大体积混凝土.ppt

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1、 第一节 大体积混凝土第九章 特种混凝土工程技术主要内容主要内容一一. .大体积混凝土的定义二二. .大体积混凝土的特点三三. .大体积混凝土的裂缝四四. . 控制裂缝开展的基本方法控制裂缝开展的基本方法五五. .大体积混凝土裂缝控制工程措施大体积混凝土裂缝控制工程措施六六. .工程实例一.大体积混凝土的定义大体积混凝土的定义l美国混凝土协会（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。”l日本建筑协会标准（JASS5）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

2、，预计超过25的混凝土，称之为大体积混凝土。”l 我国建设部在行业标准普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2000）中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥 水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。l目前，较新的观点指出：所谓大体积混凝土，是指其结构尺寸已经大到必须采用相应技术措施、妥善处理内外温度差值、合理解决温度应力、并按裂缝开展控制的混凝土。l 水利工程的混凝土大坝、高层建筑的深基础底板、反应堆体、其他重力底座结构物等，这些都是大体积混凝土。二.大体积混凝土的特点大体积混凝土的特点l大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行浇筑施工，每个

3、施工区段的体积比较厚大。l外荷载引起裂缝的可能性很小，但水泥的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩的共同作用，会产生较大温度应力和收缩应力，是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。三、三、大体积混凝土的裂缝 大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内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。部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变内外温差产生应力和应变；另一方面是另一方面是结构物的外约束结构物的外约束和和混凝土各质点的混凝土各质点的约束约束阻止了这种应变，一旦温度应力超过混凝土能阻止了这种应变，一旦温度应力超过混凝土能承受的极限抗拉

4、强度，就会产生不同程度的裂缝。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如下：裂缝的主要原因如下： 1. 1. 水泥水化热的影响水泥水化热的影响 水泥在水化过程中产生大量的热量，这是大体水泥在水化过程中产生大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源，试验证明每克积混凝土内部温升的主要热量来源，试验证明每克普通水泥放出的热量可达普通水泥放出的热量可达500J500J。由于大体积混凝土截面的由于大体积混凝土截面的厚度大，水化热厚度大，水化热聚集聚集在结构内部在结构内部不易散发不易散发，会引起混

5、凝土，会引起混凝土内部急骤升温内部急骤升温。水泥水化热引起的绝热温升，与混凝土厚度、单位水泥水化热引起的绝热温升，与混凝土厚度、单位体积水泥用量和水泥品种有关，混凝土厚度愈大，体积水泥用量和水泥品种有关，混凝土厚度愈大，水泥用量愈多，水泥早期强度愈高，混凝土内部的水泥用量愈多，水泥早期强度愈高，混凝土内部的温升愈快。温升愈快。 大体积混凝土测温试验研究表明：水泥水化热大体积混凝土测温试验研究表明：水泥水化热在在13d13d放出的热量最多放出的热量最多，大约占总热量的，大约占总热量的5050左右左右；混凝土浇筑后的混凝土浇筑后的35d35d内，混凝土内部的温度最高。内，混凝土内部的温度最高。 某

6、大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线某大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线 1 1温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日点测温曲线（）点测温曲线（）点测温曲线（）点测温曲线（）温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日温度（ ）温度（ ）温度（ ）点测温曲线（）点测温曲线（）图中：底板测温点布置底板测温点布置示意图图中：、3500、4500。日日日

7、日日日日日月月月月图中：底板测温点布置底板测温点布置示意图图中：、3500、4500。底板厚度：1.0m; 入模温度：13 ; 最高温度：42.5 ;最高温升：29.5 某大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线某大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线 2 2温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日点测温曲线（）点测温曲线（）点测温曲线（）点测温曲线（）温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日

8、日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日温度（ ）温度（ ）温度（ ）点测温曲线（）点测温曲线（）图中：底板测温点布置底板测温点布置示意图图中：、3500、4500。日日日日日日日日月月月月图中：底板测温点布置底板测温点布置示意图图中：、3500、4500。底板厚度：3.5m; 入模温度：13 最高温度：60.7 ;最高温升：46.3 某大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线某大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线 3 3温 度 （ ）日日日日日日日日日 日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日点 测 温 曲 线 （）点 测 温 曲 线 （）点 测 温 曲 线 （）点 测 温 曲 线 （）温 度

9、（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日温 度 （ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日时 间 ( )时 间 ( )时 间 ( )时 间 ( )时 间 ( )时 间 ( )时 间 ( )时 间 ( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日温 度 （ ）温 度 （ ）温 度 （ ）点 测 温 曲 线 （）点 测 温 曲 线 （）图 中 ：底 板 测 温 点 布 置底 板 测 温 点 布 置 示 意 图图 中 ：、 3500、 4500。日日日日日日日日月月月月图中：底板测温点布置底板测温点布置示意图图中：、3500、4500。底板厚度：4.

