提高混凝土耐久性原理实践

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1、目录2大体积混凝土易裂地原因大体积混凝土易裂地原因提咼混凝土耐久性地原理与实践2.1水化温升高，体积变化大混凝土体积越大，水泥水化产生地热量越不易散发，温升越高，引 起地体积变化也越大.22受约束，产生拉应力不受约束（即能自由收缩）地混凝土是不会产生内应力地，体积变化受约束才产生内应力约束有两种 . 一是外部约束 , 二是内部约束 . 混凝土浇在岩石上或 老混凝土上 ,其体积变化将受外部岩石或老混凝土约束,初期因水泥急剧水化升温 ,体积膨胀,处于受压状态 ,但因混凝土（强度低）弹性模量 低,产生地压应力很小；后期水泥水化热减小 ,散发热量大于水化热量 , 温度降低 ,体积收缩 ,受岩石或老混凝

2、土约束 ,由受压状态变为受拉状 态 ,产生拉应力 .内部约束是由于内部水泥水化热不易散发,表面则易散发 ,是表面约束处于受压状态 ,表面则体积收缩（特别是遇气温骤降 , 或过水）受内部约束 ,产生拉应力 .2.3 抗拉能力低混凝土是脆性材料 ,抗压能力较高 ,抗拉能力较低 .抗拉强度仅为 抗压强度地1/10左右；极限拉伸也很小，通常不足1X 10-4.大体积混凝 土温度变形受约束产生地拉应力 （或拉应力）很容易超过极限拉伸 （或 抗拉强度）而产生裂缝 .当然最根本地原因是水化温升产生地较大地体积变化 .3大体积混凝土地防裂措施3.1 减小温度变形3.1.1 使用水化热低地水泥由于矿物成分及掺加

3、混合材数量不同 ,水泥地水化热差异较大 .铝酸三 钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高地，水化热较高；混合材掺量多 地水泥水化热较低 .为降低水化温升、减小体积变形 ,大体积混凝土一 般不宜使用水化热高地硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,应使用中热硅酸盐和低热矿渣水泥；更不宜使用早强型水泥如工地上有条件掺加较多地活性混合材（如粉煤灰），则使用地水泥品种一般可不加限定尽量降低水泥用量水泥水化产生地水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变 化地主要根源干湿和化学变化也会造成体积变化，但通常都远小于水 泥水化热产生地体积变化因此,除采用水化热低地水泥外，要减少温 度变形，还应千方百计地降低水泥用量这

4、就要求：（1）在满足结构安全地前提下，尽量降低设计要求强度，以减小水泥 用量.（2） 充分利用混凝土后期增长地强度及其他性能，采用较长地设计 龄期.混凝土地强度、抗渗性等都随龄期地增长而提高，特别是掺加活性混 合材（矿渣、粉煤灰）地大体积混凝土因工程量大，施工时间长，有条 件采用较长地设计龄期，如90天、180天、甚至1年折算成常规龄期 28天地设计强度就可降低，从而减少水泥用量.（3）精心设计、调整混凝土地骨料粒径和级配如尽可能采用大地骨料最大粒径最大粒径越大,骨料地空隙率和表面 积越小，混凝土地水泥浆及水泥用量就越小.不同最大粒径混凝土地相 对水泥用量见表1.表1不同最大粒径混凝土地相对水

5、泥用量（以最大粒径20mm地为100）最大粒径mm10204080150相对水泥用量%120100847060通常规定，骨料最大粒径不得大于结构断面最小尺寸地1/4 （板后地1/2）.钢筋净距地3/4.又如选用优良地骨料级配（包括砂率）.优良级配骨料地空隙 率和表面积小,水泥用量也小.比较优良地粗骨料级配,其中 Dmax1/2Dmax地颗粒含量约为50%左右.此外，合理地间断级配亦可有 效地降低水泥用量.比较简便地是剔除510mm地颗粒.（4）掺加粉煤灰粉煤灰地水化热远小于水泥,7天约为水泥地1/3,28天约为水泥地1/2. 掺加粉煤灰减小水泥用量可有效降低水化热.大体积混凝土地强度通 常要求

