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大体积混凝土裂缝形成机理、原因与技术措施(龙振华 冯新棵 严孝科等)

栏目:农林鱼水论文发布:2010-03-12浏览:2936下载145次收藏
  关于大体积混凝土的定义,目前国内外尚无一个统一的规定。美国混凝土学会(aci)规定:“任何就地浇筑的大体积混凝土,其尺寸之大,必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大的限度减少开裂。”日本建筑学会标准(jasss)中规定:“结构断面最小尺寸在80cm以上,同时水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差,预计超过25℃的混凝土,称之为大体积混凝土。”大体积混凝土由于自身的一些特殊性能导致他与普通的混凝土有很大的区别,下面就大体积混凝土裂缝形成机理、原因与防治对策谈一点认识。

1 大体积混凝土裂缝形成的机理

由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大,所以由外荷载引起裂缝的可能性很小。通常是由于混凝土内部水化产生的热量无法向外传播散热,致使内部温度升高,当外层的混凝土由于散热较快与环境温度相差不大,形成内高外低的温度场,当内外温差≥25℃左右时,混凝土表面会形成冷缩裂缝。随着时间的推移,混凝土内部温度也会逐渐降到与环境温度一致。在内部降温的过程中也可能形成内部温度收缩裂缝。如武汉有几幢高层建筑大体积混凝土底板,有的实测最高温度曾达80~90℃,而外部环境气温仅30℃左右,如不采取措施,内外温差可能达到50~60℃。

2 大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力的应变,另一方面是结构的外约束和混凝土各质点的约束阻止了这种应变,一旦温度应力超过混凝土能承受的极限抗拉强度,就会产生不同程度的裂缝。总结大体积混凝土产生裂缝的工程实例,产生裂缝的主要原因有以下几个方面:

2.1水泥水化热的影响

水泥在水化反应过程中会产生大量的热量。这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。试验证明,每克普通硅酸盐水泥放出的热量可达500j。由于大体积混凝土截面厚度大,水化热聚集在结构内部不易散发,所以会引起混凝土结构内部急骤升温。大体积混凝土测温试验研究表明,水泥水化热在1~3d内放出的热量最多,大约占总热量的50%左右;混凝土浇筑3~5d内内部的温度最高。混凝土的导热性能较差,浇筑初期混凝土的弹性模量和强度都很低,对水泥水化热急剧温升引起的变形约束不大,温度应力自然也比较小,不会产生温度裂缝。随着混凝土龄期的增长,其弹性模量和强度相应不断提高,对混凝土降温收缩变形的约束也愈来愈强,即产生很大的温度应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗此温度应力时,便容易产生温度裂缝。

2.2内外约束条件的影响

各种混凝土结构在变形变化中,必然受到一定的约束,从而阻碍其自由变形。阻碍变形的因素称为约束条件。约束又分为内约束和外约束。结构产生变

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