CN111456012A - 一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，包括以下步骤：(1)根据超长大体积混凝土构件的混凝土配合比，计算超长大体积混凝土构件水化热所产生内部最大水化热绝热温升值、各龄期的水化热绝热温升值、非标准状态下混凝土任意龄期的收缩变形值、各龄期混凝土的收缩当量温差、各龄期的混凝土的弹性模量，继而算出各龄期混凝土的温度应力值；(2)将各龄期混凝土的温度应力值与相同龄期的混凝土的抗拉强度相比，得到抗裂缝安全度K，如果抗裂缝安全度K<1.15，则对超长大体积混凝土构件采取保温保湿养护措施。本发明超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法实现了对超长大体积混凝土构件裂缝的有效控制。

Description

一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法
技术领域
本发明涉及混凝土施工技术领域，特别是涉及一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法。
背景技术
大体积砼多用于地下或半地下建筑结构，常处于潮湿或与水接触的环境条件下。因此，除了需要满足强度外，还必须具有良好的耐久性和抗渗性，有的还要求具有抗冲击或抗震动及耐侵蚀性等性能。
大体积砼强度等级比较高，单位水泥用量较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂；需通过优化配合比进行混凝土开裂的预控。大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制，是大体积砼施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的砼体积变化，以便最大限度地减少砼裂缝。
发明内容
本发明的目的是提供一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现对超长大体积混凝土构件裂缝的控制。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，包括以下步骤：
(1)根据超长大体积混凝土构件的混凝土配合比，计算所述超长大体积混凝土构件水化热所产生内部最大水化热绝热温升值、各龄期的水化热绝热温升值、非标准状态下混凝土任意龄期的收缩变形值、各龄期混凝土的收缩当量温差、各龄期的混凝土的弹性模量，继而算出各龄期混凝土的温度应力值；
(2)将各龄期混凝土的温度应力值与相同龄期的混凝土的抗拉强度相比，得到抗裂缝安全度K，如果所述抗裂缝安全度K≥1.15，则所述超长大体积混凝土构件不会出现裂缝；如果所述抗裂缝安全度K<1.15，则对所述超长大体积混凝土构件采取保温保湿养护措施，使得所述抗裂缝安全度K≥1.15。
优选的，根据公式(1)
Figure BDA0002440101320000021
计算混凝土最大水化热绝热温升值Tmax，根据公式(2)
Figure BDA0002440101320000022
计算龄期t的混凝土水化热绝热温升值T(t)，其中mc为每立方米混凝土的水泥用量，Q为每千克水泥的水化热量，c为混凝土的比热容；ρ为混凝土的质量密度，t为混凝土的龄期；m为与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，经验系数m的取值为0.2～0.4，e为常数2.718。
优选的，根据公式(3)ΔT＝T0+(2/3)·Tt+Ty(t)-Th计算混凝土的最大综合温差绝对值ΔT；其中，T0为混凝土的浇筑入模温度，Ty(t)为混凝土收缩当量温差，Th为混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度；如果混凝土的最大综合温差绝对值ΔT为负值，则表示降温。
优选的，根据公式(4)
Figure BDA0002440101320000023
计算混凝土的温度应力值,E(t)为混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量的平均值；α为混凝土的线膨胀系数；S(t)为考虑徐变影响的松弛系数；R为混凝土的外约束系数，ηc为混凝土的泊松比。
优选的，根据公式(5)ftk(t)＝f_tk(1-e-yt)计算不同龄期的抗拉强度ftk(t),根据公式(6)K＝σ/ftk(t)计算抗裂缝安全度K。
优选的，采用依次覆盖塑料薄膜和麻袋的方式对所述超长大体积混凝土构件进行保温保湿养护，根据公式(7)
Figure BDA0002440101320000024
计算所述麻袋的厚度δ，h为混凝土结构的实际厚度；λi为第i层保温材料的导热系数；λ0为混凝土的导热系数；Tmax为混凝土浇筑体内的最高温度；Tb为混凝土浇筑体表面温度；Tq为混凝土达到最高温度的大气平均温度；Kb为传热系数修正值。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法实现了对超长大体积混凝土构件裂缝的有效控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现对超长大体积混凝土构件裂缝的控制。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示：本实施例超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，包括以下步骤：
(1)根据超长大体积混凝土构件的混凝土配合比，计算超长大体积混凝土构件水化热所产生内部最大水化热绝热温升值、各龄期的水化热绝热温升值、非标准状态下混凝土任意龄期的收缩变形值、各龄期混凝土的收缩当量温差、各龄期的混凝土的弹性模量，继而算出各龄期混凝土的温度应力值；
(2)将各龄期混凝土的温度应力值与相同龄期的混凝土的抗拉强度相比，得到抗裂缝安全度K，如果抗裂缝安全度K≥1.15，则超长大体积混凝土构件不会出现裂缝；如果抗裂缝安全度K<1.15，则对超长大体积混凝土构件采取保温保湿养护措施，使得抗裂缝安全度K≥1.15。
根据公式(1)
Figure BDA0002440101320000041
计算混凝土最大水化热绝热温升值Tmax，根据公式(2)
Figure BDA0002440101320000042
