【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 驟如下描述。水泥在水化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生大量的水化熱，這成為大體積混凝土內(nèi)部溫升的主要熱量來(lái)源，試驗(yàn)證明每克普通硅酸鹽水泥放出的熱量可達(dá)500J。由于大體積混凝土截面尺寸大及混凝土導(dǎo)熱性能較差，水化熱集聚在硅結(jié)構(gòu)內(nèi)部難以散失，所以會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度急驟攀升。實(shí)測(cè)資料顯示，由水化熱引發(fā)的溫升值，在水利水電工程中大都集中于15℃~25℃，而在建筑工程中絕大多數(shù)在20℃~30℃之間。一般來(lái)說(shuō)，水泥的水化過(guò)程從水化速率的角度來(lái)講，可以分為三個(gè)階段：第一階段可以稱為彈性階段，在初始時(shí)刻，水泥顆粒和水接觸并反應(yīng)，放熱率很快，但是由于石膏的存在，在水泥粒子的表面會(huì)形成一層鈍化模，使放熱率降低，第二階段可以稱為塑性臨界階段，這一階段水泥水化熱釋放率最快，水泥顆粒也隨之增長(zhǎng)很快，第三階段可以稱為塑性階段，水泥的水化產(chǎn)物在水泥粒子的表面堆積的厚度逐漸增厚，水泥的水化放熱率逐漸降低，這個(gè)時(shí)候的反應(yīng)由擴(kuò)散控制。上面的一部分關(guān)于放熱的，在水化的初期，水泥粒子之間為彼此分離的，水泥處于塑性狀態(tài)，不存在強(qiáng)度，在水泥粒子不斷水化增長(zhǎng)的過(guò)程中，水泥粒子之間的接觸面積逐漸增大，這一微觀現(xiàn)象的宏觀表現(xiàn)即為水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)。粒子之間的接觸面積越大，水泥的抗壓強(qiáng)度，彈性模量也增大?；炷劣捎谕饨鐨鉁匾约盎炷羶?nèi)部水化熱量造成內(nèi)外溫度的不同，容易在混凝土澆筑完畢之后產(chǎn)生收縮裂縫?；炷潦湛s裂縫主要包括三個(gè)方面即：混凝土的沉縮變形、混凝土的干縮變形以及水泥的合縮等三個(gè)方面。混凝土拌合物是固體顆粒(水泥和集料)、水和空氣交混而成的三相體系。澆灌成型后，絕大部分空氣逸出，固體粒子互相接觸，形成一個(gè)孔隙中充滿著水的空間構(gòu)架。由于粒子之間僅有微弱的摩擦力，不足以阻止相互的滑移，它們將繼續(xù)憑借其重力沉降，彼此互相靠近，并使空隙減小。與此同時(shí)，混凝土與外界接觸的表面(包括澆灌層的頂面和模板漏縫)上毛細(xì)管抽吸作用也促進(jìn)了空隙水的排出。隨著這種受制沉降的進(jìn)行，混凝土的體積必將逐漸減縮，直至水泥水化形成的結(jié)構(gòu)聯(lián)系足以阻止粒子不再繼續(xù)滑動(dòng)為止?；炷恋倪@種起因于固體沉降、空隙減小的體積減縮可以稱為沉縮。從理論上說(shuō)，混凝土的沉縮就是增實(shí)作用的延續(xù)，對(duì)混凝土各種性能會(huì)有積極影響。然而，實(shí)際上發(fā)生的不均勻沉縮卻會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生一些不規(guī)則的混凝土塑性收縮裂縫。這種裂縫通常是互相平行的，~，并且有一定的深度，它不僅可以發(fā)生在大體積混凝土中，而且可以發(fā)生在平面尺寸較大、厚度較薄的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中?；炷劣不院?，仍然含有相當(dāng)數(shù)量的可以蒸發(fā)的水。如果暴露在干燥空氣之中(相對(duì)濕度低于95%)，這些水必將逐漸蒸發(fā)離去。與此同時(shí)，混凝土的外包體積將有相應(yīng)的減縮。這種體積變化稱為混凝土的干縮。單位體積混凝土發(fā)生的體積減縮除以3稱為干縮率。水總是從表面蒸發(fā)離去的。在干燥空氣中，混凝土表層的孔隙水很快離去，然而外界的空氣擴(kuò)散進(jìn)入表層內(nèi)，取代已經(jīng)離去的水原先所占據(jù)的空間。此后一方面下一層混凝土的孔隙水蒸發(fā)，使已經(jīng)進(jìn)入混凝土體內(nèi)的空氣的濕度提高，另一方面濕空氣又憑借擴(kuò)一散作用與外界的干燥空氣進(jìn)行交換，使?jié)穸冉档?，從而使孔隙水得以繼續(xù)蒸發(fā)。這種干燥過(guò)程一直進(jìn)行到混凝土內(nèi)部最深處的蒸汽壓與外界空氣的蒸汽壓持平為止。水泥化合物與水化合時(shí)，只有一部分水進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，而另外還需要一部分水用以填補(bǔ)反應(yīng)物結(jié)構(gòu)中的空格而被耗費(fèi)掉。