探讨混凝土施工中温度计算与控制及裂缝形成原因和控制措施__58期(2)
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(3)混凝土出机温度
Tm=TC—0.16(TC-Td)
=23.6-0.16×(23.6-23)=23.5℃
式中Td——搅拌楼温度,取23.0℃
(4)混凝土浇筑温度
Tj= Tm +(Tq-Tm)(A1+A2+A3)=23.5+(23-23.5)×(0.032×3+25×0.0042+0.003×20)
=22.7℃
式中Tq——室外温度,取23.0℃
A1——混凝土装卸温度损失系数。第次取0.032,混凝土出机到浇筑共3次;
A2——混凝土运输时温度损失系数。搅拌车运输混凝土时的温度损失系数取0.0042,运输时间为25min;
A3——混凝土浇筑温度损失系数,A3=0.003t,t为浇筑时间,取20min;
(5)混凝土内部实际最高温度
Tmax’=Tj+ Tmaxξ=22.7+55.1×0.68
=60.2℃
式中ξ——不同浇筑厚度的温度系数,承台最深厚度为3米,取0.68;
(6)混凝土结构物表面计算温度
Tb(τ)=Tq+4h´(H-h′)δT(τ)/H2
式中Tb(τ)——龄期为τ时,混凝土的表面温度,℃;
Tq——龄期为τ时,大气的平均温度,℃;
H——混凝土的计算厚度,m,H=h+2 h′
h——混凝土的实际厚度,m;
h′——混凝土的虚厚度,m,h′=kλ/β
δT(τ)——龄期为τ时,混凝土中心温度与外界温度之差,℃;
k——计算折减系数,取0.666
λ——混凝土的导热系数,取2.3w/(m•k);
β——混凝土模板及保温层的传热系数,w/(m2•K);
β=1/(∑δi/λi+1/βq)
式中δi——各种保温材料的厚度,m;
λi——各种保温材料的导热系数;
βq——空气的传热系数,23w/(m2•K);
本工程采用麻包袋覆盖,
取λ=0.14
δi=0.03m
β=1/(0.03/0.14+1/23)=3.88
h′=kλ/β=(0.666×2.3)/3.88
=0.4
H=h+2 h′=3.0+2×0.4=3.8
δT(τ)=60.2-23=37.2℃
Tb(τ)=23+〔4×0.4×(3.8-0.4) ×37.2〕/3.82=37.1℃
由此混凝土的内外温差:60.2-37.1=23.1℃,混凝土的内外温差小于25℃,能满足施工要求。
1.2.4混凝土强度
按规定取样的混凝土抗压试块,28天强度均达到设计要求。平均值为39.1Mpa,最大值44.2 Mpa。抗渗等级均达到抗渗S8要求。
通过与施工单位的大力配合,对混凝土施工各个环节进行控制,在混凝土浇筑完成之后,在10000m2的地下室底板上,没有出现混凝土裂缝。地下室使用至今两年多,也没出现渗漏现象,取得了较好的效果。
2 地下室混凝土施工中两个特殊部位的裂缝分析
2.1大体积基础混凝土板
国内外大量实践证明,各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。大体积混凝土浇筑后在升温阶段由于体积大,集聚在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,这样在混凝土内部产生压应力,在外表面产生拉应力,由于此时混凝土的强度低,有可能产生表面裂缝。在降温阶段新浇混凝土收缩因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩。升温阶段快,混凝土弹性模量低,徐变的影响大,所以降温时产生的拉应力大于升温时产生的压应力。差值过大时,将在混凝土内部产生裂缝,最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述二类裂缝问题,必须进行合理的温度控制。
混凝土温度控制的主要目的是使因温差产生的拉应力小于同期混凝土抗拉强度的标准值,并有一定的安全系数。为计算温差,就要事先计算混凝土内部的最高温度,它是混凝土浇筑温度、实际水化热温升和混凝土散热温度的总和。混凝土内部的最高温度大多发生在浇筑后的3~7天。混凝土内部的最高温度Tmax可按下式计算: