超大体积混凝土温度裂缝控制技术

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发布时间：2021-09-07

资料介绍

超大体积混凝土温度裂缝控制技术
程志，郭宏，韩云山
(中北大学理学院，山西太原030051)
摘要：从超大体积混凝土的定义出发，阐述了产生温度裂缝的主要因素，并针对超大体积混凝土的特点，从设计、施工、材
料、温控技术等方面制定了一系列温度裂缝控制措施。
关键词：超大体积混凝土；温度裂缝；控制技术
中图分类号：TU37 文献标识码：B 文章编号：1008～1933(2010)04—105～04
0 引言
JGJ 55—2000{普通混凝土配合比设计规程》明
确给出了大体积混凝土的定义，即混凝土结构物实
体最小尺寸大于或等于1 rn时，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
称为大体积混凝土⋯。该定义从总体上对大体积
混凝土作了定量和定性的描述，并指出了大体积混
凝土温度裂缝的主要成因。
随着工程技术水平的不断发展，为满足社会需
要，一些体积更加庞大的混凝土不断出现，应用于高
层基础、大坝等结构中。通常将这些超长、超宽(一
般长、宽均超过60 m)、超厚(一般为1 m以上)的混
凝土称为超大体积混凝土。它的特点是：水泥水化
时放出的水化热更多，温度裂缝控制难度会更大。
超大体积混凝土的特点决定了其裂缝控制的难
度将更大，必须从设计、施工、材料、温控技术、养护
等多方面采取措施进行裂缝预防、检测和控制。超
大体积混凝土温度裂缝的成因主要有三方面：(1)
水泥水化热；(2)约束条件；(3)外界气温的变化。
1 超大体积混凝土温度裂缝产生的
主要因素分析
1．1 温度及温度效应
混凝土结构物的温度分布是指某一时刻混凝土
结构内部及表面各点的温度状态。当混凝土结构浇
筑后，由于混凝土内部的水化热、外界的太阳辐射以
及气温变化等因素的影响，混凝土结构内部会处于
不同的温度状态。影响混凝土结构温度分布的因素
主要有内部和外部两大类。
收稿日期：2008一l1_07
作者简介：程志(1979一)，男，山西朔州人，讲师，研究方向为现代
施工技术、工程项目管理。
E—mail：miyou20118@ 163．eom
1．1．1 外界温度的影响
自然环境中的混凝土结构物，受大气温度变化
作用，而各种气象因素在一年四季、每天甚至每时每
刻都在发生变化。混凝土结构的最大温差与不同季
节的气候特征有密切关系。
混凝土结构中发生的温度变化，与结构的方位、
表面朝向很有关系。结构的水平表面最高温度发生
在中午太阳辐射最强烈时刻之后，同时在混凝土结
构物的向阳面与背阳面间发生最大温差；垂直表面
上的最高温度随表面朝向不同而在不同时刻出现，
发生壁厚方向的最大温差分布。
1．1．2 水化热
水泥水化释放的水化热会引起混凝土浇筑块内
部温度剧烈变化，是影响混凝土温度分布的主要内
部因素。
根据测算，水泥的水化热值约为200—400
kJ／kg，它可以使混凝土的温度升高3O℃ ～4O℃(按
绝热情况计算)，如果再叠加上混凝土浇筑时自身
的温度(如30℃ ～40℃)，则超大体积混凝土中的最
高温度可以达到60℃ 一8Oc【=(按绝热情况计算)。
而水泥的水化放热时间较长，需要几十天以至几个
月，其中前3～7 d的放热量最大。由于超大体积混
凝土的导热能力较差，尺寸越厚大，混凝上内部的热
量散发到外界所需的时间就越长，即超大体积混凝
土的散热延续时间会很长，因此在外表面温度突变
的情况下，混凝土内部各层的温度变化要慢得多，存
在明显的滞后现象。当混凝土构件尺寸很厚大，如
厚度达到2 m时，混凝土的中心部位已接近绝热状
态。故在同一时间内，通过单位厚度的热量也小得
多，导致每层混凝土所得到的热量或扩散的热量有
较大的差异，从而在混凝土结构中形成沿壁板厚度
方向的不均匀温度状态。根据实测资料可知，通常
情况下，沿混凝土结构厚度方向的较大温差分布为
一指数曲线』。