【正文】 溫度收縮應力： （ 1）混凝土的最大綜合溫差為： =28+（ 2/3）179。 + 37 =℃ （ 2）基礎混凝土最大降溫收縮應力： ─混凝土的溫度 (包括收縮 )應力 (N/mm2)； S(t)─考慮徐變影響的松弛系數(shù)，取 ； R─混凝土的外約束系數(shù)，取 ； )( 54 ??? ??????? ??? = ctf? = m2； K=?ctf = = 可以。 （ 3）露天養(yǎng)護期間基礎混凝土產(chǎn)生的降溫收縮應力： △ T =28+（ 2/3）179。 + =℃ )( 54 ??? ??????? ??? = ctf? = m2 可以。 結論： 采用 C30 混凝土， 水泥配制，水泥用量 325kg/m3，水灰比為 ,混凝土澆灌入模溫度不高于 28度，水泥細度 3000，骨料采用礫砂，水泥漿量 20%，符合要求。 38 大體積混凝土特點及施工方法 結構厚實，混凝土量大，工程條件復雜（一般都是地下現(xiàn)澆 鋼筋混凝土結構 ），施工技術要求高，水泥水化熱較大（預計超過 25度） ，易使結構物產(chǎn)生溫度變形。大體積混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當，溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產(chǎn)生 裂縫 。 9． 大體積砼的定義 大體積砼指的是最小斷面尺寸大于 1m 以上的砼結構，其尺寸已經(jīng)大到必須采用相應的技術措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應力并控 制裂縫開展的砼結構。 、裂縫 大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面，可能破壞結構的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴重的；而深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。 但出現(xiàn)裂縫并不是絕對地影響結構安全，它都有一個最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構件最大裂縫寬度 ≤ ；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構件最大裂縫寬度 ≤ 。 對于地下或半地下結構，混凝土 的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在 ～ 時，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過 39 一段時間后，裂縫可以自愈。如超過 ～ ，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應盡量避免超過 。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結構的使用，必須進行化學灌漿加固處理。 大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結構的外部約束和混凝土各質點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強 度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會影響結構的強度，但卻對結構的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。 產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面： 、水泥水化熱 水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結構內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥 品種有關，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱，實際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初 3～ 5 天。 、外界氣溫變化 40 大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。 溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達 60～ 65℃ ，并且有較長的延續(xù)時間。因此，應采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應力 。 、混凝土的收縮 混凝土中約 20℅ 的水分是水泥硬化所必須的，而約 80℅ 的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮?；炷潦湛s的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。 