计算龄期t的混凝土水化热绝热温升值T(t)，其中mc为每立方米混凝土的水泥用量，Q为每千克水泥的水化热量，c为混凝土的比热容；ρ为混凝土的质量密度，t为混凝土的龄期；m为与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，经验系数m的取值为0.2～0.4，e为常数2.718。
根据公式(3)ΔT＝T0+(2/3)·Tt+Ty(t)-Th计算混凝土的最大综合温差绝对值ΔT；其中，T0为混凝土的浇筑入模温度，Ty(t)为混凝土收缩当量温差，Th为混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度；如果混凝土的最大综合温差绝对值ΔT为负值，则表示降温。
根据公式(4)
Figure BDA0002440101320000043
计算混凝土的温度应力值,E(t)为混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量的平均值；α为混凝土的线膨胀系数；S(t)为考虑徐变影响的松弛系数；R为混凝土的外约束系数，ηc为混凝土的泊松比。
根据公式(5)ftk(t)＝f_tk(1-e-yt)计算不同龄期的抗拉强度ftk(t),根据公式(6)K＝σ/ftk(t)计算抗裂缝安全度K。
采用依次覆盖塑料薄膜和麻袋的方式对超长大体积混凝土构件进行保温保湿养护，根据公式(7)
Figure BDA0002440101320000044
计算麻袋的厚度δ，h为混凝土结构的实际厚度；λi为第i层保温材料的导热系数；λ0为混凝土的导热系数；Tmax为混凝土浇筑体内的最高温度；Tb为混凝土浇筑体表面温度；Tq为混凝土达到最高温度的大气平均温度；Kb为传热系数修正值。
在施工过程中应注意质量控制：(1)配合比及其它原材料必须符合规范及设计要求；砼养护必须符合设计及施工规范规定；随机对混凝土均进行现场坍落度试验，达不到要求的按退场处理。(2)砼强度的试块取样、制作、养护和试验应符合《砼强度检验评定标准》(GBJ107-2015)的规定。(3)结构裂缝允许宽度应符合设计规范的规定。(4)混凝土振捣均匀密实，不得出现孔洞、露筋、缝隙夹渣等质量缺陷。其他部分的实测误差要小于规范要求。
大体积砼浇筑时，必须密切注意保护好温度监控点，做好醒目标志，同时进行监测，专人检测表面温度及结构中心温度，测温过程中如发现温差大于25℃时，要采取有效措施，如加厚覆盖保温等。大体积砼浇筑时，易使钢筋产生位移，因此浇筑砼过程中应随时复核钢筋的位置，并采取措施，以保证位置正确。砼养护强度达到1.3Mpa后，才允许下一工序施工，并应在砼表面覆盖麻袋等防止施工损伤。为了减少收缩裂缝，待砼表面无水渍时，宜用电动收光机进行第二次研压抹光。侧面模板应在砼强度能保证其棱角不因拆模而损坏时，方可拆模。使用振动棒时，注意不要触碰钢筋与埋件、预埋螺栓、暗管等，如发现变形应及时校正。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据超长大体积混凝土构件的混凝土配合比，计算所述超长大体积混凝土构件水化热所产生内部最大水化热绝热温升值、各龄期的水化热绝热温升值、非标准状态下混凝土任意龄期的收缩变形值、各龄期混凝土的收缩当量温差、各龄期的混凝土的弹性模量，继而算出各龄期混凝土的温度应力值；
(2)将各龄期混凝土的温度应力值与相同龄期的混凝土的抗拉强度相比，得到抗裂缝安全度K，如果所述抗裂缝安全度K≥1.15，则所述超长大体积混凝土构件不会出现裂缝；如果所述抗裂缝安全度K<1.15，则对所述超长大体积混凝土构件采取保温保湿养护措施，使得所述抗裂缝安全度K≥1.15。
2.根据权利要求1所述的超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，其特征在于：根据公式(1)
Figure FDA0002440101310000011
计算混凝土最大水化热绝热温升值Tmax，根据公式(2)
Figure FDA0002440101310000012
计算龄期t的混凝土水化热绝热温升值T(t)，其中mc为每立方米混凝土的水泥用量，Q为每千克水泥的水化热量，c为混凝土的比热容；ρ为混凝土的质量密度，t为混凝土的龄期；m为与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，经验系数m的取值为0.2～0.4，e为常数2.718。
3.根据权利要求2所述的超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，其特征在于：根据公式(3)ΔT＝T0+(2/3)·Tt+Ty(t)-Th计算混凝土的最大综合温差绝对值ΔT；其中，T0为混凝土的浇筑入模温度，Ty(t)为混凝土收缩当量温差，Th为混凝土浇筑完后达到的稳定时的温度；如果混凝土的最大综合温差绝对值ΔT为负值，则表示降温。
4.根据权利要求3所述的超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，其特征在于：根据公式(4)
Figure FDA0002440101310000013
计算混凝土的温度应力值,E(t)为混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量的平均值；α为混凝土的线膨胀系数；S(t)为考虑徐变影响的松弛系数；R为混凝土的外约束系数，ηc为混凝土的泊松比。
5.根据权利要求4所述的超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，其特征在于：根据公式(5)ftk(t)＝f_tk(1-e-yt)计算不同龄期的抗拉强度ftk(t),根据公式(6)K＝σ/ftk(t)计算抗裂缝安全度K。
6.根据权利要求1所述的超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法，其特征在于：采用依次覆盖塑料薄膜和麻袋的方式对所述超长大体积混凝土构件进行保温保湿养护，根据公式(7)
Figure FDA0002440101310000021
计算所述麻袋的厚度δ，h为混凝土结构的实际厚度；λi为第i层保温材料的导热系数；λ0为混凝土的导热系数；Tmax为混凝土浇筑体内的最高温度；Tb为混凝土浇筑体表面温度；Tq为混凝土达到最高温度的大气平均温度；Kb为传热系数修正值。
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