煤灰则取代等体积砂子，它不仅可获得强度增加效应，而且可以补偿粉煤灰取代水泥所降低的早期强度，从而保持粉煤灰掺入前后的混凝土强度等效。（三）骨料的选择大体积混凝土砂石料的重量约占混凝土总重量的85％左右，正确选用砂石料对保证混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热数量、降低工程成本是非常重要的。骨料的选用应根据就地取材的原则，首先考虑选用生产成本低、质量优良的天然砂石料。根据国内外对人工砂石料的试验研究和生产实践，证明采用人工骨料也可以做到经济实用。

1、粗踢骨料夕的选惑择为了宾达到蜂预定我的要仆求，满同时布又要爽发挥搅水泥泉最有箱效的漏作用系，粗状骨料齐有一逗个最拒佳的燃最大小粒径村。但使对于沈结构贸工程存的大覆体积童混凝渴土，立粗骨低料的饿规格弃往往国与结捧构物柄的配斤筋间再距、帝模板疮形状贯以及属混凝浙土的体浇筑辰工艺沃等因破素有允关。结构跑工程峡的大闸体积砌混凝宇土，航宜优呜先采脂用以渴自然穿连续箭级配蝇的粗麦骨料若配制掏。这种仇用连幅续级芝配粗焦骨料著配制杨的混歉凝土练，具兵有较扒好的计和易捕性、管较少恒的用酸水量译和水股泥用肠量，苦以及嫩较高赌的抗砍压强导度。京在选廉择粗军骨料锹粒径岗时，腐可根串据施山工条琴件，烧尽量收选用畜粒径孔较大私、级秩配良成好的很石子汉。根素据有绿关试迈验结弓果证斜明，胞采用5～40仪mm石子腾比采后用5～25石子搭，每算立方皂米混惹凝土守可减数少水众量15从kg左右捡，在聋相同服水灰撇比的赚情况械下，废水泥耍用量融可节组约20刘kg左右携，混钉凝土拥温升临可降退低2℃。2、细杠骨料肿的选尽择大体非积混尤凝土吹中的披细骨援料，栏以采阶用中壮、粗念砂为引宜，罢细度赢模数果宜在2.喝6～2.腊9范围兆内。社根据既有关盏试验悬资料照证明贡，当熊采用崖细度贷模数石为2.赢79；平信均粒款径为0.租38庆1的中乎粗砂痒，比难采用土细度轮模数纪为2.杠12、平滴均粒析径为0.丧33径6的细旱砂，形每立峡方米尚混凝足土可热减少驾水泥厚用量28～35鬼kg，减们少用破水量20～25潜kg，这惠样就师降低席了混禾凝土毙的温驾升和慈减小昨了混嗽凝土挤的收敬缩。泵送瓦混凝级土的洞输送期管道枪形式仰较多音，既以有直窗管又遇有锥稿形管咳、弯顽管和苏软管布；当资通过离锥形膀管和鞭弯管喇时，确混凝捐土颗智粒间跪的相金对位浙置就椒会发凳生变书化；开此时坑如果宵混凝乌土中抚的砂婆浆量报不足居，便彩会产辆生堵俯管现满象。盆所以鞋，在堵级配者设计蜻时可颗适当射提高丙砂率触；但塔若砂深率过艇大，卡将对挥混凝栏土的享强度流产生府不利掏影响欣。因热此，在满捡足可搅泵性段的前犬提下津，尽膛可能血降低开砂率涉。3、骨努料质拘量的哨要求骨料悄的质躁量如盖何，荡直接棵关系讽到混丢凝土立的质震量，册所以腐，骨牙料中雕不应鲜含有那超量龙的粘革土、饭淤泥在、粉烦屑、功有机收物及扶其他加有害苦物质必，其该含量坐不能港超过捏规定奇的数变值。混凝坑土试楼验表梳明，愤骨料为中的俩含泥谢量是退影响蔽混凝悬土质执量的姜最主征要因袖素，崭它对慰混凝间土的易强度码、干蚂缩、摔徐变污、抗获渗、脆抗冻随融、妨抗磨希损及霉和易余性等宫性能楼都产专生不们利的钟影响舍，尤估其会誉增加块混凝懒土的千收缩伙，引境起混睡凝土裳的抗土拉强舌度的庙降低坊，对贺混凝怖土的削抗裂汗更是窝十分弓不利资。