影響混凝土收縮，主要是水泥品種、 混凝土配合比 、外加劑和摻合料的品 種以及施工 工藝 （特別是養(yǎng)護條件）等。 配制 大體積混凝土所選用的原材料應注意以下幾點： （ 1） 、粗骨料宜采用連續(xù)級配，細骨料宜采用中砂。 （ 2） 、外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。 （ 3） 、大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，應提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。 41 （ 4） 、水泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥，優(yōu)先采用中熱 硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。 但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時影響施工質量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在掏水時又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的粘結力和整體性?；炷撩谒康拇笮∨c用水量有關，用水量多，泌水量大；且與溫度高低有關，水完全析出的時間隨溫度的提高而縮短；此外，還與水泥的成分和細度有關。所以， 在選用礦渣水泥時應盡量選擇泌水性的品種，并應在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，應及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。 大體積防水混凝土的施工，應采取以下措施： 在設計許可的情況下，采用混凝土 60d強度作為設計強度； 采用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰、磨細礦渣粉等摻合料； 摻入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑； 在炎熱季節(jié)施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時吸收外界熱量等 降溫措施； 混凝土內(nèi)部預埋管道，進行水冷散熱； 42 采取保溫保濕養(yǎng)護。混凝土中心溫度與表面溫度的差值不應大于 25℃ ，混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不應大于 25℃ 。養(yǎng)護時間不應少于 14d。 大體積混凝土的澆筑應合理分段分層進行，使混凝土沿高度均勻上升；澆筑應在室外氣溫較低時進行，混凝土 澆筑溫度 不宜超過28℃ 。 注：混凝土澆筑溫度系指混凝土振搗后，在混凝土 50 ㎜～ 100㎜深處的溫度。 對大體積混凝土的養(yǎng)護，應根據(jù)氣候條件采取控溫措施，并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度，將溫差控制在設計要求的范圍以內(nèi)；當設計無具體要求時，溫度不宜超過 25℃ 。 澆筑溫度是指砼出罐后，經(jīng)運輸、振搗后的溫度?！兑虼?，在《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》 GB50204— 2021中，對于澆筑溫度無不宜超過 28℃ 的限制?？刂茲仓囟仁怯泻锰幍?，要降低澆筑溫度必須從降低砼出機溫度入手，其目的是降低大體積砼的總溫升值和減小結構的內(nèi)外溫差。降低砼出機溫度最有效的方法是降低石子的溫度，由于夏 季氣溫較高，為防止太陽的直接照射，可要求商品砼供應商在砂、石堆場搭設簡易遮陽裝置，必要時向骨料噴射水霧或使用前作淋水沖洗。在控制砼的澆筑溫度方面，通過計算砼的工程量，做到合理安排施工流程及機械配置，調(diào)整澆筑時間為以夜間澆筑為主，少在白天進行，以免因暴曬而影響質量。 43 大體積砼的溫度變化 曲線 先是一個升溫過程，升到最高點后就慢慢降溫，升溫的速度要比降溫的速度大。 那么大體積砼何時達到最高 點呢？主要決定于配合比、幾何尺寸、現(xiàn)場條件等因素，根據(jù)工程統(tǒng)計，一般的大體積砼澆筑后 3～4d出現(xiàn)最高點。 國家規(guī)范對于溫度控制有前述規(guī)定，但對于降溫速率未提出明確要求。如大體積砼升溫時內(nèi)表溫差過大，會造成表面裂縫；那么降溫速率過快，會造成貫穿性冷縮縫，也是絕對不允許的。 理論上，任何材料的允許溫差與材料的極限值有關。對于大體積砼而言，如果降溫過快，雖然內(nèi)表溫差仍然控制在規(guī)范要求之內(nèi)，但由于砼內(nèi)部溫差過大，溫差應力達到砼的極限抗拉強度時，理論上就會出現(xiàn)裂縫，而且此裂縫出現(xiàn)在大體積砼的內(nèi)部，如果相差過大，就會出 現(xiàn)貫穿裂縫，影響結構使用，因此，降溫速率的快慢直接關系到大體積砼內(nèi)部拉應力的發(fā)展。 那么，降溫速率到底取多大值呢？理論上要求溫差應力必須小于同一時間的砼抗拉 極限強度 。