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防裂技術(shù)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：水泥混凝土；溫度；裂縫；原因；預(yù)防

Abstract: This paper is mainly about the cement concrete temperature cracks, the concrete temperature control and crack prevention measures are discussed.

Key words: concrete; temperature crack; reason; prevention;

中圖分類(lèi)號(hào)：TU528.45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）

前言

長(zhǎng)期以來(lái)，水泥混凝土工程的裂縫較為普遍，尤其在橋梁工程和路面工程中，裂縫更是不少。究其原因，主要涉及到混凝土的原材料、配合比、施工工藝及所處的環(huán)境因素等。水泥混凝土因所處環(huán)境中溫度的變化，造成應(yīng)力的變化，從而產(chǎn)生破壞性裂縫，這是裂縫裂縫產(chǎn)生的重要原因。在施工中混凝土常常出現(xiàn)的溫度裂縫，破壞了結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，對(duì)工程質(zhì)量具有顯著的不容忽視的影響。

一、裂縫的原因

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格、模板變形以及基礎(chǔ)不均勻沉降等。

混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1／10左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×10-4， 長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×10-4。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象，造成同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力。因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往因干縮導(dǎo)致裂縫。

二、 溫度應(yīng)力的分析

2.1根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過(guò)程可分為三個(gè)階段。

早期：自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。

2.2根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類(lèi)，這兩類(lèi)溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。

自生應(yīng)力：邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁臺(tái)身，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。

約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。

3.1 控制溫度的措施

采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，添加外加劑，如引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；在已經(jīng)澆注完成的混凝土表面鋪設(shè)水管，養(yǎng)生的同時(shí)進(jìn)行降溫處理；熱天澆筑混凝土?xí)r用水冷卻碎石，避開(kāi)日最高溫度時(shí)段以降低混凝土的澆筑溫度；施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化。

3.2 改善約束條件的措施

合理地設(shè)置伸縮縫及沉降縫；避免基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)大；合理的安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生通縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的。

當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。當(dāng)拆模過(guò)早，會(huì)在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如草簾海棉等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。

加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。

為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開(kāi)裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的重要措施之一。

防裂技術(shù)論文范文第2篇

【論文摘要】：文章提出了解決墻體裂縫的各種技術(shù)措施。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直在尋求治理砌體裂縫的實(shí)用技術(shù)，并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素，提出了一些預(yù)防和控制裂縫的措施。并從防止裂縫的概念上，形成了"防"、"抗"、"放"的構(gòu)想。這些措施、構(gòu)想有些已運(yùn)用到工程實(shí)踐中，也收到了些效果。但目前總的情況是，加氣砼砌塊的墻體裂縫仍較嚴(yán)重。對(duì)此，我們?cè)谡{(diào)查研究、查閱資料、工程試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了以下解決粉煤灰加氣砼砌塊非承重墻體裂縫的工程技術(shù)。

1. 砌塊材料

(1) 砌塊塊材應(yīng)有產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品性能檢測(cè)報(bào)告、主要性能的進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告。

(2) 砌塊強(qiáng)度等級(jí)必須符合規(guī)定，各項(xiàng)性能指標(biāo)、外觀質(zhì)量、塊型尺寸允許偏差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓加氣混凝土砌塊》（GB／T11968-1997）的要求。

(3) 對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的砌塊材料應(yīng)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。對(duì)質(zhì)量不合格或產(chǎn)品等級(jí)不符合要求的，不得用于砌體工程。不得將有裂縫的砌塊面砌于外墻外表面。

2. 砌筑、抹面砂漿

砂漿所用材料的品種和性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)符合以下要求：

(1) 粉煤灰加氣砼砌塊砌筑墻體時(shí)，需要使用配套的專(zhuān)用砌筑砂漿與抹石砂漿。國(guó)家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》（JC890-2001）是根據(jù)砌塊對(duì)砂漿的功能要求制定的。

施工時(shí)，砌筑砂漿、抹面砂槳的干密度、抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、收縮性能等指標(biāo)必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求；砂漿的原材料，如水泥、石灰膏、砂、摻合料、外加劑的性能指標(biāo)，均應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

(2) 砌筑砂漿采用普通砂漿時(shí)，對(duì)砂漿的技術(shù)要求應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50203-2002）的規(guī)定。

施工時(shí)，砌筑砂漿應(yīng)通過(guò)試配確定配合比。砂漿試塊強(qiáng)度驗(yàn)收時(shí)，其強(qiáng)度合格標(biāo)準(zhǔn)必須符合規(guī)定。砂漿的原材料還應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

(3) 抹面砂漿采用普通砂漿時(shí)，對(duì)抹面砂漿的技術(shù)要求，應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50210-2001）及《住宅裝飾裝修工程施工規(guī)范》（GB50327-2001）的規(guī)定。

對(duì)砂漿的原材料、配合比及強(qiáng)度檢驗(yàn)，還應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3. 框架結(jié)構(gòu)非承重墻體施工

粉煤灰加氣砼砌塊的砌體工程施工。除應(yīng)符合規(guī)范 GB50203-2002的基本規(guī)定外，尚應(yīng)符合以下要求：

(1) 砌塊在運(yùn)輸、裝卸過(guò)程中，嚴(yán)禁拋擲和傾倒。進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)按品種、規(guī)格分別堆放整齊，堆放高度不得超過(guò)2M，并應(yīng)防止雨淋。