因此，反應(yīng)產(chǎn)物的分子體積總是較反應(yīng)物的分子體積和所消耗的水的體積的總和要小。這種起因于化學(xué)結(jié)合的體積減縮可以稱為合縮。根據(jù)水泥的品種不同，其合縮的數(shù)量也存在較大差異，對(duì)于合縮強(qiáng)烈的水泥，施工時(shí)對(duì)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)當(dāng)及早開(kāi)始進(jìn)行，否則將會(huì)導(dǎo)致混凝土表面層產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工期間，外界氣溫的變化情況對(duì)防止大體積混凝土開(kāi)裂有重大影響。外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高。如果外界溫度下降，會(huì)增加混凝土的降溫幅度，特別是在外界溫度驟降時(shí)，會(huì)增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差，這時(shí)對(duì)大體積混凝土抗裂極為不利?；炷恋膬?nèi)部溫度是外界溫度、澆筑溫度、水化熱引起的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)散熱降溫等各種溫度的疊加，而溫度應(yīng)力則是溫差所引起的溫度變形造成的，溫差越大，溫度應(yīng)力也越大。同時(shí)由于大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部溫度有時(shí)高達(dá)80℃以上，而且延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。因此，應(yīng)研究合理的溫度控制措施，以防止大體積混凝土內(nèi)外溫差引起的過(guò)大溫度應(yīng)力。不同于混凝土澆筑階段水化熱所引起的溫度荷載，自然環(huán)境條件變化引起的溫度荷載極不穩(wěn)定，也更難控制。就混凝土工程結(jié)構(gòu)而言，由于自然環(huán)境條件變化所產(chǎn)生的溫度荷載，一般可分為以下三種類型：（1）日照溫度荷載；（2）驟然降溫溫度荷載；（3）年溫溫度荷載。日照溫度荷載主要是太陽(yáng)輻射作用所致，還有氣溫變化和風(fēng)速影響，在實(shí)際應(yīng)用中可簡(jiǎn)化為只考慮太陽(yáng)輻射和氣溫變化這兩種因素。降溫溫度變化主要是由強(qiáng)冷空氣的侵襲作用和日落或在夜間形成的內(nèi)高外低的溫度分布，一般只考慮氣溫變化和風(fēng)速的影響。年溫變化則是極緩慢的氣溫變化所致，由于其長(zhǎng)期的緩慢作用，使得結(jié)構(gòu)物整體發(fā)生均勻的溫度變化，因此可忽略。第3章 大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施大體積混凝土裂縫產(chǎn)生后容易對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性造成顯著的影響，因此在具體的工程實(shí)踐中必須采取相關(guān)的措施，預(yù)防大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施主要包括原材料的選擇、合理的施工措施以及科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方法。大體積混凝土的原材料選擇主要包括水泥的品種、水泥量的多少以及粗細(xì)骨料的類型及含量，下面對(duì)水泥的品種及含量以及骨料的類型進(jìn)行詳細(xì)的論述。在材料方面控制大體積混凝土的開(kāi)裂，主要從減小混凝土的收縮，降低水化熱，增強(qiáng)混凝土抗拉強(qiáng)度等方面入手。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在選用水泥品種時(shí)，應(yīng)綜合考慮水化熱、強(qiáng)度、坍落度等因素。某些水泥的水化熱雖然低，但強(qiáng)度也低，在配制混凝土?xí)r，需用較多的水泥，結(jié)果混凝土的發(fā)熱量可能比采用水化熱較大、強(qiáng)度較高的水泥時(shí)還要大。目前在大體積混凝土中應(yīng)用最多的是礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。施工用細(xì)骨料的選用：必須選擇級(jí)配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然中粗河砂（~,含泥量≤%,泥塊含量≤%不得使用山砂和海砂。如果經(jīng)取樣檢驗(yàn)有含泥量超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)，須在采砂場(chǎng)或撈砂