大体积混凝土早期温度裂缝的控制(一)

1、大体积混凝土早期温度裂缝的控制 一摘要：温度应力是目前混凝土早期开裂的一个很重要的因素，水泥水 化热是混凝土早期温度应力的主要来源，施工过程中通过控制水泥水 化热，将大体积混凝土早期温度开裂的潜在危险性降至最低。 关键词：大体积混凝土早期温度裂缝控制0 引言 近年来，随着大体积混凝土在工程中的广泛应用，大体积混凝土早期 开裂也已经成为困扰混凝土工程界的焦点问题。导致大体积混凝土开 裂的原因有很多，比方，水泥水化热引起的温度应力和温度变形、内 外约束条件的影响、外界气温变化的影响、混凝土内的收缩变形等。德国慕尼黑技术大学R.Springenschmic教授认为，混凝土的2/3应力来 自于温度变化

2、， 1/3 来自干缩和湿胀。 可见温度应力是目前大体积混凝 土开裂的一个很重要的因素。又因为水泥水化热是混凝土早期温度应 力的主要来源，为了保证大体积混凝土结构具有可靠的强度和耐久性 能，必须在施工过程中通过控制水泥水化热，将大体积混凝土早期温 度开裂的潜在危险性降至最低。1 大体积混凝土早期产生温度裂缝的原因 混凝土在凝结硬化过程中，水泥水化产生大量水化热，这些热量积聚 而导致混凝土内部温升较快； 混凝土结构本身体积厚大， 导热系数低， 热量不易散发，从而造成与混凝土外表产生过大温差，从而产生拉应 力。当拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时， 混凝土外表将开裂，产生温差裂缝。一般情况下，混凝

3、土的内外温差不宜超过25 C，否那么混凝土将产生温差裂缝。 故?混凝土结构工程验收标准? (GB50204-2001) 规定：大体积混凝土的浇筑温度不宜超过 28 Co2 水泥水化的放热过程水泥的水化热释放主要集中在早期，美国学者梅泰(Mehta, PK.)认为，水泥加水拌和后，立即出现放热 (称为第一个放热峰 )，持续几分钟，这 可能是铝酸盐和硫酸盐的溶解热。下一阶段是形成钙矾石所放出的热 量，对于大局部水泥，大约在 48h后，会到达第二个放热峰顶点， 除钙矶石形成热外它也包括C, S的一些溶解热和C-S-H的形成热。水 泥在开始3d内大致会放出50%的水化热，混凝土 Id和3d的绝热温升

4、相应为24.4C和30.1 Co混凝土温升的顶峰一般出现在浇注后的 3-4d, 掺粉煤灰后可推迟至5-6d,因此，从减少混凝土早期温度应力出发， 应尽量减少水泥水化热。3 控制大体积混凝土早期温度裂缝措施3.1 降低早期水化放热减少水泥水化热可以通过以下几项措施来到达目的。优选原材料水泥：由于温差主要是由水化热产生的，所以为了 减小温差就要尽量降低水化热,为了降低水化热,要尽量采取早期水 化热低的水泥,由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数,要降低 水泥的水化热,主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数, 硅酸盐水泥的矿物组成主要有：C3S C2S C3A和C4AF试验说明：水泥中铝酸三钙

5、C3A和硅酸三钙C3S含量高的，水化热较高， 所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响 水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度 会影响水化热的放热速率， 试验说明比外表积每增加 100cm2/g， 1d 的 水化热增加17J/g21J/g, 7d和20d均增加4J/g12J/g。掺加粉煤 灰：为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把局部 水泥用粉煤灰代替， 在混凝土中掺入粉煤灰可以改善混凝土的和易性， 降低气温，减少收缩，提高混凝土抗浸蚀性具有良好的效果。水泥水 化作用是放热反响，1kg水泥放出原热量可高达500J,它能使混凝土中 的温度到达75C以上。因其内部产生的水化热造成温度急剧上升，与 混凝土外表形成温度梯度，故内部产生拉应力，它们都能使混凝土开 裂。如能采取技术措施将混凝土温度的顶峰温度加以限制，那么能防止 开裂。采用冷却措施降低温度，这样费用增加较多，用粉煤灰代替部 分水泥，对混凝土温度起到缓解作用。 骨料：尽量扩大粗骨料的粒 径，因为粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总外表积越小， 每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对 防止裂缝的产生有利。对于细骨料宜采用级配良好的中砂和中粗砂， 最好用中粗砂，因为其孔隙