10、5m;入模温度：13 最高温度：63.9 ;最高温升：50.9 某大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线某大型工程厚大底板水化热温升的测温曲线 4 4温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日点测温曲线（）点测温曲线（）点测温曲线（）点测温曲线（）温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日温度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )时间( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日温度（ ）温度（ ）温度（ ）点测温曲线（）点测温曲线（）图中：底

11、板测温点布置底板测温点布置示意图图中：、3500、4500。日日日日日日日日月月月月图中：底板测温点布置底板测温点布置示意图图中：、3500、4500。底板厚度：7.35m;入模温度：13 ;最高温度：66.4 ;最高温升：53.4 大体积混凝土温度变化与结构尺寸及胶凝材料大体积混凝土温度变化与结构尺寸及胶凝材料的相关性的相关性(1) 在一般养护条件下，混凝土温升会随着结构尺寸的增大而升高，但当结构尺寸达到一定的厚度后，最高温度上升的趋势会减缓，其极限就是混凝土的绝热温升；(2) 大体积混凝土表面温度的变化受到表面覆盖的影响，与内部混凝土温度变化规律有很大差异，应重视大体积混凝土的覆盖保温养护

12、；(3) 结构尺寸变大后，温度 时间曲线具有升温缓慢、温峰明显推迟且降温缓慢，需要持续很长时间才会接近环境温度.(4) (4) 混凝土水化热与胶凝材料的关系混凝土水化热与胶凝材料的关系施工时间 强度等级板厚最高温升水泥粉煤灰 矿粉膨胀剂2002C402.5m58.558.52708095292005C403.5m46.346.3 25010010002005C407.35m53.453.4 2501001000 由于在配合比中减少了水泥、膨胀剂等产生水化热大的材料用量，加大了优质粉煤灰及磨细矿粉的用量，有效的降低了水化热温升，对控制大体积混凝土的最高温度及裂缝有着明显的效果。 2 2内外约束条

13、件的影响内外约束条件的影响 各种结构的变形变化中，必然受到一定的约束各种结构的变形变化中，必然受到一定的约束阻碍其自由变形，阻碍变形因素称为约束条件，约阻碍其自由变形，阻碍变形因素称为约束条件，约束又分为内约束与外约束。束又分为内约束与外约束。结构产生变形变化时，不同结构之间产生的约结构产生变形变化时，不同结构之间产生的约束称为外约束，结构内部各质点之间产生的约束称束称为外约束，结构内部各质点之间产生的约束称为内约束。为内约束。 建筑工程中建筑工程中的大体积混凝土，相对水利工程来说体的大体积混凝土，相对水利工程来说体积并不算很大，它承受的温差和收缩主要是均匀温积并不算很大，它承受的温差和收缩主

14、要是均匀温差和均匀收缩，故差和均匀收缩，故外约束应力占主要地位外约束应力占主要地位。 大体积混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时大体积混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时受到下部地基的限制，因而产生外部的约束应力。受到下部地基的限制，因而产生外部的约束应力。 混凝土在混凝土在早期温度上升时早期温度上升时，产生的膨胀变形，产生的膨胀变形受到约束面的约束而产生压应力，此时混凝土的受到约束面的约束而产生压应力，此时混凝土的弹性模量很小，徐变和应力松弛大，弹性模量很小，徐变和应力松弛大，混凝土与基混凝土与基层连接不太牢固，因而压应力较小层连接不太牢固，因而压应力较小。 但当温度下降时，则产生较大的拉应

15、力，若但当温度下降时，则产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会出现垂直裂超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会出现垂直裂缝。缝。 在全约束条件下，混凝土结构的变形应是温在全约束条件下，混凝土结构的变形应是温差和混凝土线膨胀系数的乘积，即差和混凝土线膨胀系数的乘积，即T T，当当超过混凝土的极限拉伸值超过混凝土的极限拉伸值p p时，结构便出现时，结构便出现裂缝。裂缝。由于结构不可能受到全约束，况且混凝土还由于结构不可能受到全约束，况且混凝土还有徐变变形，所以温差在有徐变变形，所以温差在25302530情况下也可能情况下也可能不产生裂缝。不产生裂缝。由此可见，由此可见，降低混凝土的内外温差

16、和改善约降低混凝土的内外温差和改善约束条件，是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措束条件，是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施。施。 3. 3. 外界气温变化的影响外界气温变化的影响 大体积棍凝土结构在施工期间，外界气温的变大体积棍凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有重大影响。化对防止大体积混凝土开裂有重大影响。 混凝土的内部温度是由浇筑温度、水泥水化热混凝土的内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加之的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加之和和。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；如外界温度下降，愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；如外界温度下降，会增加混凝土的温度梯度，特别是气温骤降，会大会增加混凝土的温度梯度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，因而大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，因而会造成过大温差和温度应力，使大体积混凝土出现会造成过大温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。裂缝。 大体积混凝土不易散热，其内部温度有的工程竟