6、较低,允许掺加较多地粉煤灰.另外，优质粉煤灰地需水性小，有 减水作用，可降低混凝土地单位用水量和水泥用量；还可减少混凝土 地自生体积收缩，有地还略有膨胀，有利于防裂.掺粉煤灰还能抑制碱 骨料反应并因此防治因此产生地裂缝.（5）掺减水剂掺减水剂可有效地降低混凝土地单位用水量，从而降低水泥用量.缓凝 型减水剂还有抑制水泥水化作用，可降低水化温升，有利于防裂.采用线膨胀系数小地骨料混凝土由水泥浆和骨料组成，其线膨胀系数为水泥浆和骨料线膨胀系 数地加权（占混凝土地体积）平均值.水泥浆地线膨胀系数为（1116） X 10-6厂C;骨料地线膨胀系数因母岩种类而异，不同岩石地线膨胀系数 如表2.表2不同岩石

7、地线膨胀系数岩石种类石英花岗石白云岩石灰岩大理石玄武岩砂岩线膨胀系数10-6/C10.213.45.55.86103.6464.4157.51012表2表明，不同岩石地线膨胀系数差异很大.大体积混凝土中地骨料体 积占75%以上，采用线膨胀系数小地骨料对降低混凝土地线膨胀系数 , 从而减小温度变形地作用是十分显著地.采用合理地施工方法主要是运输方法.大体积混凝土不宜采用泵送.因为可泵性限制了骨料 最大粒径，且要求流动度大，结果水泥用量大，水化温升高,是十分不利 地.大体积混凝土应采用吊罐吊运，或且它方法，以使用大地骨料和较 小地流动度.若只能泵送，则应埋放块石.在低温季节或低温时段浇筑除水泥水化

8、温升外，混凝土本身地温度也是造成体积变化地原因，所以 也应尽量降低.有条件地应尽量在冬季浇筑，避免在夏季浇筑.若无法 做到,则应避免在午间高温时浇筑.冷却混凝土冷却混凝土分预冷和后冷.预冷是在浇筑前进行，主要地方法是加冰拌 和（可降低34C）和冷却骨料（可降低10C以上）.深度预冷（降 至15C以下）地制冷规模大，冷量损失大，是否采用应经技术经济比较. 后冷是在浇筑后进行.主要是在结构内埋设水管，通低温水冷却，冷却 地效率高，冷量损失小.浇筑块不太厚地，亦可采用表面流水冷却，也有 较好效果，且节约水管.3.1.7 做好表面隔热保护3.1.8 使用微膨胀水泥3.2 消除或降低约束（1）岩石上可铺

9、薄薄一层砂砾石（2）老混凝土上可铺沥青油毡（3）侧面为岩石或老混凝土时 ,亦可用沥青油毡隔开 .3.3 提高抗拉能力 提高混凝土耐久性地原理与实践 与耐久性有关地混凝土性能2.1 强度一般地说 ,混凝土地强度越高 ,耐久性越好 .但由于高水泥用量在早期 和后期易产生裂纹 ,裂纹对耐久性是致命地 .2.2 抗渗性抗渗性越好 ,耐久性越好 .2.3 含气量 向混凝土中引入大量均匀地微小封闭气泡能够有效地改善混凝土地 耐久性 .这是因为 ,在混凝土受冻时 ,气泡能够容纳水而使冰冻产生地 压力得以释放；气泡还能容纳混凝土内部地有害应力并使之得到缓 解；对各种有害物质地渗入起到阻隔作用 ,以及有利于降低

10、碱骨料反 应地危害性膨胀等 .日本地混凝土都必须引气 .3 提高混凝土耐久性地措施3.1使用外加剂3.2使用矿物掺合料3.3配合比设计及施工中地措施保证强度要求地前提下尽可能降低水泥用量4长耐久性混凝土工程实例cfwsgA La咼LQ LSLQ%90d10614210094411200.773.480.1161504.523.1高性能混凝土在大体积混凝土工程中地使用CPSW/BfSgAEAJhn-1SI 1hst204430.456335%102.018517513: 0015:504 C40级高性能混凝土在工程中地使用其具体施工要点如下：混凝土浇筑时采用斜向分层法浇筑，分层厚度不超过400m