目前有的工程采用降溫速率取 2～3℃ /d，跟蹤后也未見貫穿裂縫，但是對于大多數(shù)施工單位來說，由于沒有全面可靠的數(shù)據(jù)資料，為安全起見仍采用 ≤1 ～ ℃ /d。 砼養(yǎng)護可遵循降溫速率 “ 前期大后期小 ” 的原則。因養(yǎng)護前期砼 處于升溫階段，彈性模量、溫度應力較小，而抗拉強度增長較快，在保證砼表面濕潤的基礎上應盡量少覆蓋，讓其充分散熱，以降低砼的溫度，亦即養(yǎng)護前期砼降溫速率可稍大。養(yǎng)護后期砼處于降溫 44 階段，彈性模量增加較快，溫度應力較大，應加強保溫，控制降溫速率。 大體積砼養(yǎng)護時的溫度控制一般有兩種方法： 一種是降溫法，即在砼澆筑成型后，通過循環(huán)冷卻水降溫，從結構物的內(nèi)部進行溫度控制； 另一種是保溫法，即砼澆筑成型后，通過保溫材料、碘鎢燈或定時噴澆熱水、蓄存熱水等辦法，提高砼表面及四周散熱面的溫度 ，從結構物的外部進行溫度控制。保溫法基本原理是利用砼的初始溫度加上水泥水化熱的溫升，在緩慢的散熱過程中（通過人為控制），使砼獲得必要的強度。 大體積砼養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度條件。 保溫養(yǎng)護作用： 減少砼表面的熱擴散，減小砼表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫。 延長散熱時間，充分發(fā)揮砼的潛力和材料的松弛特性。使砼的平均總溫差所產(chǎn)生的拉應力小于砼抗拉強度，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。 ： 45 剛澆筑不久的砼，尚處于凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止 砼表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。 砼在潮濕條件下，可使水泥的水化作用順利進行，提高砼的極限拉伸強度。 防水混凝土的養(yǎng)護是至關重要的。在澆灌后，如混凝土養(yǎng)護不及時，混凝土內(nèi)水分將迅速蒸發(fā)，使水泥水化不完全。而水分蒸發(fā)造成毛細管網(wǎng)彼此連通，形成滲水通道；同時混凝土收縮增大，出現(xiàn)龜裂，使混凝土抗?jié)B性急劇下降，甚至完全喪失抗?jié)B能力。若養(yǎng)護及時，防水混凝土在潮濕的環(huán)境中或水中硬化，能使混凝土內(nèi)的游離水分蒸發(fā)緩慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛細孔隙，因而形成不連通的毛細孔，提高了混凝土的抗?jié)B性。砼測溫點的布置、測溫 時間頻率、測溫工具的選用為了掌握大體積砼的 溫升 和降溫的變化規(guī)律，以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對砼進行溫度監(jiān)測控制。 （ 1）測溫點的布置 —— 必須具有代表性和可比性。沿澆筑的高度，應布置在底部、中部和表面，垂直測點間距一般為 500～ 800㎜；平面則應布置在邊緣與中間，平面測點間距一般為 ～ 5m。當使用熱電偶溫度計時，其插入深度可按實際需要和具體情況而定，一般應不小 于熱電偶外徑的 6～ 10倍，測溫點的布置，距邊角和表面應大于 50㎜。 46 采用預留測溫孔洞方法測溫時，一個測溫孔只能反映一個點的數(shù)據(jù)。不應采取通過沿孔洞高度變動溫度計的方法來測豎孔中不同高度位置的溫度。 （ 2）測溫制度 —— 在砼溫度上升階段每 2～ 4h測一次，溫度下降階段每 8h測一次，同時應測大氣溫度。所有測溫 孔均 應編號，進行砼內(nèi)部不同深度和表面溫度的測量。測溫工作應由經(jīng)過培訓、責任 心強的專人進行。測溫記錄，應交技術負責人閱簽，并作為對砼施工和質量的控制依據(jù)。 （ 3）測溫工具的選用 —— 為了及時控制砼內(nèi)外兩個溫差，以及校驗計算值與實測值的差別，隨時掌握砼溫度動態(tài)，宜采用熱電偶或半導體液晶顯示溫度計。采用熱偶測溫時，還應配合普通溫度計，以便進行校驗。在測溫過程中，當發(fā)現(xiàn)溫度差超過 25℃ 時，應及時加強保溫或延緩拆除保溫材料，以防止砼產(chǎn)生溫差應力和裂縫。 大體積砼施工時，一是要盡量減少水泥水化熱，推遲放熱高峰出現(xiàn)的時間，如采用 60d齡期的砼強度作為設計強度（此點必須征得設計 單位的同意），以降低水泥用量；摻粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反應較慢，可推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；摻外加劑也可達到減少水泥、水的用量，推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；夏季施工時采用冰水拌和、砂石料場遮陽、砼輸送管道全程覆蓋灑冷水等措施可降低砼的出機和入模溫度。以上這些措施可減少砼硬化過程中的溫度應力值。二是進行保溫保濕養(yǎng) 47 護，養(yǎng)護時間不應少于 14d，使砼硬化過程中產(chǎn)生的溫差應力小于砼本身的抗拉強度