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摘 要:中小型水利工程中时常涉及到大体积混凝土施工,如水利大坝,混凝土结构出现裂缝非常普遍,影响结构安全和正常使用。所以从结构上分析它,来保证施工的质量。
关键词:大体积混凝土;分析;保证质量
中图分类号:TV544+.91
中小型水利工程中的大体积混凝土结构中。由于结构截面大,如水利大坝,水泥用量多,水泥水化所放出的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝2种,在不同程度上都属有害裂缝。
1.大体积混凝土施工的主要技术难点
在大體积混凝土工程施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力变化,从而导致混凝土发生裂缝。因此,控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度,防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩)是其施工技术的关键问题。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
2.大体积混凝土的信息施工
大体积混凝土施工应加强测温和温度控制,实行信息化控制,随时控制大体积混凝土内的温度变化,以便及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和温度不至过大,以有效控制裂缝的出现。
2.1大体积混凝土温度和温度应力
大体积混凝土的施工难点在于温度控制。混凝土升温时间较短,根据以往工程实践,一般在浇筑后的二至三天内,其间混凝土弹性模量低,基本处于塑性与弹塑性状态,约束应力很低,当水化热温升至峰值后,水化热能耗尽,继续散热引起温度下降,随着时间渐渐衰渐,延续十余天至三十余天。
混凝土降温阶段,弹性模量迅速增辊,约束拉应力随时间增加,在某时刻如超过混凝土抗拉强度便出现贯穿性裂缝。因此控制降温曲线对保证大体积混凝土施工质量尤为关键,但该问题属于热传导的混合边值问题,理论求解相当冗繁,且由于许多施工条件难以预测,理论结果亦很难严格。现国内施工界普遍采用王铁梦《工程结构裂缝控制》专著中根据多年现场实测数据统计而成的经验公式。
2.2温度监测
大体积混凝土施工时应加强测温和温度控制,了解温度变化情况,了解冷却水管进出水温度,对基础内外部以及进出水管进行测温记录,密切监视温差波动,来指导混凝土的养护工作,并同时控制冷却水流量以及流向。
测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”,温度传感器预先埋设在测试位置上,基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、室内室外温度、冷却水管进、出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时,系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致,应由各区域均匀布置,核心区、中心区为重点。
2.3监测结果及其分析
根据各测点所测温度汇总混凝土温度情况表,并绘制基础混凝土升降温曲线,了解本工程大体积混凝土测温情况和特点。根据一般规律,大体积混凝土浇捣结束后,在基础的中心部位形成一个高温区,升温时间为60-70h,高温持续时间较长,均在此30-40h。混凝土的入模温度较高,会加快水泥水化的进行,故早期热化积聚上升,将造成混凝土的升温速度加快。当混凝土保温层揭除后,混凝土表面温度会明显受昼夜大气温度的影响,温度下降。一般循环冷却水带走的中心部位混凝土的热量较四周表面和底部要多,因此,中心部位混凝土因冷却水所产生的降温数值大,混凝土四周表面和底部所产生的降温数值小,所以要分段计算。
3大体积混凝土施工的技术措施
3.1落深和面积较大的承台部位。混凝土初凝前督促施工方进行二次水处理,克服混凝土早期脱水裂缝,检查混凝土平整度,检查现场测温落实情况,及时分析温度差变化,组织有关方面及时解决混凝土浇捣过程中出现技术问题。
3.2根据温度变化及时落实已浇捣至设计标高部分混凝土表面保温工作,保温塑料薄膜盖前必须完成二次水处理,减少混凝土表面裂缝,并浇水湿润。
3.3基础承台混凝土浇筑过程中要采取措施,控制坍落度的波动,不得加水,并要振捣密实。
3.4混凝土浇捣方法从一个方向斜坡式分层连续浇捣,不留施工缝。
3.5混凝土振捣采用上下、前后同时振捣的方法进行,即在混凝土浇筑点上下配备振捣棒操作进行振捣。3.6大体积混凝土的养护一般不少于7d,并根据板的中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期,同时内部与冷却水的温度控制在25℃以内。规范规定,对大体积混凝土养护,应根据条件采取措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内,当设计无具体要求时,温差不宜超过25℃。中小型水利工程根据设计要求,对基础底板混凝土进行温度检测,基础底板混凝土中部中心点的温度升高峰值,该温升值一般略小于绝热升值。一般在混凝土浇筑后3天左右产生,以后趋于不在升温,并且开始慢慢降温。
大体积混凝土结构的施工技术直接关系到使用性能,若不能很好的了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施,只要从各个方面有效地控制,就能减少温度裂缝的产生及发展,提高大体积混凝土的质量。总之,为了有效地控制有害裂缝的出现的发展,必须从控制混凝土的水温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面考虑,结合实际采取措施。
