裂缝,大体积混凝土绕不开的难题
发布时间:2019-10-25
 

大体积混凝土

大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差,合理解决温差变形引起的应力,并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。

《大体积混凝土施工规范》(GB 50496-2009)中给予大体积混凝土定义:混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。

 

大体积砼结构的特点

由于高层基础多为砼体积较大的箱形、筏形和桩承台较大的基础,这种结构有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。外荷载引起裂缝的可能性很小。但水泥的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩的共同作用,会产生较大温度应力和收缩应力,是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害,所以必须控制温度应力和温度变形裂缝的开展。

温控指标宜符合下列规定:

  1. 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃;

  2. 混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度) 不宜大于25℃;

  3. 混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。

  4. 混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。

 

混凝土裂缝的类型

按裂缝的宽度不同,混凝土裂缝可分为“微观裂缝”“宏观裂缝”两种。

 
 

微观裂缝

 
 

微观裂缝(在尚未承受荷载的混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为0.05mm以下):

粘着裂缝:骨料与水泥石粘面上的;

水泥石裂缝:骨料间水泥浆中的裂缝;

骨料裂缝:存在于骨料本身的裂缝;

前两种形式的裂缝较多,且这些裂缝分布不规则、不贯穿,砼仍可承受拉力。

 
 

宏观裂缝

 
 

宏观裂缝(宽度0.05mm以上肉眼可见的裂缝):

表面裂缝表面拉应力大于砼极限抗拉强度时出现的裂缝

深层裂缝表面裂缝发展而成深层裂缝

贯穿裂缝砼从高温降温引起砼收缩产生拉应力,当大于砼的极限抗拉强度时,混凝土的整个截面出现贯穿裂缝。

宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。

 

表面裂缝产生的原因

大体积混凝土浇筑初期,水泥水化热大量产生,使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好,热量可向大气中散发,其温度上升较少;而混凝土内部由于散热条件较差,热量不易散发,其温度上升较多。混凝土内部温度高、表面温度低,则形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。

表面裂缝虽不属于结构性裂缝,但在混凝土收缩时,由于表面裂缝处的断面已削弱,易产生应力集中现象,能促使裂缝进一步开展。

 

深层裂缝产生的原因

基础约束范围内的混凝土,处在大面积拉应力状态,在这种区域若产生了表面裂缝,则极有可能发展为深层裂缝,甚至发展成贯穿性裂缝。

深层裂缝部分切断了结构断面,具有很大的危害性,施工中是不允许出现的。

如果设法避免基础约束区的表面裂缝,且混凝土内外温差控制适当,基本上可避免出现深层裂缝和贯穿裂缝。

 

贯穿裂缝产生的原因

混凝土浇筑一定时间后,水泥水化热基本已释放,混凝土从最高温逐渐降温,降温的结果引起混凝土收缩,再加上混凝土多余水分蒸发等引起的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束,不能自由变形,导致产生拉应力,当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时,混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。

贯穿裂缝切断了结构断面,破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等,影响正常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的开展。

 

 

 

 

通过上述分析,我们发现混凝土的裂缝主要由温度变形、收缩变形导致,而温度变化的掌握与控制是避免混凝土裂缝的重要途径,能在很大程度上避免裂缝产生。

 

大体积混凝土温度监测

监测混凝土从新拌到硬化过程中的温度变化,也可根据成熟度的概念来预测混凝土的强度,并防止裂缝的发生。

传统测温方式主要是通过在测温管中放入玻璃温度计或使用半导体测温仪。前者方法原始,效率低、受外界温度影响大;后者需要与钢筋隔离,且要保持干燥,在湿润的混凝土中非常容易短路失效。

 

SmartRock

混凝土无线温度和强度传感器

最方便的混凝土质量控制方法

 

Giatec SmartRockTM是一种坚固的、基于移动应用的无线传感器,可监测混凝土从新拌到硬化过程中的温度。根据成熟度的理念,它还可以预测混凝土的强度。

在混凝土浇注之前将SmartRock装在混凝土模板上(安装在钢筋上),连续的测量值以半小时一次的频率记录在SmartRock内存中,使用智能手机或平板上的app应用,可于混凝土凝结和硬化过程中的任何时候可下载数据。

 

 

应用领域

SmartRockTM可用于监测新拌和硬化混凝土的温度,提供以下信息:

  • 混凝土的硬化(模板拆除时间)

  • 优化养护条件

  • 加热和冷却进展

  • 现场质量控制

  • 混凝土成熟度

  • 强度预测(ASTM C1074)

  • 优化混凝土配合比设计

 

 

技术优势

  • 无线蓝牙技术

  • 坚固和防水设计

  • 实时数据显示(如温度、强度、最大-最小)

  • 通过接线就可以方便地安装和激发

  • 对于大体积混凝土有延长的温度传感器电缆

  • 有成熟度标定曲线数据库

  • 电池寿命长(室温下约4个月)

  • 安卓和iOS app智能手机和平板电脑

  • 易于数据分享

 

 

技术规格

  • 读数范围:-30~80°C

  • 分辨率:±0.5°C

  • 无线信号范围:混凝土中6-8m

  • 设备尺寸:38×38×12mm

 

更多混凝土质量检测相关产品信息,请联系欧美大地

服务热线:400-700-9998


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