大体积混凝土施工质量控制措施研究

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1、大体积混凝土施工质量控制措施研究H蝮堑望中国高新技术企业大体积混凝土施工质量控制措施研究◆文/文德安【摘要】通过对大体积混凝土施工质量问题的产生原因进行分析探讨.得出温度应力,干缩应力以及施工不当是造成大体积混凝土施工质量问题的关键:并依据工程实践.提出了降低大体积混凝土温度应力,防止其开裂的质量控制措施.同时,针对悬索桥锚碇等大体积混凝土结构的受力特点.对其防裂设计提出几点参考建议.【关键词】锚碇大体积混凝土裂缝温度应力干缩应力1引言悬索桥锚碇,桥梁承台以及桥梁基础等大体积混凝土结构.由于其结构厚实,体积庞大,施工条件复杂,施工难度高.使得大体积混凝土往往由于水化热,温度和收缩变形以及施

2、工不当等原因导致工程质量问题,给结构带来安全隐患.并严重影响结构耐久性.同时.由于大体积混凝土施工在国内均处于探索阶段.诸多问题如水化热控制,混凝土内部温度分布及变化规律,大体积混凝土开裂机理以及抗裂设计等等并未妥善解决.使得寻找大体积混凝土的施工质量控制措施成为关键.本文结合工程实践.试图从设计,施工和质量控制等角度.从探讨混凝土内部温度分布及变化规律,大体积混凝土开裂机理以及抗裂设计等方面出发.研究大体积混凝土结构安全施工的质量控制措施.2混凝土内部温度分布及变化规律对大体积混凝土结构而言.尽管其设计尺寸和施工时混凝土内外温差均相似.但若结构物的约束条件不同.结构的温度应力有差异,则混

3、凝土浇筑完成后.其开裂与否或开裂形式便会有很大差异.因此.在大体积混凝土施工过程中.首要任务便是充分掌握和了解混凝土内部温度分布情况及其变化规律.通过"温差/温度应力"双控措施来控制施工质量.避免出现温度裂缝;而不能仅凭经验用温差来控制混凝土裂缝.混凝土内部温度取决于混凝土本身所贮备的热能.在绝热的条件下.混凝土内部最高温度为浇筑温度与水泥水化热温度总和.实际施工过程中.由于混凝土内部温度与外界环境温度之间存在温差.并且混凝土四周并不能充分散热.故在新浇筑的混凝土与周围环境之间便会发生热能交换.混凝土模板,外界环境和养护条件等因素都会不断改变混凝土内部所贮备的热能.并促使混凝土内部温度逐渐

4、发生变化.表现为"由低到高.再由高到低"的变化过程.混凝土组成及内部温度影响因素见图1.由图可知:混凝土内部最高温度实际上是人模浇筑温度,水泥水化热引起的绝热升温和混凝土浇筑后的散热温度三者的叠加.图1混凝土组成及内部温度影响因素3大体积混凝土开裂机理大体积混凝土开裂是由多方面的原因造成的.除了由温差引起的裂缝.还有干缩应力引起的裂缝和钢筋施工技术不当引起的裂缝.3.1温度应力引起的裂缝混凝土温度应力是指混凝土由于温度变化而发生膨胀或收缩从而在混凝土内部形成的应力.一般温差愈大.温度应力也愈大.大体积混凝土的开裂主要是由温度应力引起.大体积混凝土在浇筑初期.由于水泥水化过程中发出的热量.使

5、得混凝土内部升温速度很快.整个升温过程一般持续3～5d,3d内温度便可达到最高值(一般可达到55℃～59℃),此后温度趋于稳定并开始降低.由于混凝土导热性能差.混凝土内部温度聚集在结构物内长期不易散失.在早期水化热温度迅速升高阶段.由于混凝土内,外散热条件不同,形成温度梯度,表面受拉,内部受压,当应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝;在混凝土降温阶段,混凝土的温差引起的变形加上混凝土的体积收缩变形.受到外界条件的约束时(如桩基,模板等),在结构体中央断面产生内部拉应力,当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时.整个混凝土截面就会产生贯穿裂缝.这种裂缝对混凝土质量,耐久性都将造成严重影响.

6、3.2干缩应力引起的裂缝在大体积混凝土拆模之后.由于结构物表面失水造成温度变化.导致混凝土内部各单元体之间相互约束.产生干缩应力.从而引起裂缝.因为湿度传导速率远小于热度传导速率,所以它主要集中在混凝土的表面附近.另外.如果混凝土不覆盖,空气中游离的C02会很容易与混凝土表面附近的Ca(0H)2发生碳化反应而形成碳酸氢物.这两种因素引起的裂缝虽然不深不宽,对混凝土的内在质量不产生影响.但裂纹纵横交错.拆模时在外观显着的地方容易出现.3.3钢筋施工技术不当引起的裂缝混凝土浇筑完成后.混凝土有时会沿钢筋方向出现剥落或产生细小裂缝.造成这种情况的原因便是钢筋施工技术不当.首先,浇筑混凝土时无工作

7、平台,施工人员直接触动钢筋.造成钢筋局部变形,导致局部素混凝土抗拉能力下降.产生无规则,交叉的混凝土裂纹;其次.钢筋保护层偏小,混凝土极易被碳化,从而引起钢筋被锈蚀,而钢筋生锈是一个体积增大的过程,这种效应使钢筋外围混凝土产生相当大的拉应力.诱发了沿钢筋方向的裂缝;第三,钢筋间距对裂缝的影响.钢筋间距偏大,使得钢筋与混凝土粘结力过小,不能通过粘结力将拉力扩散到混凝土中去.不能有效地约束混凝土的回缩或体积变化.根据施工实践