水 灰 比不稳定 及运 输 和浇 筑过 程 中 的离析 现 象 ,在 同一块 混凝 土 中其抗 拉 强度 又是 不均 匀 的 ,存 在 着许多抗拉 能力很 低 、易 于出 现裂 缝 的薄弱 部位 。在钢 筋混凝土 中 ,拉 应力 主要 是 由钢 筋 承担 ,混 凝 土只 是承 受压应力;在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位,如 果 结构 内出现 了拉 应力 ,则须 依 靠混 凝土 自身承 担 。一 般 设计 中均要求 混凝 土不 出现 拉应 力或 者 只出 现很 小 的 拉 应力 ,但在施工 中混 凝土 由最 高 温度 冷却 到运 转 时期 的稳定 温度 ,往 往 在混 凝 土 内部 引起 相 当大 的拉应 力 , 有 时温度应 力 可 超过 其 他 外 荷载 所 引起 的应 力 ,因此 , 掌握 温度应力 的变化规 律对 于进 行合 理 的混凝 土结 构 设 计 和施 工极为重要 。 2.2 混凝 土温 度 应力 分析 2.2.1 混凝土温度应 力的形成 过程可分为 以下三个 阶段 (1)早期 : 自浇筑混 凝土 开始至 水泥放 热基 本结 束 , 一 般约 30d。这个 阶段 的两个 特征 :一是水泥放 出大量 的 水化热 ,二是混 凝土 弹性 模 量 的急剧 变 化。 由于弹 性模 量 的变化 ,这一 时期 在混凝土 内形成残余应力 。 (2)中期 :自水泥放热作用基本结束 时起 至混凝土冷 却 到稳定温度 时止 。这个 时期 ,温度 应力 主 要是 由于混 凝 土的冷却及外 界气 温 变化所 引起 ,这些 应 力与 早期 形 成 的残 余 应 力 相 叠 加 ,此 期 间混 凝 土 的弹 性 模 量 变 化 不 大 。(3)晚期 :混凝 土完 全冷却 以后的运转 时期 。温度应 力 主要 是外界气 温变 化所 引起 ,这些 应力 与前 两种 的残 余应力 相叠加 。 2.2.2 根据温度应 力引起的原 因可分为两类 (1)自生应力 :边界 上没有任何约束或完全静止 的结 构 ,如果 内部温度 是非 线性 分 布 的,由于 结构 本身 互相 约束 而出现的温 度应 力 。例 如 ,闸墩 墩身 ,结构 尺 寸相 对较大 ,混凝 土冷却 时 表面 温度 低 ,内部 温 度高 ,在表 面 出现 拉应 力 ,在 中间出现压应力 。 (2)约束应力 :结构 的全 部或部分边界受到外界 的约 束 ,不 能 自由变形 而引 起 的应力 ,如箱 梁顶 板 混凝 土 和 岩石边坡护 坡混凝土 。 这两种 温度应力 往往 和混凝 土 的收 缩所 引起 的应力 共 同作用 。 要想根 据 已知 的温度 准 确 分析 出温 度 应力 的分 布 、 大小是一项 比较 复杂 的工作 ,需 要 依靠 模 型试验 或 数值 计算 。混凝 土的徐变 使 温度 应力 有相 当 大 的松弛 ,计算 温度应力 时 ,必 须考虑徐变 的影响 。 3 温 度的控制和 防止裂缝 的措 施 官地水 电站大 坝混 凝土 为 了防 止裂 缝 ,结合 实 地情 混凝土工程 况 ,从控 制混凝 土 温度 和改 善 约 束条 件 两 个方 面着 手 , 采用 了多种行 之有 效的措施 。 3.1 控 制 温度 的措 施如 下 (1)优化 混凝 土配合 比,采用低 中热水泥 ,改善骨料 级配 ,降低水灰 比 ,大部 分混 凝 土采用 干 硬性 的碾压 混 凝土 ,掺加引气剂 和优 质粉 煤 灰等外 加剂 ,以减 少混 凝 土中 的水泥用量 。 (2)在混凝土 中掺加高效减水剂 ,在节约水泥 的条 件 下 ,既可以改善混凝土的和易性 ,提高混凝 土早期 强度 , 又可 以推迟温度峰值出现的时间 。 (3)采用二次风冷预冷骨料 ,拌和混凝土时加冰和冷 水 ,运输混凝 土工具 采有 隔热 遮 阳措施 ,缩短 混凝 土运 输时 间等 ,以降低混凝 土的人仓 浇筑 温度 。 (4)在高温季节 ,尽量避免高温时段浇筑混凝土 ,充 分利用低温天 气和早 晚及 夜 间气温 低 的时段 浇筑 。高温 时段浇 筑 时 ,避免 混 凝 土暴 晒 ,缩 短 平仓 和 振 捣 时 间 , 减少外界温度 的倒 灌 ,并采 用 喷雾 等方法 ,使仓 面始 终 保持湿润,降低仓面周围温度。在混凝土终凝后立即开 始洒 水 、 自流 、表 面 喷雾 和 加盖 防护 材料 等 养 护措 施 , 加速散热 。 (5)为利于混凝土浇筑块 的散热 ,大坝基础部位 和老 混凝 土约束部 位浇 筑层 高一 般 为 1~1_5m,脱 离基 础 约 束 区后一般 为 2~3m;上 、下层浇 筑 间歇时 间为 5~7d; 高温季 节 采 用 薄 层 浇 筑 ,并 严 格 控 制 浇 筑 层厚 度 不 超 过 1.5m。 (6)在混凝 土中埋设冷却管道 ,在混凝土浇筑开始后 通入制冷水或 天然 河水 的方法 进行 冷却 ,削减 水泥 水化 热温升和大体 积混 凝土 内外温 差 。混 凝土 内外 温差 控制 不超过 16℃。 (7)在 间歇 期超 过 28d的 老 混 凝 土 面上 继 续 浇 筑 时 ,老混 凝 土面 以 上 0.25L范 围 内 的 新 浇 筑 混 凝 土 按新 老 混 凝 土 温 差 控 制 ,温 差 控 制 标 准 为 不 超 过 15℃ 。(8)在混凝 土浇筑期间 ,当 日平 均气温稳定 在 3℃ 以 下时 ,按冬季进行 混凝 土施 工 ,对 混凝 土 运输 设备 进行 保温 ,控制混凝 土入仓 温度 不低 于 规范 要求 ,在混 凝土 浇筑 中采取边 浇边覆 盖保 温设 施 的办法 ,浇筑 完毕 的混 凝土进行表面保温 ,确 保混凝 土 的表 面温度 不低 于 5"C, 减少 内外温差 ,防止裂 缝发 生 。混 凝 土强 度大 于允 许受 冻临界强度时 ,方可拆除模板 。 3.2 改善约束 条 件 的措 施 是 (1)合理地分段 、分缝 、分块 和分 层 ,避免混凝 土体 积过大 。(2)修整平 滑基 础和边坡 ,减小基础 面过 大起伏 。 (3)混凝 土施工 中 ,合 理安 排 施工 工 序 和进 度 ,各
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