(2) 砌體的齡期應(yīng)超過(guò)28d才能上墻砌筑。

(3) 對(duì)采用專(zhuān)用砂漿砌筑時(shí)，砌體含水率應(yīng)小于15%，并進(jìn)行干砌。對(duì)采用普通砂漿砌筑時(shí)，在控制含水率的同時(shí)，應(yīng)提前1-2d澆水濕潤(rùn)。在高溫季節(jié)砌筑時(shí)，宜向砌筑面適量澆水。

(4) 切割砌塊應(yīng)使用手提式機(jī)具或相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備。

(5) 砌筑前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求彈出墻的中線、邊線與門(mén)窗洞位置，并應(yīng)以皮數(shù)桿為標(biāo)志，拉好水準(zhǔn)線。井按排塊設(shè)計(jì)進(jìn)行砌筑。并適當(dāng)控制每天的砌筑速度。

(6) 填充墻體底部應(yīng)砌高強(qiáng)度磚，如灰砂磚、頁(yè)巖磚、砼磚等。其高度不宜小于200mm。

(7) 不同干密度和強(qiáng)度等級(jí)的砌塊不應(yīng)混砌，也不得和其它磚、砌塊混砌。

(8) 砌體轉(zhuǎn)角和交接部位應(yīng)同時(shí)砌筑。對(duì)不能同時(shí)砌筑又必須留設(shè)臨時(shí)間斷處，應(yīng)砌成斜槎。

(9) 填充墻砌體留置的拉結(jié)鋼筋位置應(yīng)與砌塊皮數(shù)相符合。其鋼筋宜采用植筋方法固定在框架柱上。其規(guī)格、數(shù)量、間距、長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。填充墻與框架柱之間的縫隙應(yīng)用砂漿嵌填密實(shí)。

(10) 砌體砌筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制水平度、平整度。并應(yīng)錯(cuò)縫搭砌，搭砌長(zhǎng)度不應(yīng)小于砌塊長(zhǎng)度的1/3。不能滿足搭砌長(zhǎng)度要求的通縫不應(yīng)大于2皮。

(11) 砌體的灰縫厚度和寬度應(yīng)正確，其水平灰縫厚度及豎向灰縫寬度分別宜為15mm和20mm。砌筑的水平、垂直砂漿飽滿度均應(yīng)≥80%。同時(shí)砌筑后宜對(duì)水平縫、垂直縫進(jìn)行勾縫，勾縫深度為3-5mm。

(12) 填充墻砌至接近梁底時(shí)，應(yīng)留一定空隙，并應(yīng)至少間隔7d后，采用側(cè)磚、立磚或砌塊斜砌擠緊，其傾斜度宜為約60度，砌筑砂漿應(yīng)飽滿。

(13) 墻體尺寸允許偏差，如軸線位移、垂直度、表面平整度、門(mén)窗洞口高寬及偏移等應(yīng)控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

4. 墻體與門(mén)窗框的連接與密封

(1) 門(mén)窗安裝應(yīng)先在墻體中預(yù)留門(mén)窗洞，然后再安裝門(mén)窗框。

(2) 普通木門(mén)安裝，應(yīng)在門(mén)洞兩側(cè)的墻體，按上、中、下位置每邊砌入帶防腐木磚的C15砼塊，然后用釘子將木門(mén)框與砼塊連接固定。

(3) 塑鋼、鋁合金門(mén)窗安裝，應(yīng)在門(mén)窗洞兩側(cè)的墻體，按上、中、下位置每邊砌入C15砼塊，然后用尼龍錨柱或射釘彈將塑鋼、鋁合金門(mén)窗連接鐵件與砼塊固定。

(4) 木門(mén)框與墻體間隙，采用麻刀水泥砂漿或麻刀混合砂漿進(jìn)行嵌填，要分層填塞密實(shí)，待達(dá)到一定強(qiáng)度后，再用水泥砂漿抹平。

(5) 塑鋼、鋁合金門(mén)窗與墻體之間的縫隙，采用PU發(fā)泡劑進(jìn)行填塞，并在切割成深5-8mm槽口后，內(nèi)外用砂漿填嵌密實(shí)，待砂漿達(dá)到強(qiáng)度后，用建筑密封膠封口。

5. 墻體暗敷管線

(1) 水電管線（包括穿墻套管、線盒、插座等）的暗敷，必須待墻體完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后才能進(jìn)行。開(kāi)槽或鑿洞時(shí)，應(yīng)使用輕型電動(dòng)切割機(jī)并輔以鏤槽器。鑿槽開(kāi)洞時(shí)，與墻面夾角不得大于450。開(kāi)槽及洞口深度不宜超過(guò)墻厚的1/3。

(2) 敷設(shè)管線后的溝槽、穿墻套管和預(yù)埋件等，應(yīng)用1:3水泥砂漿填實(shí)，宜比墻面微凹2mm，再用粘結(jié)劑補(bǔ)平。并沿槽長(zhǎng)及洞口周邊外貼大于100mm寬耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布加強(qiáng)。

6. 墻面抹灰施工

(1) 外墻抹灰施工前應(yīng)先安裝門(mén)窗框、護(hù)欄等，并應(yīng)將墻上的孔洞堵塞密實(shí)。

(2) 室內(nèi)墻面、門(mén)洞口的陽(yáng)角應(yīng)采用1:2水泥砂漿做暗護(hù)角，其高度不應(yīng)低于2m，每側(cè)寬度不應(yīng)小于50mm。

