現場試驗

20±5

便于操作的場地:整理資料的工作室(用于記錄、台賬等);制作試件的操作室(混凝土預養護溫度 20±5℃);標准養護室(溫度20±2℃,相對濕度95%以上);值班休息室等。同時應制定相應的規章制度上牆。一般試驗操作室(含工作室)要求使用面積1015m 2 。標准養護室根據工程的大小建立,面積一般爲 515m 2 ,室內牆面、頂面做聚苯材料保溫,安裝溫濕度自動控制器(制冷制熱、噴水),保證養護室溫度 20±2℃,相對濕度95%以上。

600

實體檢測強度:以前工程結構驗收時,往往采用回彈的方法對結構構件進行強度檢測。由于回彈是利用構件表面硬度換算爲構件抗壓強度,受各種外界因素影響較大(平整度、光潔度、密實度、碳化)所以評定驗收存在較多誤差。現在采用實體驗收,即:在建築結構安全重要部位澆注混凝土時多成型一組試件,與結構同時進行養護,當養護溫度與時間積累計達到 600℃×天的積時,將此試件送交有資質的試驗室進行抗壓強度檢測,數理統計後再乘1.1系數取用。

外加劑配制80

外加劑在配置大體積混凝土中有至關重要的作用:有效減水,減少混凝土中自由水,從而減小後期的收縮;延緩混凝土的凝結時間,使混凝土水化速度放慢,使強度增長推遲,應力産生也會滯後;適當加入膨脹劑在充分濕熱養護的條件下,能産生部分膨脹值,以抵消硬化後的部分收縮(內部最高溫度小于80℃時才有此效果)。

配合比

水化熱溫度

水泥是混凝土産生熱源的最根本的材料,用量的多少與溫度高低有直接的關系。利用外加劑的作用,在水灰比不變的前提下盡量降低水泥用量,減少水化熱,降低溫度。采取增加摻合料的方法,用低水膠比保證強度混凝土。

混凝土中總用水量的20%左右用于水泥水化,其余均爲工作性要求。當總用水量越多時,水泥水化的量就會增加,前期水化會越充分,速率也會越快,對整體控制溫升值很不利。所以有效減少水的用量,也是很關鍵的措施。

澆注溫度

減小混凝土開裂的措施:

1 . 降低混凝土拌合物澆築溫度;

2 . 延緩混凝土的凝結時間,硬化後的早期強度發展不要過快;

3 . 低熱水泥;

4 . 用粉煤灰部分取代水泥 ;

5 . 用低熱膨脹(收縮)系數的骨料;

6. 少量穩定的引氣成分;

7. 選擇水泥要以耐久性爲基礎,不能只注意強度。

溫度應力

一、溫度應力的形成过程

溫度應力的形成过程可分为以下3個階段:

1、早期

自澆築混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30d。这個階段的特征一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

2、中期

自水泥放热作用基本结束时开始至混凝土冷却到稳定温度时为止,这个时期中,溫度應力主要是由于混凝土的冷却以及外界气温的变化而引起,这些应力与早期所形成的残余应力相叠加。此期间混凝土的弹性模量变化不大。

3、晚期

混凝土完全冷却以后的运转时期。溫度應力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前2種的殘余應力相疊加。、

 

二、溫度應力形成原因

溫度應力形成的原因可分为两类:

1、自生應力

边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的溫度應力。例如,桥梁墩身、结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

2、約束應力

結構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力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。

以上2种溫度應力往往与混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

 

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

为了防止裂缝,减轻溫度應力,可以从控制温度和改善约束条件2個方面著手。

控制溫度的措施

1、采用改善骨料級配,用硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。

2、拌合混凝土時對水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆築溫度。

3、熱天澆築混凝土時應減少澆築厚度,利用澆築層面散熱。

4、在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫。

5、規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度。

6、施工中長期暴露的混凝土澆築塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施。

 

四、改善約束條件的措施

1、合理地分縫分塊。

2、避免基礎大起大伏。

3、合理安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露。

4、混凝土的早期養護

實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成,寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此,混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。

从溫度應力观点出发,保温应达到下述要求:

(1)防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。

(2)防止混凝土超冷,應盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。

(3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養護,其主要目的在于保持適宜的溫濕條件,從而達到2個方面的效果,一方面是使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和幹縮;另一方面是使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。

適宜的溫、濕度條件是相互關聯的。混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。

從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此,混凝土澆築後的最初幾天是養護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。

溫度産生的裂縫

水泥水化産生很多的熱量,使混凝土內部溫度值很高,形成內部受壓外部受拉,規範規定當受壓溫度與受拉溫度超出 25℃時,會産生溫差應力,其累計值過大就易使混凝土溫差層開裂。升溫過程也是應力産生的過程,升溫速度越快,應力産生越大。如果降溫時的速率大于升溫時,形成降溫溫度梯度過大産生應力,也會使混凝土的內部出現開裂。以上兩種開裂的表現形式是很難見的,一般只有依靠測溫記錄的數值來判斷。所以測溫的重要性就在于此。

降低最高溫度:

1、降低溫升值:

1)选用低熱水泥;(2)或選用低標號水泥;(3)盡量降低水泥用量;(4)掺加低收縮掺合料。

2、降低澆築溫度值:

1)使用低溫水;(2)砂石冷卻;(3)混凝土罐車保溫或水沖降溫;(4)遮陽或覆蓋。

3、掺加缓凝剂延缓峰值时间 。

4、基礎混凝土內摻加大塊石料(吸收部分熱量)。

5、放慢澆築速度:

根據環境條件充分利用混凝土的初凝時間,使熱量逐步釋放達到降低最高溫度值的目的。

升溫階段

混凝土終凝後開始硬化並産生熱,中心溫度不斷上升並往四面擴散,建議此時僅覆蓋塑料布即可,不要進行保溫處理,以免造成溫度積蓄過多,會延長降溫階段的時間。

降溫階段:

混凝土温度达到峰值并持续一段时间后开始降温,这個階段是大体积混凝土关键阶段。一般测温点以平面 58m的間距布置在結構有代表性的位置,垂直基准點布置在混凝土上表面往下(表層)和下底面往上(底層)50mm100mm處,控制指標以相鄰兩點的層溫度差值不大于25℃,表層點值與混凝土表面(塑料布與混凝土間)的溫度差不大于25℃,是控制混凝土表層與表面不出現開裂。由于混凝土塊體在升溫及降溫階段都處在塑料布覆蓋的條件下,與大氣環境不産生介質交換,所以大氣溫度與塊體內部溫度不産生利害關系,不考慮控制指標。但可以考慮與表面的溫度差。

由于降溫是一個緩慢的階段,隨時觀察測溫結果對混凝土塊體進行適宜的保溫養護是非常重要的,從經驗中總結出,當溫度差連續 12h4h×3)超標時就應考慮加強保溫處理。當溫度差連續12h小于15℃時,可采取白天掀開部分保溫層降溫,這樣有利于整體施工進度。

關于降溫速率:

如前所說,控制降溫速率是很重要的工序,過快的降溫速度會使混凝土應力松弛過快出現開裂。有關規範要求降溫速率在 1.5/d,從經驗中總結降溫速率可控制在2.0/d3.0/d,因爲這個速率對于膨脹劑的7天潮濕養護是可以達到的,同時施工一般也能滿足。對于施工放線要視溫度及溫差的具體情況來定,一般可采取:不撤保溫,定主要基准點和白天氣溫好逐步掀開保溫層放線。

養護:大體積混凝土的養護應該達到兩種目的:保持充分潮濕和控制溫差。采用何種養護方式主要看施工季節和混凝土內部的最高溫升值來確定,但最終都必須保證混凝土不因內外溫差過大而開裂。

拆模與加筋

在商品混凝土的施工中,爲了提高模板的周轉率,往往要求新澆築的商品混凝土盡早拆模。當商品混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起商品混凝土表面的早期裂縫。新澆築早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現“溫度沖擊”現象。

在商品混凝土澆築初期,由于水化熱的散發,表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫爲高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力叠加,再加上商品混凝土幹縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果在拆除模板後及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止商品混凝土表面産生過大的拉應力,具有顯著的效果。

加筋对大体积商品混凝土的溫度應力影响很小,因为大体积商品混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋商品混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与商品混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。

由于鋼的彈性模量爲商品混凝土彈性模量的715倍,當商品混凝土應力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應力將不超過100200kgcm2。因此,在商品混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋後結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高商品混凝土抗裂性的效果較好。商品混凝土和鋼筋商品混凝土結構的表面常常會發生細而淺的裂縫,其中大多數屬于幹縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。