因此州，在秒大体线积混陈凝土华施工榨中，咏石子今的含慢泥量咱控制劳在不榴大于1％，殊砂的葱含泥羽量控阵制在酿不大鞠于2％。三、曾外部吧环境添的影躺响1、加归强混僵凝土亲浇筑桃与振应捣改进狗混凝磨土的刊搅拌骨工艺题对改姿善混派凝土昨的配甩合比音、减伶少水滩化热啊、提渡高极竹限拉各伸有葱着重挑要的捧意义愈。为巧了进牙一步嚷提高年混凝择土质挺量，安采用二次饶投料英的砂驶浆裹昼石或释净浆棋裹石锻搅拌本新工决艺，可薯有效摆地防扫止水阳分向舰石子徒与水防泥砂神浆的悠界面它集中拐，使文硬化麻后界武面过炮渡层患的结封构致军密，粉粘结腹加强偷，从绣而使摧混凝谣土的案强度用提高10疗%左右杠，也援提高叠了混察凝土摸的抗湿拉强及度和缘瑞极限催拉伸戏值；静当混松凝土蜜的强幕度基蒸本相湾同时拒，可李减少7%左右些的水只泥用房诚量。混凝栗土二次气振捣的恰侧当时右间是筒指混外凝土卸经振筝捣后谅还能小恢复畅到塑荒性状骄态的嫂时间立，一素般称倦为振叉动界娘限，潮在实良际工觉程中兴应由萌试验愉确定茶。2、控盯制混恐凝土炎浇筑钥温度混凝拳土从抽搅拌览机出翁料后存，经浑过运渔输、奴泵送府、浇关筑、桌振捣塑等工广序后馅的温谣度称描为混厦凝土厕的浇赖筑温身度。谷由于红浇筑猫温度鉴过高蜘会引燥起较甜大的筒干缩恨，因种此应怨适当春地限巴制混祥凝土提的浇抽筑温您度，壤一般议情况化下，建议岗混凝六土的因最高还浇筑坡温度猫应控扫制在40朝℃以下。3、控代制混劳凝土行出机浪温度为了酸降低灯大体环积混懂凝土尤总温惑升和逆减小衬结构予的内齐外温妇差，拖控制翠出机仓温度祸是很槽重要姐的。巷在混茧凝土纸的原蛋材料暑中，悬石子腊的比票热较弹小，尖但其迅在每笋立方肆米混注凝土辫中所宣占的权质量莲较大四。水启的比缝热最双大，赵但它症在混步凝土亮中占慈的质锣量却望最小平。因骄此，对混何凝土瓜的出蜓机温辞度影意响最蓄大的宇是石犹子和驶水的粥温度谊，砂误的温纺度次核之，击水泥牺的温脖度影堤响最牺小。针钳对以熔上的但情况拨，在巡寿施工馅中，菠为了崖降低恨混凝疯土的我出机欺温度候，应旦采取盖有效切的方卫法降佛低石餐子的溪温度齿。在跪气温臂较高亩时，纺为了件防止逝太阳掘的直恨接照芳射，纽奉可在筑砂、勤石子遥堆场油搭设扫简易较遮阳娃装置饱，必哈要时能，须委向骨组料喷份射水卫雾或声使用销冷水泽冲洗羊骨料休。4、加营强混攀凝土俘养护地下架室外植墙浇苦筑以照后，掀为了植减少系升温弦阶段演的内宰外温脊差，对防止父因混连凝土旦表面夜脱水以而产腾生干造缩裂涝缝，英应对杂混凝泡土进胜行适支当的拖潮湿番养护窝；为渔了使共水泥韵顺利划进行座水化薄，提凉高混留凝土醉的极呈限拉牛伸和虫延缓询混凝盐土的结水化芝热降餐温速筑度，扯防止园产生伍过大晓的温斧度应疑力和责温度暖裂缝湾，应肤加强货对混循凝土编进行图保湿靠和保绍温养绢护。筛另外塔，施俗工中蚁采取石合理监的技挤术措赴施很焦重要携，例鸦如采杨用带婶模养秤护、忘推迟活拆模拒时间训等方莲法都教对控吊制裂淹缝起僻很大禽的作绳用。潮湿逃养护迅是在知混凝作土浇利筑后骑，在颂其表巷面不成断地风补给躁水分沸，其领方法骗有淋恭水，攀铺设称湿砂藏层、执湿麻明袋或砍草袋筝等，棵并最剖好在市表面犬盖一抬层塑荐料薄侵膜。肢潮湿胡养护托的时禾间是肺越长堂越好崭，但赔考虑慰到工独期因烂素，储一般幸不少泡于半愉个月榴，重忧要结碎构不支少于1个月。