(3) 當(dāng)要求抹灰層具有防水、防潮功能時(shí)，如廚房、衛(wèi)生間應(yīng)采用防水砂漿。

(4) 抹灰前基層表面的塵土、舌頭灰、污垢、油漬等應(yīng)清除干凈，同時(shí)對(duì)砌塊的缺棱掉角、灰縫不飽滿等缺陷要進(jìn)行填補(bǔ)。若采用普通砂漿抹灰，應(yīng)將墻面灑水濕潤(rùn)，但墻面不應(yīng)有掛水。

(5) 采用普通砂漿抹灰時(shí)，宜在基層表面涂刷專(zhuān)用界面劑，以利基層與抹灰砂漿粘結(jié)牢固。當(dāng)未涂刷界面劑時(shí)，底灰可適當(dāng)摻加乳膠或107膠水。

(6) 大面積抹灰前應(yīng)設(shè)置標(biāo)筋，底灰厚度在8mm以內(nèi)并壓實(shí)。找平層及面層應(yīng)有適當(dāng)間隔時(shí)間。底灰強(qiáng)度不得高于找平層、面層抹灰強(qiáng)度。抹灰應(yīng)分層進(jìn)行，當(dāng)抹灰總厚度等于或大于35mm時(shí)，應(yīng)采用鋼絲網(wǎng)或玻璃纖維網(wǎng)格布加強(qiáng)。對(duì)外墻抹灰應(yīng)作分格縫處理。

(7) 外墻抹灰時(shí)，夏季采用遮陽(yáng)蓬布，避免在暴曬下抹灰；冬季應(yīng)采取防凍措施。

(8) 為了防止抹灰層開(kāi)裂，宜噴灑防裂劑，在抹底灰后噴灑防裂劑。為遇干熱、強(qiáng)風(fēng)天氣時(shí)，在找平層、面層再噴灑防裂劑。

(9) 填充墻與砌體結(jié)合部的處理，應(yīng)在該部位內(nèi)外兩側(cè)，敷設(shè)寬度不小于200mm的鋼絲網(wǎng)或玻璃纖維網(wǎng)格布，在繃緊后分別固定在砼與砌體的底灰上，要保證網(wǎng)片粘結(jié)牢固。

(10) 各抹灰層應(yīng)防止快干、水沖、撞擊和震動(dòng)。在凝結(jié)后應(yīng)采取措施防止玷污和損壞。對(duì)于普通砂漿，抹灰層應(yīng)在濕潤(rùn)條件下養(yǎng)護(hù)。宜在抹灰層上噴養(yǎng)護(hù)劑，進(jìn)行充分養(yǎng)護(hù)。

7. 有關(guān)防止墻體裂縫構(gòu)造與加強(qiáng)措施

(1) 門(mén)窗過(guò)梁與窗臺(tái)板做法，墻體洞口、附墻固定件做法均應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。當(dāng)門(mén)窗洞過(guò)大時(shí)，宜在門(mén)窗側(cè)設(shè)置防裂構(gòu)造柱。

(2) 當(dāng)填充墻體超長(zhǎng)、超高時(shí)，應(yīng)設(shè)置防裂構(gòu)造柱或配筋帶。

(3) 在內(nèi)外墻面的抹灰砂漿中摻杜拉纖維或丹強(qiáng)絲。

防裂技術(shù)論文范文第3篇

論文關(guān)鍵詞：大體積混凝土 裂縫現(xiàn)象 控制措施

論文摘要：在現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑中，大體積混凝土的工程規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)形式也越來(lái)越復(fù)雜，但常常出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一個(gè)重大研究課題。文章針對(duì)基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫控制進(jìn)行了探討。

基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫控制是建筑施工的一個(gè)難題，文章通過(guò)某辦公樓工程基礎(chǔ)混凝土澆筑實(shí)踐的分析，從原材料、混凝土配合比設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和施工養(yǎng)護(hù)措施等多方面對(duì)其進(jìn)行探討，同時(shí)提出一些經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，行之有效的裂縫控制措施。

1工程概況

該工程總建筑面積71 797 m2，地下2層，地上37層，裙樓4層，總高度154.4 m，為內(nèi)筒外剪超高層結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)混凝土6 300 m3，主樓、裙樓部分底板厚度為2.5 m，核心筒底板最大厚度為6.3 m。澆筑期間氣溫18～36 ℃。為確保混凝土工程質(zhì)量，嚴(yán)格控制超規(guī)范裂縫出現(xiàn)，本工程采用綜合控溫防裂措施，取得了較為理想的效果。

2控溫防裂技術(shù)措施

2.1嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

澆筑前所有原材料均按有關(guān)規(guī)范抽檢其質(zhì)量指標(biāo)。澆筑過(guò)程中，由施工單位不定期抽檢商品混凝土攪拌站所用原材料質(zhì)

量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。

2.2按高性能混凝土確定配合比

該工程原設(shè)計(jì)用42.5R普通硅酸鹽水泥配制C40混凝土，考慮到核心筒底板最大厚度達(dá)6.3 m，采用42.5R普通硅酸鹽水泥水化熱較高，而且從高性能混凝土的觀點(diǎn)出發(fā)，采用32.5R普通硅酸鹽水泥可以滿足強(qiáng)度要求，故采用32.5R普通硅酸鹽水泥。

2.3采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)

采用補(bǔ)償收縮混凝土是防止超規(guī)范裂縫出現(xiàn)的可行辦法之一。施工人員篩選出優(yōu)質(zhì)膨脹劑，并在摻量及膨脹條件上予以充分考慮，為取得良好的防裂效果創(chuàng)造了必要條件。

