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1、土木工程施工基本原理实验课程报告大体积混凝土测温实验报告试验名称大体积混凝土测温实验试验课教师刘匀 金瑞珺姓名鲁童学号1251079任课教师刘匀 金瑞珺日期2015年6月3日1. 混凝土裂缝控制方法1.1 结构设计方面1.1.1在结构设计中遵循“抗与放”的设计原则 结构承受的约束作用分内约束(自约束)和外约束两类。结构的变形如果是完全自由的变形达到最大值，则内应力为零，也就不可能产生任何裂缝。如果变形受到约束，在全约束状态下则应力达到最大值，而变形为零。在全约束与完全自由状态的中间过程，即为弹性约束状态，亦即自由变形分解成为约束变形和显现变形(实际变形)。实际变形越大，约束应力越小；实际变形越
2、小，约束应力越大，这种约束状态与荷载作用下的结构受力状态(虎克定律)有着根本区别。在约束状态下，结构首先要求有变形的余地，如结构能够满足此要求，不再产生约束应力。如结构没有条件满足此要求，则必然产生约束应力，超过混凝土的抗拉强度，导致开裂。所以，提出了“抗与放”的设计准则，应当在工程设计中，根据结构所处的具体时空条件建议灵活的应用。从结构形式的选择方面(微动、滑动及设缝措施，提供“放”的条件)及材料性能方面(提高抗拉强度、抗拉变形能力及韧性等提供“抗”的条件)采取综合措施，如抗放相结合，以抗为主或以放为主的措施。1.2 混凝土材料方面水泥水化过程中放出的热量称为水泥的水化热。在大体积混凝土结构
3、中，由于混凝土的导热性能很低，水泥发生的热量聚集在结构内部长时间不易散失，形成较大的温差和温度应力，容易引起温度裂缝，给工程带来不同程度的危害。大体积混凝土用的水泥不仅要水化热低，而且应有适当的强度。在选择水泥品种时，应综合考虑水泥的抗压强度、坍落度和混凝土的绝对温升。另外，在满足设计标号和坍落度的条件下，应尽可能减少水泥的用量，采用较小水灰比和较低的浇筑温度等措施降低混凝土的发热量。大体积混凝土中的温升包含水化热温差、气温差、收缩当量差之和。大体积混凝土结构在降温阶段，由于降温和水分蒸发等原因产生收缩，再加上存在外约束不能自由变形而产生温度应力的。因此，控制水泥水化热引起的温升，即减小了降温
4、温差，这对降低温度应力、防止产生温度裂缝起到了重要的作用。1.2.1选择中低热水泥混凝土温升的热源是水泥水化热，选用中低热的水泥品种，可减少水化热，使得混凝土减少升温。例如：施工大体积混凝土结构应优先选用325号、425号矿渣硅酸盐水泥，同标号的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比，3d水化热可减少28%。在结构施工过程中，由于结构设计的硬性规定极大的制约着材料的选择。混凝土强度不可能因为考虑到施工工作性能的优劣而有所增减。因此，在保证混凝土的强度的前提下，如何尽可能地减小水化热这个问题就显得尤其重要。1.2.2降低水泥用量由于水泥水化热而导致的温度应力是地下室墙板这种大体积混凝土产生裂缝的主要原因。
5、混凝土的强度、抗渗等级越高，结构产生裂缝的概率也越高。在地下室外墙施工中，除了在保证设计要求的条件下尽量降低混凝土的强度等级以减少水化热外，还应该充分利用混凝土的后期强度。实验数据表明，每立方米的混凝土水泥用量每增减10kg，水泥水化热使混凝土的温度相对升降达1。因此，控制混凝土的温升，降低温度应力，减小产生混凝土裂缝的可能性。1.2.3粗细骨料的选择砂石的含泥量对于混凝土的抗拉强度与收缩都有很大的影响，在某些控制不是很严格的情况下，浇捣混凝土的过程中会发现有泥块，这会降低混凝土的抗拉强度，引起结构严重开裂，因此宜严格控制。在施工中，粗骨料的最大粒径应尽可能的大一些，在发挥水泥有效作用的同时达
6、到减少收缩的目的。因为增大粗骨料的粒径，可减少用水量，而使混凝土的收缩和泌水量减小，同时也相应的减少水泥的用量，从而减少了水泥的水化热，最终降低混凝土的温升。对于地下室外墙大体积混凝土，粗骨料的规格往往与结构的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等因素有关。一般情况下，连续级配的粗骨料配置的混凝土具有较好的和易性、较少的用水量、水泥用量和较高的抗压强度，应优先选用。1.3 施工操作方面大体积混凝土浇筑，除了一般的施工工艺以外，应采取一些技术措施，减少混凝土的收缩、提高极限拉伸，这对大体积混凝土防止产生温度裂缝很有作用。1.3.1控制混凝土的浇筑温度混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振
7、捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。由于浇筑温度过高会引起较大的干缩，因此应适当地限制混凝土的浇筑温度。一般情况下，建议混凝土的最高浇筑温度应控制在40以下。1.3.2控制混凝土的出机温度为了降低大体积混凝土总温升和减小结构的内外温差，控制出机温度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比热较小，但其在每立方米混凝土中所占的重量较大；水的比热最大，但它在混凝土中占的重量却最小。因此，对混凝土的出机温度影响最大的是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响较小。针对以上的情况，在施工中为了降低混凝土的出机温度，应采取有效的方法降低石子的温度。在气温较高时，为了防止太阳的直接照射，可在砂、石子堆
8、场搭设简易遮阳装置，必要时须向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。1.3.3加强混凝土的养护大体积混凝土浇筑以后，为了减少升温阶段的内外温差，防止产生表面裂缝应对混凝土进行适当的潮湿养护条件，防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝；为了使水泥顺利进行水化，提高混凝土的极限拉伸和延缓混凝土的水化热降温速度，防止产生过大的温度应力和温度裂缝，应加强对混凝土进行保湿和保温养护。1.3.4防风和回填外部气候也是影响混凝土的裂缝发生和开展的因素之一，其中风速对混凝土的水分蒸发有直接影响，不可忽视。地下室外墙混凝土应尽量封闭门窗，减少对流。土是最佳的养护介质，地下室外墙混凝土施工完毕后在条件允许的情况下应尽快回填。2. 实验结果2.1实验的测点布置图如图所示。2.2实验测点参数设定值如下表所示。DCPCPTPAT1T2T3T413011631902.3实验温度测定值如下表所示。测点编号INELEHCS温度测定值1-292040129.01-392040126.61-492040127.52-192040129.32-292040130.12-392040130.32-492040128.5