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1、大体积混凝土温控,01,03,02,-,-,大体积混凝土温度裂缝成因：,大体积混凝土在水泥水化过程中放出大量的热量，自身又具有一定的保温性能，因此大体积混凝土内部升温幅度较大，而且在大体积混凝土温度达到峰值后，内部的降温速度又比其表层慢的多，这时，混凝土内外温差变大，在此热量释放过程中，混凝土内部将会产生很大的温度应力，当温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。,-,-,大体积混凝土施工规范,-,-,大体积混凝土温控措施,-,-,工程实例,张家界至花垣高速公路三角岩大桥主桥结构为(66+3*120+66)m高墩连续刚构梁桥，承台设计为(2
2、6.415.4 X4.5)m，单个承台混凝土1830m3，属于大体积混凝土。采用大体积平板基础作为水化热分析模型，midas结构分析软件进行建模分析，因模型具有对称性，所以使用1/4模型。,1.研究对象选取：,-,-,工程实例,2.材料特性：,3.环境温度与对流系数选取：,-,-,工程实例,4.5 m高承台一次性浇筑，未设置冷却水管，温度分布如图4所示，最高温度为68.6，产生于第57 d时间段，最高温度点分布于承台中心。,由图5可得：大体积混凝土未采取降温措施时，内外温度变化为：表面温度在浇筑后23 d内温度最高，其最高温度为37；内部中心点的温度随着混凝土的硬化，水化热不断积蓄，在17 d
3、内不断升高到最高68.6；内外温差最大达到30以上，大于规范要求。,温度分布：,-,-,工程实例,应力分布：,图7可得：水化热引起的内、外温度应力随时间的变化情况：.表面温度应力开始为拉应力，后来随着时间逐渐变为压应力，并且最大拉应力超过了混凝土的允许拉应力，导致混凝土表面开裂；.内部温度应力与表面温度应力发展趋势相反。开始为压应力。后来随着时间在温度下降阶段逐渐变为拉应力，会引起内部开裂。,-,-,控制混凝土入模温度,混凝土入模温度为10、20、30时，各时间段水化热温度的变化：,由图8、图9可知：不同入模温度下，表面温度基本稳定，变化起伏不大。当入模温度较高时，内部温度升高较快，并且保持高
4、温时间较长。,为了保证混凝土入模时温度控制在要求范围之内，现场采取的措施为：.水泥存储时间的控制23个月，拌制混凝土前对砂石进行覆盖；.混凝土拌制用水加冰块；.加强现场施工组织，减少混凝土罐车在工地上的停留时间。,-,-,布置冷却管,在相同条件下，分别采用直径27、60、114 mm的冷却管，冷却水流速为60cm/s并分别查看温度测控点在某个时间段的温度，温度测控点选择进水不远的3785点和进水中间的4250点。分析结果见图10-图13。,1.冷却管直径对降低水化热的影响：,-,-,布置冷却管,由温度测控点4250、3785在不同冷却管径下温度的变化曲线可以看出，浇筑完混凝土后50 h前温度变
5、化相同，冷却管管径的变化对其影响不大。但是随着时间的推移，管径大的冷却管冷却效果越来越明显。,-,-,布置冷却管,2.冷却管布置间距对降低水化热的影响：,管径在60 mm下，分别查询温度测控点4250在不同冷却管布置间距下，温度随时间的变化，绘制曲线进行分析比较。根据所建模型，间距分别取：64、128、192 cm,由上图可得：冷却管直径在6 cm下，间距超过100 cm时，冷却效果基本相同。在布置间距在5070 cm时，冷却水可以有效的带走一部分热量，使水化热不至于不断的升高，也使温度峰值有效的减小，缩小内外温差。,-,-,布置冷却管,针对以上对冷却管布置的分析研究，在布置冷却管方案上采取了
6、以下措施：.采用了60cm的冷却水管，冷却循环水应用温度较低的地下水；.承台冷却管的纵横向间距调整为80cm；.增加进水、出水口，保证冷却水在承台内循环距离不超过25m；.冷却管进水、出水口相互对调，即上一循环水的出水口侧为下一循环水的迸水口；.上下层冷却水管应错开布置，如图16所示。,-,-,配合比优化,以分别对单位体积水泥用量为280、300、320 kg时的水化热温度变化情况进行研究。结果如下：,为减少水化热的聚集，避免温度骤升，在保证强度符合要求的前提下尽量减少水泥用量，延长混凝土凝固时间。针对以上分析研究，进行了配合比优化：.应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量；.外
7、加剂采用缓凝剂、减水剂；.掺合料采用粉煤灰、矿渣粉等。.水泥应选用水化热低、凝结时间长的水泥(中热硅酸盐水泥)。,水泥用量对水化热产生的影响：,-,-,水平分层浇筑,水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大(见图18)。,为了增大表面系数，使水化热即时散发出去，达到内外温差小于25，将截面厚度大的承台分两次浇筑，但是为了增加两次混凝土表面的粘结性，减小由于混凝土龄期引起的承台内部次内力，将两次混凝土浇筑时间间隔控制在7d之内。在定义施工阶段时，第一次混凝土浇筑与第二次混凝土浇筑时间间隔为170 h。,Thanks！,
