大体积混凝土结构引起裂缝的主要原因是混凝土的导热性能较差,水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期温升和后期降温现象。因此,控制水泥水化热引起的温升(即减小降温温差),对降低温度应力、防止产生温度裂缝能起釜底抽薪的作用。
1)选用中热或低热的水泥品种
混凝土升温的热源是水泥水化热,选用中低热的水泥品种,是控制混凝土温升的最基本方法。如32.5级的矿渣硅酸盐水泥,其3 d的水化热为180 kJ/kg,而32.5级的普通硅酸盐水泥,其3 d的水化热却为250 kJ/kg。可见,32.5级的火山灰硅酸盐水泥,水化热仅为同标号普通硅酸盐水泥的60%。某大型基础对比试验表明:选用32.5级硅酸盐水泥,比选用32.5级矿渣硅酸盐水泥,3 d内水化热平均升温高5~8℃。
2)充分利用混凝土的后期强度(www.xing528.com)
大量的试验资料表明,每立方米混凝土中的水泥用量每增减10 kg,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。因此,为控制混凝土温升、降低温度应力、减少温度裂缝,一方面在满足混凝土强度和耐久性的前提下,应尽量减少水泥用量,严格控制每立方米混凝土水泥用量不超过400 kg;另一方面,可根据结构实际承受荷载的情况,对结构的强度和刚度进行复算,在取得设计单位、监理单位和质量检查部门的认可后,采用f45,f60或f90替代f28作为混凝土的设计强度,这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少40~70 kg,使混凝土的水化热温升相应降低4~7℃。
结构工程中的大体积混凝土大多采用矿渣硅酸盐水泥,其熟料矿物含量比硅酸盐水泥的少得多。而且混合材料中,活性氧化硅、活性氧化铝与氢氧化钙、石膏的作用在常温下进行缓慢,早期强度(3 d、7 d)较低,但在硬化后期(28 d以后),由于水化硅酸钙凝胶数量增多,水泥石强度不断增长,最后甚至超过同标号的普通硅酸盐水泥,对利用其后期强度非常有利。如上海宝山钢铁总厂、亚洲宾馆、新锦江宾馆、浦东煤气厂筒仓等工程大型基础,都采用了f45或f60作为设计强度,C20~C40的混凝土,其f60比f28平均增长12%~26.2%。
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