2.4增設(shè)構(gòu)造鋼筋防裂抗裂

在混凝土側(cè)面增設(shè)φ12水平防裂鋼筋，使水平鋼筋間距不超過(guò)100 mm。該核心筒底板周長(zhǎng)很大，其收縮值將十分明顯，因此僅靠混凝土本身抗裂是不夠的。實(shí)踐證明，在構(gòu)造上適當(dāng)增加防裂抗裂鋼筋，對(duì)防止裂縫的出現(xiàn)起到了不可忽視的作用。

2.5采取嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)措施

該工程采用了3項(xiàng)養(yǎng)護(hù)措施：混凝土表面收光后立即覆蓋一層塑料薄膜，以防止早期失水出現(xiàn)塑性裂縫；根據(jù)測(cè)溫結(jié)果，適時(shí)在塑料薄膜上覆蓋2～3層棉氈保溫，同時(shí)在混凝土中部設(shè)置冷卻水管降溫；在塑料薄膜下適時(shí)補(bǔ)水，以保證水泥和膨脹劑發(fā)揮補(bǔ)償收縮作用的充分條件。

3施工中注重的問(wèn)題

3.1測(cè)溫點(diǎn)布置圖

測(cè)溫點(diǎn)布置的原則應(yīng)使不同施工區(qū)段、不同標(biāo)高處的混凝土溫升均能得到監(jiān)控。該承臺(tái)混凝土的施工方案為自北向南一次連續(xù)澆筑，混凝土的初凝時(shí)間控制在8～10 h，采用4臺(tái)混凝土泵自北向南全斷面推進(jìn)，混凝土供應(yīng)量應(yīng)保證在初凝時(shí)間內(nèi)，使流淌距離達(dá)15～20 m的混凝土得以振搗密實(shí)并能及時(shí)覆蓋。

該工程測(cè)溫點(diǎn)布置采用“V”型布置，在混凝土斷面上布置3～5個(gè)溫度傳感器，即2.5 m厚處為3個(gè)溫度傳感器，5 m厚處為5個(gè)溫度傳感器，保證不同施工區(qū)段、不同標(biāo)高處的混凝土溫升均可在顯示屏上得到反映，從而及時(shí)指導(dǎo)溫控工作。

3.2關(guān)于混凝土內(nèi)部的最高溫升

影響混凝土內(nèi)部最高溫升的主要因素：混凝土配合比中的水泥強(qiáng)度等級(jí)、品種和水泥用量；混凝土入模濕度；混凝土厚度；混凝土內(nèi)部冷卻系統(tǒng)效率等。

取兩個(gè)具有代表性的點(diǎn)：A點(diǎn)靠承臺(tái)北側(cè)（2.5 m厚）一個(gè)點(diǎn)；B點(diǎn)為核心筒底板（5 m厚）上一個(gè)點(diǎn)。澆筑該承臺(tái)北側(cè)（A點(diǎn)）時(shí)的氣溫為36 ℃，混凝土入模溫度達(dá)29 ℃。混凝土澆筑順序?yàn)閺谋毕蚰线B續(xù)澆筑，A點(diǎn)附近的混凝土最先完成澆筑，在較高入模溫度作用下，水泥加速水化放熱并在內(nèi)部積聚，混凝土中心最高溫度達(dá)到72.8 ℃，而5 m厚B點(diǎn)處混凝土內(nèi)部最高溫度只有72.1 ℃。這一現(xiàn)象與混凝土溫升規(guī)律相悖，究其原因在于泵送商品混凝土流動(dòng)性較大（出機(jī)坍落度在220 mm以上），承臺(tái)較厚，混凝土澆筑過(guò)程中流淌距離長(zhǎng)達(dá)15～20 m，因此在B點(diǎn)客觀上形成了分層澆筑，從而使水泥水化熱得以分層釋放，避免了溫峰迭加，使B點(diǎn)最高溫升得以降低。

3.3關(guān)于混凝土溫差控制

一般認(rèn)為，大體積混凝土裂縫防治的關(guān)鍵在于控制混凝土溫差小于25 ℃，最大不得超過(guò)30 ℃。但對(duì)于厚度和體量均較大，而且采取一次性連續(xù)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)而言，在混凝土溫升早期階段，這一限定可適當(dāng)放寬，這樣不僅降低了施工和溫控難度，而且有利于增進(jìn)混凝土（摻活性礦物摻合料）早期強(qiáng)度，提高混凝土自身抗裂能力。

該承臺(tái)2.5 m厚A點(diǎn)處混凝土澆筑后22～34 h期間，混凝土中心與表面溫差一度達(dá)到34.4 ℃，測(cè)溫結(jié)束后檢查該處混凝土均未出現(xiàn)裂縫。主要由于在混凝土澆筑早期升溫階段強(qiáng)度較低或呈塑性狀態(tài)，混凝土彈性模量很小，由變形變化引起的應(yīng)力很小，溫度應(yīng)力可忽略不計(jì)。但在混凝土降溫階段，溫差必須控制在30 ℃以內(nèi)，而且降溫速率不能過(guò)快，否則很容易引發(fā)溫度收縮裂縫。該承臺(tái)2.5 m厚處降溫速率平均為1.5 ℃/d，5 m厚處降溫速率平均為1.39 ℃/d。實(shí)踐表明，養(yǎng)護(hù)溫度越高，摻用活性礦物摻合料的結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土強(qiáng)度越高。因此，該承臺(tái)C40混凝土14 d強(qiáng)度應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%，由溫差引起的收縮

應(yīng)力遠(yuǎn)小于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，所以沒(méi)有出現(xiàn)溫度裂縫。

該承臺(tái)采用摻粉煤灰和膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土，增設(shè)了水平抗裂鋼筋，從材料和構(gòu)造角度提高了混凝土抗裂能力。同時(shí)采用分層澆筑，一次連續(xù)完成6 300 m3混凝土的整體澆筑施工。在施工和養(yǎng)護(hù)期間，對(duì)全場(chǎng)混凝土進(jìn)行了溫度測(cè)控。混凝土拆膜后，側(cè)面平整光滑，表面未出現(xiàn)任何有害裂縫。該承臺(tái)混凝土施工實(shí)踐證明：①采用“雙摻”、補(bǔ)償收縮技術(shù)和60 d甚至90 d齡期強(qiáng)度驗(yàn)收，優(yōu)選配合，盡可能減少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土溫升，為混凝土防裂抗裂創(chuàng)造有利條件；②增設(shè)抗裂構(gòu)造鋼筋，可有效減少混凝土表面裂縫；③混凝土施工采用分層澆筑，可延長(zhǎng)水泥水化放熱時(shí)間，減緩混凝土降溫速率，減小溫度應(yīng)力，有利于控制混凝土內(nèi)部收縮裂縫；④混凝土表面及時(shí)充分補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)是充分發(fā)揮膨脹劑效能，防止超規(guī)范裂縫出現(xiàn)的重要條件。

關(guān)于混凝土溫差控制一般認(rèn)為，大體積混凝土裂縫防治的關(guān)鍵在于控制混凝土溫差小于25 ℃，最大不得超過(guò)30 ℃。但對(duì)于厚度和體量均較大，而且采取一次性連續(xù)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)而言，在混凝土溫升早期階段，這一限定可適當(dāng)放寬，這樣不僅降低了施工和溫控難度，而且有利于增進(jìn)混凝土（摻活性礦物摻合料）早期強(qiáng)度，提高混凝土自身抗裂能力。

該承臺(tái)2.5 m厚A點(diǎn)處混凝土澆筑后22～34 h期間，混凝土中心與表面溫差一度達(dá)到34.4 ℃，測(cè)溫結(jié)束后檢查該處混凝土均未出現(xiàn)裂縫。主要由于在混凝土澆筑早期升溫階段強(qiáng)度較低或呈塑性狀態(tài)，混凝土彈性模量很小，由變形變化引起的應(yīng)力很小，溫度應(yīng)力可忽略不計(jì)。但在混凝土降溫階段，溫差必須控制在30 ℃以內(nèi)，而且降溫速率不能過(guò)快，否則很容易引發(fā)溫度收縮裂縫。該承臺(tái)2.5 m厚處降溫速率平均為1.5 ℃/d，5 m厚處降溫速率平均為1.39 ℃/d。實(shí)踐表明，養(yǎng)護(hù)溫度越高，摻用活性礦物摻合料的結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土強(qiáng)度越高。因此，該承臺(tái)C40混凝土14 d強(qiáng)度應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%，由溫差引起的收縮應(yīng)力遠(yuǎn)小于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，所以沒(méi)有出現(xiàn)溫度裂縫。

4結(jié)束語(yǔ)

該承臺(tái)采用摻粉煤灰和膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土，增設(shè)了水平抗裂鋼筋，從材料和構(gòu)造角度提高了混凝土抗裂能力。同時(shí)采用分層澆筑，一次連續(xù)完成6 300 m3混凝土的整體澆筑施工。在施工和養(yǎng)護(hù)期間，對(duì)全場(chǎng)混凝土進(jìn)行了溫度測(cè)控?；炷敛鹉ず?，側(cè)面平整光滑，表面未出現(xiàn)任何有害裂縫。該承臺(tái)混凝土施工實(shí)踐證明：①采用“雙摻”、補(bǔ)償收縮技術(shù)和60 d甚至90 d齡期強(qiáng)度驗(yàn)收，優(yōu)選配合，盡可能減少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土溫升，為混凝土防裂抗裂創(chuàng)造有利條件；②增設(shè)抗裂構(gòu)造鋼筋，可有效減少混凝土表面裂縫；③混凝土施工采用分層澆筑，可延長(zhǎng)水泥水化放熱時(shí)間，減緩混凝土降溫速率，減小溫度應(yīng)力，有利于控制混凝土內(nèi)部收縮裂縫；④混凝土表面及時(shí)充分補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)是充分發(fā)揮膨脹劑效能，防止超規(guī)范裂縫出現(xiàn)的重要條件。

參考文獻(xiàn)：

1 張宏偉.大體積混凝土裂縫控制［J］.市政技術(shù)，2010（S1）

防裂技術(shù)論文范文第4篇

論文摘要:大體積混凝土在施工過(guò)程中，溫度裂縫是常遇到的問(wèn)題，這也是大體積混凝土施工中的難點(diǎn);溫度裂縫的產(chǎn)生會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的安全使用。文章基于溫度應(yīng)力對(duì)混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因、混凝土溫度裂縫的控制和預(yù)防等進(jìn)行分析。

大體積混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要的地位，特別是工業(yè)建筑工程中應(yīng)用十分廣泛，如火力發(fā)電廠的汽機(jī)基礎(chǔ)，就是一個(gè)大型的大體積混凝土特例。大體積混凝土施工的工藝要求很高，在施工過(guò)程中，如何控制大體積混凝土的溫度裂縫就是施工工藝的關(guān)鍵點(diǎn)，也是大體積混凝土施工的難點(diǎn)。盡管在施工中采取各種措施，小心謹(jǐn)慎，但裂縫仍時(shí)有出現(xiàn)?；炷林辛芽p的出現(xiàn)嚴(yán)重影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。從而影響到混凝土結(jié)構(gòu)的使用功能及安全性能。因此在大體積混凝土施工過(guò)程中，溫度應(yīng)力及溫度的控制十分重要。

一、溫度裂縫產(chǎn)生的原因分析

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有很多種，一是由外荷載引起的，這是發(fā)生最為普遍的一種情況，二是結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，這是由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)算假設(shè)模型的差異引起的;三是變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結(jié)構(gòu)變形，當(dāng)變形受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。

建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的;通裂縫是由于大體積混凝土在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個(gè)降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力，超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)所可能產(chǎn)生的貫通整個(gè)截面的裂縫。這兩種裂縫不同程度上，都屬有害裂縫。因此，掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律及溫度控制對(duì)于進(jìn)行大體積混凝土施工極為重要。

二、溫度應(yīng)力的分析

(一)溫度應(yīng)力的形成過(guò)程

溫度應(yīng)力的形成可分為以下三個(gè)階段:

早期:自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段有兩個(gè)特征，一是水泥放出大量水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

晚期:混凝土完全冷卻以后的服役時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。

(二)溫度應(yīng)力引起的原因

對(duì)于邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。因?yàn)榇篌w積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間過(guò)程出現(xiàn)壓應(yīng)力，這種應(yīng)力成為自身應(yīng)力。

結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力，此時(shí)的應(yīng)力稱為約束應(yīng)力。

這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。溫度應(yīng)力的分布及大小是比較復(fù)雜的，在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算。混凝土的徐變使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松弛，所以分析計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，還必須考慮徐變的影響。

三、溫度裂縫控制措施

為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度、改善約束條件等方面全面考慮，結(jié)合實(shí)際采取相應(yīng)措施。

(一)降低水泥水化熱和變形

1.選用低水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。

2.充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

3.使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗細(xì)骨料;控制砂石含泥量。

4.在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，能入循環(huán)冷卻水，強(qiáng)制降低混凝土水化熱溫度。

5.允許設(shè)置后澆縫時(shí)，合理地設(shè)置后澆縫。大體積混凝土平面尺寸過(guò)大時(shí)，可以適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減小外應(yīng)力和溫度應(yīng)力;同時(shí)也有利于散熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度。

(二)降低混凝土溫度差

選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開(kāi)炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷?，可?duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷，或?qū)橇线M(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置避免日光直曬，以降低混凝土拌合物的入模溫度。

(三)加強(qiáng)施工中的溫度控制

1.在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力，夏季應(yīng)注意避免曝曬，注意保濕，冬期應(yīng)采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。

2.采取長(zhǎng)時(shí)間“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。

3.加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理，采取信息化控制，隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25度以內(nèi)，基面溫差和基底面溫差均控制在20度以內(nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過(guò)大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。

(四)提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度

1.選擇良好級(jí)配的粗骨料，嚴(yán)格控制其含泥量，加強(qiáng)混凝土的振搗，提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，減小收縮變形，保證施工質(zhì)量。

2.采取二次投料法，二次振搗法，澆筑后及時(shí)排除表面積水，加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，提高混凝土早期或相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。

(五)外加劑的使用

使用外加劑也是控制溫度裂縫的重要措施之一，許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，外加劑的正確合理使用，比單純地靠改善外部條件，可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。

1.水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。

2.水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。

3.減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。提高水泥漿與骨料的黏結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。

4.混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效地提高混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

5.摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。

6.摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。

7.摻外加劑混凝土和易性好，表面易抹平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。

四、結(jié)語(yǔ)

以上對(duì)大體積混凝土的施工溫度裂縫的產(chǎn)生及控制進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，總之，大體積混凝土溫度裂縫問(wèn)題是可以通過(guò)規(guī)范施工得到控制的，在施工過(guò)程中，必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照相關(guān)的要求進(jìn)行操作，同時(shí)在施工實(shí)踐中要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷更新施工工藝，不斷提高施工技術(shù)水平，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，大體積混凝土的溫度裂縫是完全可以避免的。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑施工手冊(cè)(第三版)編寫(xiě)組.建筑施工手冊(cè)4[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

防裂技術(shù)論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：大體積混凝土溫度應(yīng)力溫度場(chǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TV544+.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1 緒論

混凝土水化熱溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，涉及多個(gè)領(lǐng)域?；炷翝沧⒁院?，由于水化熱的散發(fā)與對(duì)流邊界條件和澆注時(shí)差相關(guān)，溫度應(yīng)力場(chǎng)的變化與混凝土彈性模量以及微觀結(jié)構(gòu)的變化是同步發(fā)展的，所以在早期混凝土溫度及應(yīng)力計(jì)算中，必須考慮放熱量、澆注條件及混凝土彈性模量與密度的變化規(guī)律。混凝土結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)分析的關(guān)鍵是絕熱溫升模型，朱伯芳通過(guò)絕熱溫升的試驗(yàn)研究，提出了溫度對(duì)水泥水化反應(yīng)速率影響的絕熱溫升表達(dá)式；凌盛道等在此基礎(chǔ)上，從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理出發(fā)，提出了考慮溫度和化學(xué)反應(yīng)物濃度對(duì)水泥水化反應(yīng)速率影響的水泥水化反應(yīng)放熱模型。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，同時(shí)綜合考慮溫度、混凝土材料特性、混凝土早期強(qiáng)度的形成、混凝土水泥水化熱和對(duì)流邊界條件的時(shí)間效應(yīng)及澆注時(shí)差等因素，分析水化熱溫度場(chǎng)時(shí)效計(jì)算模式；在對(duì)箱梁水化熱溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用有限元分析軟件建立承臺(tái)實(shí)體模型對(duì)承臺(tái)進(jìn)行了溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分析。

