水化热控制.doc

前言近年来, 随着国民经济和建筑技术的发展, 建筑规模不断扩大, 大型现代化技术设施或构筑物不断增多, 而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点, 日益受到人们的欢迎, 于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混凝土, 一般理解为尺寸较大的混凝土, 美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义: 任何现浇混凝土, 其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题, 以最大限度的减少开裂影响的, 即称为大体积混凝土。这就提出了大体积混凝土开裂的问题, 开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题, 裂缝一旦形成, 特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位, 危害极大, 它会降低结构的耐久性, 削弱构件的承载力, 同时会可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂, 是一个值得关注的问题。 2 大体积混凝土裂缝形成的原因裂缝产生的原因可分为两类: 一是结构型裂缝, 是由外荷载引起的, 包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝, 是由非受力变形变化引起的, 主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。本文主要探讨材料型裂缝。其中具体原因如下。 温度应力引起裂缝(温度裂缝) 目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种: 混凝土浇注初期, 产生大量的水化热, 由于混凝土是热的不良导体, 水化热积聚在混凝土内部不易散发, 常使混凝土内部温度上升, 而混凝土表面温度为室外环境温度, 这就形成了内外温差, 这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝;另外,在拆模前后,表面温度降低很快,造成了温度陡降,也会导致裂缝的产生; 当混凝土内部达到最高温度后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度, 它们与最高温度的差值就是内部温差; 这三种温差都会产生温度裂缝。在这三种温差中,较为主要是由水化热引起的内外温差。 收缩引起裂缝收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。 干燥收缩混凝土硬化后, 在干燥的环境下, 混凝土内部的水分不断向外散失, 引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。 塑性收缩在水泥活性大、混凝土温度较高, 或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。因为这时混凝土的泌水明显减少, 表面蒸发的水分不能及时得到补充, 这时混凝土尚处于塑性状态, 稍微受到一点拉力, 混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝,出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加大, 于是裂缝进一步扩展。 3 防止裂缝的措施由以上分析, 材料型裂缝主要是由温差和收缩引起, 所以为了防止裂缝的产生,就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩,具体措施如下。 优选原材料 水泥由于温差主要是由水化热产生的,所以为了减小温差就要尽量降低水化热, 为了降低水化热, 要尽量采取早期水化热低的水泥, 由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数, 要降低水泥的水化热, 主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数, 硅酸盐水泥的矿物组成主要有: C3S 、 C2S 、 C3A 和 C4AF ,试验表明:水泥中铝酸三钙( C3A )和硅酸三钙( C3S ) 含量高