11、m,并 保证上下层混凝土之间地在初凝前结合好.混凝土振捣要根据泵管流 向插入振捣混凝土流向，做到“不漏振，快插慢拔，点到为止，恰到好处”.混凝土施工完毕后马上抹面，并覆盖塑料薄膜，防止混凝土表面水 分蒸发.在混凝土临近初凝时进行二次抹面，以抹掉混凝土表面浮浆.混凝土初凝后开始养护工作，覆盖湿麻袋，混凝土终凝后蓄水保护 养护时间不少于14d.三峡工程混凝土地温度控制措施3原材料地选择与控制水泥温度：采用微膨胀性质地水泥，以减少混凝土收缩变形. 中热水泥熟料中地 MgO 含量控制在 3.5%5.0%范围内,可减少混凝土 裂缝.3.1.2 粉煤灰掺优质国标I级粉煤灰节约水泥效果更明显 ，且可有利于进

12、一步 降低混凝土温升 ,有利于控制温度裂缝 ,其减水作用可减少混凝土干缩 应力,避免和减少干缩裂缝 .3.1.4 采用优质高效缓凝减水剂和引气剂联掺技术 , 减水可达 30%.4.2.2 运输、入仓过程地温度控制措施4.2.3 混凝土浇注过程地温度控制措施 即时铺设保温被等 .4.2.4 养护过程地温度控制混凝土冲毛后 ,可派专人落实表面洒水养护工作 ,养护时间为 28 天,以降低混凝土温度 ,防止混凝土干缩；混凝土浇筑后 ,及时铺设湿草垫 ,在混凝土初凝后 ,不间断洒水进 行保湿养护；有条件地部位采用蓄水或流水养护 ,侧面形成水幕养护 .4.3 通水冷却4.3.1 初期通水目地是消减浇筑层水

13、化热温升 .覆盖水管时开始通水 ,流量不少于 18L/min.4.3.2 中期通水目地是防止内外温差作用造成混凝土裂缝.通水流量达 20L/min25L/min.4.3.3 后期通水 需进行坝体接缝灌浆及岸坡接触灌浆地部位,必须进行后期通水冷却.4.4 表面养护对孔洞需进行封堵 .采用表面贴防雨彩条布地高发泡聚乙烯片材 . 某高层建筑基础混凝土裂缝成因分析与处理裂缝成因分析 混凝土结构裂缝按成因分为两类： 一类 ,由外荷载直接引起地裂缝 ,即荷载产生地拉应力超过混凝土 抗拉极限强度所致 ,称结构性受力裂缝 .一类 ,由变形变化引起地裂缝 ,包括温度、湿度、收缩、基础不均 匀沉降等因素 ,也称非

14、结构性裂缝 .3.1 混凝土本身性能地影响河砂细度模数为 2.1,砂率为 29.0%.为保证良好地流动性和粘聚性 必然提高单方混凝土地水泥用量，420480kg/m3.这些均引起混凝土干 缩率地增大 ,导致混凝土表面产生干缩裂缝 .3.2 施工方面地影响大体积混凝土（ 1米厚）水化热在内部不易散发，内部温度显著 升高,外表为室外环境温度 ,散热较快 ,这样就形成了较大地内外温差； 拆模前后 ,使表面温度降低很快 ,造成了温度陡降；混凝土内达到最高 温度后 ,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度 ,它们与最高温度地 差值就是内部温差 .这三种温差都可能导致混凝土裂缝 .浇筑大体积混凝土应分层进行

15、 ,并使混凝土沿高度均匀上升 ,浇筑 温度不宜超过28C .大流动度超高强混凝土配制技术砂 mx:2.8 堆积密度 1.56 g/cm3 表观密度 2.60g/cm3砂mx:3.1堆积密度1.52 g/cm3表观密度2.66 g/cmF碎石20mm堆积密度1.52 g/cm3表观密度2.64 g/cm3压碎指标6.6% 针片状 3.4% 含泥量 0.1%混凝土搅拌制度：干拌0.5min,边搅拌边加水1/2,搅拌2min,最后 加入预先配置好地复合外加剂及剩余 1/2 水,搅拌 3min.水胶比0.25,砂率3540%细度模数2.83.1碎石520mm连续级 配.水泥 480 硅灰 60 矿渣 60 W/B 0.245