混耍凝土霸浇筑轮后数古月内百，即千使养昨护完孝毕，滑也不法宜长忠期直律接暴夺露在珠风吹司日晒尊的条那件下修。对新地下颈室墙惊体这盛一类推的结谣构，恋也可限采用绪自动桨喷淋坡管(塑料脖管带友有细乖孔)进行亮自动塌给水职养护葵，用纤长墙轧上的替水平黎淋水葡管长兵期连周续对示墙体垦进行圣淋水拳养护脆，效播果是枣比较刑好的辅。如亿使用凶养护不剂涂艰层进裂行养均护时盼，必含须注余意养舒护剂云的质若量及辣必要寨的涂散层厚列度，宏同时灾还应如提供海一定皂的潮泪湿养妈护条床件，睡覆盖晴一层绸塑料齐薄膜炒。保温杯养护款时，事可采拿用2～3层的词草袋故或草蹄垫之股类的则保温品材料收进行膛覆盖害养护球。5、防两风和搬回填外部困气候展也是恼影响均混凝休土裂攻缝发柿生和丑开展淡的因旅素之沃一，弦其中保，风戒速对冻混凝睡土的坏水分浮蒸发肆有直物接的病影响挥，不筹可忽贵视，夫地下晶室外房诚墙混橡凝土寒应尽哨量封查闭门圈窗，擦减少哭对流厅。土是悲最佳料的养屋护介意质，灿地下概室外隐墙混配凝土侦施工许完毕花后，砌在条秒件允冈许的胖情况岩下应耀尽快京回填奔。四、骡改善应边界范约束碌和构浆造设笑计1、合未理设紧置后等浇带后浇涛带的炊间距拘由最肤大整兽浇长简度的各计算莫确定然，一垮般正煎常情捏况下抄由计证算确规定，峡其间抗距为20～30帆m。后浇惰带的泽构造其有平泥接式付、T字式尚、企炭口式钢等三削种，悉如图4-混2所示镜。后么浇带肤的宽涝度应而考虑补施工邻方便许，避商免应只力集诊中，唇宽度杰可取70膀0～10魄00咐mm。当矛地上佩、地太下都票为现帜浇钢亿筋混凯凝土商结构愿时。中在设躺计中疑应标检明后制浇带跑的位冠置，隔并应荐贯通搜地上特和地子下整拦个结喝构，详但钢菠筋不偷应截飞断。后浇竞带的翼保留常时间蚊一般巾不宜倍少于40退d，在肃此期附间，仇早期碰温差垂及30勇%以上捏的收午缩已党经完哀成。在填雀筑混莫凝土腐之前椅，必产须将炼整个宫混凝笋土表两面的赖原浆铅凿清腥形成迁毛面葡，清甘除垃颗圾及恨杂物螺，并档隔夜胁浇水咱浸润凑。填筑学的混孟凝土企可采念用膨哪胀混盛凝土额，要逝求混扇凝土敲强度吹比原婆结构兼提高5～l0炊N/深mm棚2，并琴保持惨不少雄于14胀d的潮炎湿养惯护。图4-志2后浇阀带构宾造2、设扰置应搭力释蔽放带正常惨情况丛下后太浇带券的间暴距为20～30猛m，但习在许者多实计际工反程中旧，由粒于设秤计、速施工挡条件乒的制春约，高后浇浇带的恭间距屠往往驰超过挠这个评范围奖。例蔑如，之在浇酸筑地怠下室砖外墙菊时，腥当地兼下室劫外墙权很长滩或是炉环状找全封推闭结染构时夕，其狂水平渣方向贫的约仅束应健力相桨当大伟，若季无处麻释放携，就琴很容唤易产色生竖嘴向裂壁缝，妹因此誓在这寄类地签下室挪外墙鸟板上绵合理殊布置虎应力汗释放用带，肥有目咸的地恒给予惯诱导声释放,可以访有效侮地减钓少或匪防止钉竖向牺裂缝稿的发殿生。3、合植理构樱造设经汁地下扩室墙礼体结柳构设缴计时慕应注告意构凤造配颈筋的绘重要穴性，息它对龙结构浓抗裂省性能步的影阿响很液大，年但目鹿前国桌内外傍对此沃都不盛够重检视。没对连宽续板冬不宜唉采用瘦分离渴式配水筋，羞应采站用上罪下两器层的辟连续缓配筋杜；对愧转角老处的馆楼板讽宜配睡上下示两层或放射述筋，窑其直寨径为8～14趋mm，间换距约刺为20脱0m烛m，同唱时应悦尽可众能采辨用小麻直径锦、小存间距帐。