2 水化熱有限元分析

水化熱分析可分為熱傳導(dǎo)分析與熱應(yīng)力分析。熱傳導(dǎo)分析主要計(jì)算水泥的水化過(guò)程中發(fā)熱、傳導(dǎo)、對(duì)流等引起的隨時(shí)間變化的節(jié)點(diǎn)溫度。將節(jié)點(diǎn)溫度作為荷載加載后，計(jì)算隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為熱應(yīng)力分析。一般來(lái)說(shuō)，通用有限元程序非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算的原理和方法都是一致的，現(xiàn)簡(jiǎn)介如下：

某瞬時(shí)物體內(nèi)部各點(diǎn)的溫度分布稱為該物體的溫度場(chǎng)，數(shù)學(xué)表達(dá)式為

T=f(x，Y，z，r)

由于水化熱作用，處在施工階段的實(shí)體混凝土承臺(tái)的溫度場(chǎng)屬于非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)。

水化熱作用下，熱傳導(dǎo)方程為：

式中：T為物體的瞬態(tài)溫度(℃)； z、y和z為空間笛卡爾坐標(biāo)(m)；a為導(dǎo)溫系數(shù)a=／cp; 導(dǎo)熱系數(shù)(kJ／m·h·℃)；p為材料的密度(kg／m3)；c為材料的比熱容(kJ／kg·℃)；為混凝土的絕熱溫升(℃)。

初始條件有兩種情況，一是，當(dāng)=O時(shí)，溫度場(chǎng)是坐標(biāo)的已知函數(shù)：

T(x，y，z，0)= (z，y，z)

另一種是，當(dāng)=0時(shí)，初始的溫度分布是常數(shù)，即

T=f(x，y，z，0)= =const

邊界條件通常有三種。

(1) 第一類(lèi)邊界條件

混凝土表面溫度T是時(shí)間的已知函數(shù)，即

T()=f() (5)

(2)第二類(lèi)邊界條件

混凝土表面的熱流量是時(shí)間的已知函數(shù)，即

式中：n為表面外法線方向。若表面是絕熱的，則有

=0

(3)第三類(lèi)邊界條件

當(dāng)混凝土與空氣接觸時(shí)，假定經(jīng)過(guò)混凝土表面的熱流量與混凝土表面溫度T和氣溫之差成正比，即

式中：為表面放熱系數(shù)(kJ／m2·h·℃)。

當(dāng)表面放熱系數(shù)趨于無(wú)限時(shí)，,即轉(zhuǎn)化為第一類(lèi)邊界條件。當(dāng)表面放熱系數(shù)=0時(shí)，又轉(zhuǎn)化為絕熱條件。第三類(lèi)邊界條件表示了固體與流體(如空氣)接觸時(shí)的傳熱條件。

3 仿真分析

橋梁總長(zhǎng)4343.5米，其中正橋3293米。主墩承臺(tái)尺寸均為19.0×19.0×5m的矩形整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單個(gè)承臺(tái)混凝土總方量約為1805m3，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35。

3.1氣象資料

該地區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛、氣候溫和濕潤(rùn)，年平均氣溫為15.8℃-17.5℃，多年氣溫統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)下圖3.1。

圖3.1歷年氣溫統(tǒng)計(jì)圖

3.2設(shè)計(jì)資料

承臺(tái)混凝土厚5m，一次澆筑成型，混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C35，受樁基和封底混凝土約束。

計(jì)算時(shí)考慮徐變對(duì)混凝土應(yīng)力的影響，混凝土的徐變?nèi)≈蛋唇?jīng)驗(yàn)數(shù)值模型，如下所示：

式中：C1＝0.23／E2，C2＝0.52／E2，E2為最終彈模。

3.3仿真計(jì)算

采用有限元軟件對(duì)承臺(tái)建立有限元模型，根據(jù)施工工期安排，承臺(tái)澆筑溫度按不超過(guò)28℃計(jì)算，承臺(tái)內(nèi)部最高溫度為63.4℃，溫峰出現(xiàn)時(shí)間為3天。承臺(tái)最高溫度包絡(luò)圖見(jiàn)圖3.1。承臺(tái)溫度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.1，應(yīng)力場(chǎng)分布見(jiàn)圖3.2。圖3.1承臺(tái)最高溫度包絡(luò)圖

承臺(tái)溫度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.1。

表3.1 承臺(tái)溫度應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果

圖3.2 承臺(tái)應(yīng)力場(chǎng)分布圖

結(jié)合表3.1溫度應(yīng)力結(jié)果和C35混凝土抗拉強(qiáng)度可知，承臺(tái)溫度各齡期的安全系數(shù)均在1.4以上，若保證混凝土施工質(zhì)量，就能保證承臺(tái)不出現(xiàn)有害的溫度裂縫。結(jié)合計(jì)算結(jié)果，溫控施工的關(guān)鍵點(diǎn)是：①澆筑溫度的控制；②冷卻水管通水的及時(shí)、穩(wěn)定和持續(xù)；③早齡期內(nèi)表溫差的控制；④混凝土的持續(xù)養(yǎng)護(hù)。

