03-大体积混凝土施工.ppt.ppt
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1、第第3章章 大体积混凝土施工大体积混凝土施工 第第2章章 基基 坑坑 工工 程程 按产生原因一般可分为 (1)荷载作用下的裂缝(约占10%)(2)变形作用下的裂缝(约占80%)(3)耦合作用下的裂缝(约占10%)按裂缝有害程度分 (1)有害裂缝、(2)无害裂缝 按裂缝出现时间分为 (1)早期裂缝(328天)、(2)中期裂缝(28180天)(3)晚期裂缝(180720天,最终20年)。按深度一般可分为 (1)表面裂缝、(2)浅层裂缝、(3)深层裂缝(4)贯穿裂缝 (a) 表面裂缝 (b) 深层裂缝 (c) 贯穿裂缝 图图3.1 温度裂缝温度裂缝 大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝,是其内部矛盾发
2、展的结果,一方面是混凝土内外温差产生应力和应变,另一方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变,一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度,就会产生裂缝。1. 水泥水化热 水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源,由于大体积混凝土截面厚度大,水化热聚集在混凝土内部不易散失。 2. 外界气温变化3. 约束条件结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形,该抑制即称“约束”,大体积混凝土由于温度变化产生变形,这种变形受到约束才产生应力。在全约束条件下,混凝土结构的变形:式中:混凝土收缩时的相对变形;混凝土的温度变化量;混凝土的温度膨胀系数。T (3-1) T4. 混凝土收缩变形 混凝
3、土的温度取决于它本身环境有温差存在,而结构物四周又不可能做到完全绝热,因此,在新浇筑的混凝土与其四周环境之间,就会发生热能的交换。模板、外界气候(包括温度、湿度和风速)和养护条件等因素,都会不断改变混凝土所贮备的热能,并促使混凝土的温度逐渐发生变动。因此,混凝土内部的最高温度,实际上是由浇筑温度、水泥水化热引起的绝对温升和混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。 1. 大体积混凝土温度计算1) 最大绝热温升(二式取其一) hc/TmK FQ c()hc/1emtTmQ c()(3-2)hTcm3kg/m3kg/m式中:混凝土最大绝热温升();混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量(F混凝土活性掺合料用量()
4、;);kJ/(kg K)3kg/mC混凝土比热,取0.97;混凝土密度,取2 400(e为常数,取2.718;t混凝土的龄期(d);m系数,随浇筑温度改变,查表3-2。);水泥品种水泥强度等级水化热Q( ) 3d7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334kJ/kg表表3-1 不同品种、强度等级水泥的水化热不同品种、强度等级水泥的水化热表表3-2 系数系数m浇筑温度()51015202530m(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.4061( )( )tjhtTTT1( ) tTjT( ) t2) 混凝土中心
5、计算温度t龄期混凝土中心计算温度();混凝土浇筑温度();t龄期降温系数,查表3-3同时要2) 混凝土中心计算温度(3-3)式中:考虑混凝土的养护、模板、外加剂、掺合料的影响。表表3-3 降温系数降温系数浇筑层厚度(m)龄期t(d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.63
6、0.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.243) 混凝土表层(表面下50100mm处)温度2max20.5()/ ()xqbhTT KTTxW/(m K)(1) 保温材料厚度(或蓄水养护深度)保温材料厚度(m);所选保温材料导热系数查表3-4。(3-4)式中:表表3-4 几种保温材料导热系数几种保温材料导热系数W/(m K)3kg/m材料名称密度()导热系数材料名称密度()导热系数建筑钢材7 80058矿棉,岩棉1102000.0310.065钢筋混凝土2 4002.33沥青矿棉毡1001600
7、.0330.052水0.58泡沫塑料20500.0350.047木模板5007000.23膨胀珍珠岩403000.0190.065木屑0.17油毡0.05草袋1500.14膨胀聚苯板15250.042沥青蛭石板3504000.0810.105空气0.03膨胀蛭石802000.0470.07泡沫混凝土0.10W/(m K)3kg/m3kg/mW/(m K)2TqTW/(m K)maxT2qTTmax2TTbK混凝土表面温度();施工期大气平均温度();混凝土导热系数,取2.33;计算的混凝土最高温度();计算时可取=1520,=2025;传热系数修正值,取1.32.0,查表3-5。表表3-5 传
8、热系数修正值传热系数修正值保温层种类K1K21仅由容易透风的材料组成(如草袋、稻草板、锯末、砂子)2.63.02由易透风材料组成,但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层不透风材料1.61.94在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料1.31.55仅由不易透风材料组成(如油布、帆布、棉麻毡、胶合板)1.31.52K1Km/s2K注:值一般刮风情况(风速小于4); 值刮大风情况。(2) 如采用蓄水养护,蓄水养护深度。 wmax2bwc()/(7000.28)jhxM TT KTm Q(3-5) 式中:wh养护水深度(m); x混凝土维持到指定温度的延续时间,即蓄水
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