大体积混凝土施工的主要特点是体积大,一般实体最小尺寸大于等于1m。其表面系数小,水泥水化热释放集中,内部升温快。当混凝土内外温差较大时,会引起混凝土产生温度裂缝,影响结构的安全和正常使用。大体积混凝土施工技术要求高,特别是在施工中,要防止水泥水化热产生的温差引起混凝土的温度应力裂缝。因此,需要从选材、技术措施等相关环节做好充分准备。本文以我们施工的某大体积混凝土工程为例,对裂缝产生的原因及预防进行了探讨。
一、裂缝的主要原因
1.水泥水化热
水泥在水化过程中释放出一定的热量,而大体积混凝土结构截面较厚,表面积系数相对较小,因此水泥产生的热量聚集在结构中,不易散失。这样混凝土内部的水化热不能及时散发,以致越积越高,内外温差增大。混凝土单位时间释放的水泥水化热与混凝土单位体积中水泥的数量和品种有关,并随混凝土龄期的增长而增加。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上混凝土结构内部的最高温度大多发生在浇筑后的前3 ~ 5天。
2.外界温度的变化
在大体积混凝土施工阶段,其浇筑温度随外界气温而变化。尤其是气温骤降,会大大增加混凝土内外温差。应采取温控措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。
3.混凝土收缩
混凝土收缩的主要原因是内部水分蒸发导致混凝土收缩。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,对混凝土非常不利。
二。浇注前的准备工作
影响混凝土收缩的主要因素有水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料品种、施工工艺(尤其是养护条件)。
1.材料选择
本工程采用商品混凝土浇筑。主要材料要求如下:
(1)水泥:考虑到普通水泥水化热较高,特别是应用于大体积混凝土时,大量水泥水化热不易消散,混凝土内部温度过高,与混凝土表面温差较大,造成混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。因此,采用525号低水化热矿渣硅酸盐水泥。通过添加合适的外加剂,可以改善混凝土的性能,提高其抗渗性。
(2)粗骨料:粒径为5 ~ 25mm的碎石,含泥量不大于1%。用粒径大、级配好的砾石制成的混凝土,和易性好、抗压强度高,还可以减少用水量和水泥用量,从而降低水泥的水化热和混凝土的温升。
(3)细骨料:中砂,平均粒径大于0.5毫米,含泥量小于5%。与掺细砂的混凝土相比,掺平均粒径较大的中粗砂的混凝土可减少10%左右的用水量。同时水泥用量相应减少,降低了水泥的水化热、混凝土的温升和混凝土的收缩。
(4)粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性,便于泵送,考虑加入适量的粉煤灰。粉煤灰的含量应控制在10%以内。
(5)外加剂:每立方米混凝土掺2 kg减水剂,可降低水化热峰值,补偿混凝土收缩,提高混凝土抗裂性。
2.混凝土配合比
(1)混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土,要求混凝土搅拌站提前进行混凝土试配。
(2)混凝土的配合比应改进以确定试拌。根据国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》和《粉煤灰混凝土应用技术规程》的相关技术要求进行设计。
(3)外掺粉煤灰时,砂中只扣除相同体积的砂。此外,应考虑水泥的供应以满足施工要求。
三。铸造期间采取的措施
在浇筑方案中,除了满足每一层混凝土在初凝和捣固完成前被一层新的混凝土覆盖外,还应考虑结构尺寸、钢筋密度、预埋管和地脚螺栓设计、混凝土供应和水化热等因素的影响。常见的方法如下:
1.全面分层。即第一层灌满后,再灌第二层。此时,第一层混凝土不应初凝,以便逐步连续浇筑,直至完成。采用这种方案,结构的平面尺寸一般不会太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分两段,从中间向两端浇筑或从两端同时向中间浇筑。