（抗裂安全系數(shù)1.4的提出：參考《水運(yùn)工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)規(guī)程》JTS202-1-2010，厄勒海峽隧道和丹麥大橋要求計(jì)算溫度應(yīng)力與劈裂抗拉強(qiáng)度之比不大于0.7，即劈裂抗拉強(qiáng)度與計(jì)算溫度應(yīng)力比不小于1.4，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明混凝土沒(méi)有出現(xiàn)溫度裂縫，溫控效果良好。）

4控制措施

大體積混凝土溫控施工貫穿了從混凝土的原料材選擇、配比設(shè)計(jì)以及混凝土的拌和、運(yùn)輸、澆筑、振搗到通水、養(yǎng)護(hù)、保溫等的全過(guò)程，是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要施工各個(gè)環(huán)節(jié)精心組織，緊密配合才能達(dá)到良好的控制效果，具體有如下幾個(gè)方面。

4.1混凝土澆筑溫度的控制

降低混凝土的澆筑溫度對(duì)控制混凝土裂縫非常重要。相同混凝土，入模溫度高的溫升值要比入模溫度低的大許多?；炷恋娜肽囟葢?yīng)視氣溫而調(diào)整?，F(xiàn)場(chǎng)為達(dá)到澆筑溫度低于28℃的要求，需要注意控制原材料溫度和生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中的保溫。

圖4.1不同氣溫下、不同澆筑溫度、構(gòu)件厚度的混凝土在約束條件下

最大應(yīng)力水平和最大溫差的關(guān)系

圖4.1表示不同氣溫不同澆筑溫度、不同厚度的構(gòu)件，在約束條件下最大應(yīng)力水平和最大溫差的關(guān)系?？梢?jiàn)，控制澆筑溫度和最大溫差可有效降低混凝土的最大溫度應(yīng)力。在混凝土澆筑之前，通過(guò)測(cè)量水泥、粉煤灰、砂、石、水的溫度，估算澆筑溫度。若澆筑溫度不在控制要求內(nèi)，則應(yīng)采取相措施。

4.2冷卻水管的埋設(shè)及控制

根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度分布特征及控制最高溫度的要求，合理布置冷卻水管位置?；炷翝仓礁鲗永鋮s水管標(biāo)高后開(kāi)始通水，升溫時(shí)段通水流量應(yīng)使流速達(dá)到0.6m/s以上，形成紊流，降溫時(shí)段，可通過(guò)水閥控制減緩?fù)ㄋ?，使流速減半，水流平緩，以層流狀態(tài)冷卻混凝土。在降溫期間降溫速率小于1℃/d時(shí)，可停止通水。

4.3混凝土表面保溫控制

對(duì)于大體積混凝土，由于水化放熱會(huì)使溫度持續(xù)升高，在升溫的一段時(shí)間內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)散熱，如加大通水流量、降低通水溫度等。當(dāng)混凝土處于降溫階段則要保溫覆蓋以降低降溫速率。

如遇氣溫較低或突遇大風(fēng)降溫天氣，承臺(tái)表面可采用整塊塑料薄膜加土工布保溫保濕。

混凝土保溫充分、時(shí)間足夠長(zhǎng)，讓混凝土慢慢冷卻，拉應(yīng)力會(huì)在砼徐變作用下部分松馳，直到溫差達(dá)到允許范圍，可有效控制裂縫的產(chǎn)生。

4.4 養(yǎng)護(hù)

暴露于大氣中的新澆混凝土表面應(yīng)及時(shí)進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)，以提高粉煤灰的后期強(qiáng)度，防止混凝土微裂紋的產(chǎn)生?？衫美鋮s循環(huán)水出口的水進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)水溫度與混凝土表面溫度之差不宜大于15℃，蓄水深度不宜小于200mm。當(dāng)日平均氣溫低于5℃時(shí)，的承臺(tái)表面不得直接灑水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)覆蓋塑料薄膜和保溫棉進(jìn)行保濕、保溫養(yǎng)護(hù)。保溫材料應(yīng)覆蓋嚴(yán)密，接縫處重疊覆蓋不應(yīng)少于300 mm，邊角處應(yīng)加倍保溫。氣溫驟降時(shí)，齡期低于28天的混凝土應(yīng)進(jìn)行表面保溫。

4.5 施工控制

為確保大體積混凝土施工質(zhì)量，提高混凝土的均勻性和抗裂能力，必須加強(qiáng)對(duì)每一環(huán)節(jié)的施工控制，混凝土施工嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ04189）執(zhí)行，并特別注意以下方面：

（1） 混凝土拌制配料前，各種衡器清計(jì)量部門(mén)進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，稱料誤差符合規(guī)范要求，嚴(yán)格按確定的配合比拌制。

（2）混凝土按規(guī)定厚度、順序和方向分層澆筑。

5 結(jié)論

橋梁大體積混凝土工程質(zhì)量控制的一個(gè)重要方面是溫度裂縫控制。本文針對(duì)大體積混凝土承臺(tái)的特點(diǎn)，在分析研究了橋梁大體積混凝土承臺(tái)溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和原因的基礎(chǔ)上，建立仿真計(jì)算模型，提出了橋梁大體積混凝土承臺(tái)溫度裂縫的具體控制措施，對(duì)實(shí)際工程具有一定的指導(dǎo)意義。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)具體工程特點(diǎn)選擇恰當(dāng)?shù)目刂品椒?，將?huì)取得積極的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

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