在梨孔洞毫周围掀、变惠截面豆转角熟处，赔由于图温度埋变化海和混慌凝土貌收缩迅会产仪生应趴力集良中而兴导致坐裂缝蜡，因清此，连可在伐孔洞扬四周泡增配常斜向室钢筋快、钢御筋网曾片；毙在变钱截面疼处做裙局部酒处理竞，使冬截面捧逐步阵过渡重，同堆时增搅配抗数裂钢萍筋，燥防止优裂缝孕。4、设趋置滑川动层轰和缓挽冲层由于梁边界讲条件良在约给束下摸才会顺产生粪温度营应力工，因挣此，稿在与日外约摩束的爆接触义面上爬设置倾滑动切层可籍以大挤大减厦弱外客约束牛。可持在外净约束伞两端程各1/推4～1/教5的范蛾围内跑设置杨滑动挪层；仅对约声束较宴强的敬接触困面，急可在逃接触划面上页直接跟设滑博动层材。滑然动层蚊的做助法有丛铺设旋一层号刷有锈两道朗热沥崭青的屿油毡污，或热铺设10～20配mm厚的塑沥青收砂，姻或铺话设50锤mm厚的班砂或冠石屑技层。在高恨、低事底板候交接承处和卫底板沿地梁坚等处啊，用30～50杠mm厚的颠聚苯招乙烯坡泡沫演塑料咸做垂芳直隔至离层映，如扶图4-钓3所示耳，以丝式缓冲掘基础驻收缩湖时的雅侧向资压力怪。图4-幼3缓冲羡层示卷意图聚苯奶乙烯旁泡沫乐塑料5、合教理配蒜筋在构捷造设退计方映面进屋行合烘理配减筋，曲对混录凝土啄结构牛的抗昂裂有关很大旨作用圆。工任程实牧践证锡明，佛当混柳凝土妄墙板止的厚惭度为40辟0～60策0m昏m时，谊采取宴增加桥配置代构造则钢筋则的方煮法，终可使碌构造架筋起粗到温泼度筋写的作耳用，遇能有篇效提片高混暗凝土砍的抗堆裂性元能。配置切的构浩造筋鸡应尽傍可能零采用私小直衬径、浮小间腐距。烫例如误配置滤直径6～14吴mm、间抱距控器制在10泄0～15反0m乏m。按纽奉全截否面对静称配阵筋比草较合杂理，丘这样单可大施大提摄高抵倘抗贯资穿性狠开裂湖的能警力。鸡进行滨全截狂面配厌筋，骑含筋汽率应毁控制明在0.吧3％～0.梢5％之经间为持好。对于糊大体赶积混峰凝土袖，构贩造筋森对控调制贯饼穿性阿裂缝洲作用趴不太救明显拣，但类沿混扰凝土挨表面脑配置躁钢筋裤，可哄提高吨面层米抗表集面降舱温的盗影响鱼和干册缩。在孔定洞周焦围、方变断危面转其角部桑位、叹转角汗处等条，由阿于温漂度变券化和华混凝火土收蔑缩，畏会产县生应跪力集继中而弱导致韵混凝温土裂俊缝。疯为此闷，可钳在孔打洞四凭周增怖配斜艰向钢偿筋、孝钢筋强网片冤；在笨变断央面处外避免势断面灯突变粘，可教作局马部处葱理使嘉断面艘逐渐遍过渡护。同馅时增温配一剑定量控的抗处裂钢亿筋，险达对疤防止晋裂缝拢产生派是有傻很大停作用秧的。五、动加强住施工纵监测在大档体积鞠混凝机土的强凝结蜓硬化爸过程温中，物随时猛摸清车大体股积混农凝土瘦不同环深度闲温度多场升作降的昼变化义规律沿，及耍时监剥测混即凝土验内部卖的温桨度情叹况，朽对于添有的凭放矢烂地采渴取相顾应的不技术杏措施皇，确头保混僻凝土走不产员生过判大的痰温度耽应力执，具肠有非深常重唤要的鸦作用萍。监测脱混凝业土内巾部的储温度独，可仆采用墙在混列凝土预内不饭同部锹位埋想设锡则热传坏感器纪，用树混凝绪土温遵度测房诚定记渴录仪宏进行筐施工屋全过迟程的督跟踪怒和监萝测。混凝拴土温惨度测羽定记霉录仪羞，是监以测舅定电卫阻变住化来扇显示喂温度沈的仪舍器，恢其基吩本原暴理是饶电桥叫平衡米方式保。记半录仪特连接莲着打杀印系任统，橡将各副测点殖温度章打印眉在记软录纸役上，叮可以奴直接曾读数退。混凝拆土温贸度测霞定记台录仪虹，不饥仅可出显示宝读数霸，而的且还尼可自铃动记匠录各夕测点黎的温滴度，酒能及稻时绘均制出秃混