[参考文献]
[1]楼田山,浅析混凝土工程质量通病的防治措施。
[2]王铁梦,建筑物的裂缝控制[M],上海;上海科技出版社,1997。
关键词:大体积混凝土;分析;保证质量
中图分类号:TV544+.91
中小型水利工程中的大体积混凝土结构中。由于结构截面大,如水利大坝,水泥用量多,水泥水化所放出的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝2种,在不同程度上都属有害裂缝。
1.大体积混凝土施工的主要技术难点
在大體积混凝土工程施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力变化,从而导致混凝土发生裂缝。因此,控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度,防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩)是其施工技术的关键问题。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
2.大体积混凝土的信息施工
大体积混凝土施工应加强测温和温度控制,实行信息化控制,随时控制大体积混凝土内的温度变化,以便及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和温度不至过大,以有效控制裂缝的出现。
2.1大体积混凝土温度和温度应力
大体积混凝土的施工难点在于温度控制。混凝土升温时间较短,根据以往工程实践,一般在浇筑后的二至三天内,其间混凝土弹性模量低,基本处于塑性与弹塑性状态,约束应力很低,当水化热温升至峰值后,水化热能耗尽,继续散热引起温度下降,随着时间渐渐衰渐,延续十余天至三十余天。
混凝土降温阶段,弹性模量迅速增辊,约束拉应力随时间增加,在某时刻如超过混凝土抗拉强度便出现贯穿性裂缝。因此控制降温曲线对保证大体积混凝土施工质量尤为关键,但该问题属于热传导的混合边值问题,理论求解相当冗繁,且由于许多施工条件难以预测,理论结果亦很难严格。现国内施工界普遍采用王铁梦《工程结构裂缝控制》专著中根据多年现场实测数据统计而成的经验公式。
2.2温度监测
大体积混凝土施工时应加强测温和温度控制,了解温度变化情况,了解冷却水管进出水温度,对基础内外部以及进出水管进行测温记录,密切监视温差波动,来指导混凝土的养护工作,并同时控制冷却水流量以及流向。
测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”,温度传感器预先埋设在测试位置上,基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、室内室外温度、冷却水管进、出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时,系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致,应由各区域均匀布置,核心区、中心区为重点。
2.3监测结果及其分析
根据各测点所测温度汇总混凝土温度情况表,并绘制基础混凝土升降温曲线,了解本工程大体积混凝土测温情况和特点。根据一般规律,大体积混凝土浇捣结束后,在基础的中心部位形成一个高温区,升温时间为60-70h,高温持续时间较长,均在此30-40h。混凝土的入模温度较高,会加快水泥水化的进行,故早期热化积聚上升,将造成混凝土的升温速度加快。当混凝土保温层揭除后,混凝土表面温度会明显受昼夜大气温度的影响,温度下降。一般循环冷却水带走的中心部位混凝土的热量较四周表面和底部要多,因此,中心部位混凝土因冷却水所产生的降温数值大,混凝土四周表面和底部所产生的降温数值小,所以要分段计算。
3大体积混凝土施工的技术措施
3.1落深和面积较大的承台部位。混凝土初凝前督促施工方进行二次水处理,克服混凝土早期脱水裂缝,检查混凝土平整度,检查现场测温落实情况,及时分析温度差变化,组织有关方面及时解决混凝土浇捣过程中出现技术问题。
3.2根据温度变化及时落实已浇捣至设计标高部分混凝土表面保温工作,保温塑料薄膜盖前必须完成二次水处理,减少混凝土表面裂缝,并浇水湿润。
3.3基础承台混凝土浇筑过程中要采取措施,控制坍落度的波动,不得加水,并要振捣密实。
3.4混凝土浇捣方法从一个方向斜坡式分层连续浇捣,不留施工缝。
3.5混凝土振捣采用上下、前后同时振捣的方法进行,即在混凝土浇筑点上下配备振捣棒操作进行振捣。3.6大体积混凝土的养护一般不少于7d,并根据板的中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期,同时内部与冷却水的温度控制在25℃以内。规范规定,对大体积混凝土养护,应根据条件采取措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内,当设计无具体要求时,温差不宜超过25℃。中小型水利工程根据设计要求,对基础底板混凝土进行温度检测,基础底板混凝土中部中心点的温度升高峰值,该温升值一般略小于绝热升值。一般在混凝土浇筑后3天左右产生,以后趋于不在升温,并且开始慢慢降温。
大体积混凝土结构的施工技术直接关系到使用性能,若不能很好的了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施,只要从各个方面有效地控制,就能减少温度裂缝的产生及发展,提高大体积混凝土的质量。总之,为了有效地控制有害裂缝的出现的发展,必须从控制混凝土的水温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面考虑,结合实际采取措施。
[参考文献]
[1]楼田山,浅析混凝土工程质量通病的防治措施。
[2]王铁梦,建筑物的裂缝控制[M],上海;上海科技出版社,1997。