用于控制大体积混凝土结构上出现裂缝的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于控制大体积混凝土结构上出现裂缝的方法。该方法是在大体积混凝土浇筑期间，利用粘贴在模板外的聚乙烯泡沫板保温层来减缓大体积混凝土表面温度的降低速度，同时利用在用软管依次连接起来的预留预应力波纹管内通入冷风的办法来加快大体积混凝土内部热量的散发，从而能将大体积混凝土的内外温度差控制在２５℃之内，保证大体积混凝土上不会出现严重的裂缝。另外，利用既有的预应力波纹管作为内部降温设施时无需另外设置专用的降温管，而且还可以避免用水降温时波纹管及预应力钢丝易出现锈蚀的问题，另外，本方法还具有操作简单、成本低及应用效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑工程
，特别是涉及一种用于控制大体积混凝土结构上 出现裂缝的方法。
技术介绍
大体积混凝土结构(以下简称大体积混凝土)是根据其几何尺寸，主要是根据其 厚度来定义的，国际上一般采用0.8m至Im作为界限。自80年代以后大体积混凝土的 定义有了新的改变，美国混凝土协会对大体积混凝土的定义为“任意体量的混凝土， 其尺寸大到必须采取必要措施以减小由于体积变形而引起的裂缝时，统称为大体积混凝 土”。我国对大体积混凝土的定义为三个方面的尺寸均达到1000mm的结构就属于大 体积混凝土范畴，因此，工地现场结构接近IOOOmm的也宜考虑为大体积因素。大体积 混凝土为“最小断面任何一个方向尺寸大于0.8m以上的混凝土结构，其尺寸已大到必须 采取相应的技术措施来降低其内外温差，以控制温度应力与裂缝的混凝土”。大体积混凝土通常是利用在模板内浇筑混凝土的方法而制成，为了使浇筑时混 凝土内部的热量及时排出，通常在大体积混凝土的内部设置多根用于内部降温的预应力 波纹管。在施工过程时，大体积混凝土的内部温度是浇筑温度、水泥水化热引起的温升 和结构的散热降温等各种温度的叠加，该温度与外界温度的温差将会引起结构的温度应 力和温度变形，当这种应力和变形超过一定限度时，结构就会出现裂缝。因此必须采用 相应的措施来降低温差，以减小温度应力和变形，从而避免裂缝的产生。在近代泵送商品混凝土获得广泛应用的前提下，即便是很薄的结构，虽然其水 化热很低，但是收缩依然很大，因此控制收缩裂缝的要求比过去任何时候都显得异常重 要。另外，泵送混凝土的薄壁结构也应当按照大体积混凝土的要求采取措施，以控制混 凝土的收缩裂缝，特别是环境温度变化与收缩的共同作用对于薄壁结构来说尤为不利。 因此，大体积混凝土裂缝一直以来都是困扰建筑业的难题，如果裂缝较多、较深，将会 直接影响结构的安全。大体积混凝土施工期间产生的裂缝是其内外矛盾发展的结果，一方面是混凝土 由于内外温差而产生内力和应变，另一方面是结构的外约束和混凝土各质点的约束阻止 了这种应变，一旦温度应力超过混凝土能承受的极限抗拉强度，就会产生不同程度的裂 缝，具体表现如下(1)在混凝土浇筑初期，水泥水化时将会产生大量的水化热，从而使混凝土的温 度很快上升。由于混凝土表面的散热条件较好，因此热量可向大气中散发，所以温度上 升较少；而混凝土内部则由于散热条件较差，因此热量散发少，所以温度上升较多，并 且内部形成温度梯度和内约束，其结果是在混凝土内部产生压应力，而面层则产生拉应 力，当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。(2)浇筑数日后，水泥水化热已基本释放完毕，这时混凝土将从最高温度逐渐降 温，降温的结果是引起混凝土出现收缩，再加上混凝土因其内部的多余水分蒸发、碳化等而引起的体积收缩变形，以及受到地基和结构边界条件的约束(外约束)而不能自由变 形，结果导致温度应力(拉应力)产生，当该温度应力超过混凝土抗拉强度时，约束面上 将开始开裂，由此形成裂缝。如果该温度应力足够大的话，还有可能产生贯穿裂缝，从 而破坏结构的整体性、耐久性和防水性，严重时还会影响正常使用。目前，由于大体积混凝土在现代工程建设中占有重要地位，然而混凝土结构出 现裂缝是相当普遍的现象，而且是一个长期困扰建筑行业工程技术人员的难题。目前常 用的大体积混凝土裂缝控制方法为1.控制温度的方法(1)水泥。水泥在水化过程中放出的热量和放热速率是混凝土体内温度上升的主 要因素，水化热量的多少和放热速率的快慢与单位体积混凝土中水泥用量和水泥种类有 关。一般采用低水化热的水泥。(2)改善骨料级配，用干硬性混凝土掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少 混凝土中的水泥用量；(3)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；(4)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；(5)在混凝土中埋设水管，并在管中通入冷水降温；(6)规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面产生急剧 的温度梯度；(7)在寒冷的季节对施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构采取保温措 施；2.改善约束条件的方法(1)合理地分缝分块；(2)避免基础过大起伏；(3)合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。3.混凝土养护的方法养护时在混凝土的表面铺设两层塑料薄膜和两层麻袋，要求薄膜和麻袋相互搭 接，以保证混凝土表面不外露。养护用的麻袋和塑料薄膜是在混凝土浇注后6h内覆盖。 养护时用浸湿的麻袋将混凝土表面湿润，用塑料薄膜来保持混凝土表面的湿度，从而保 证水泥的水化作用在潮湿的环境下进行，使混凝土的早期抗拉能力上升快。同时，由塑 料薄膜和麻袋组成的复合保温层还可减少混凝土表面的热扩散，降低内外表面温差。这 样一方面有利于防止混凝土表层产生自约束裂缝，另一方面可延长混凝土的降温时间， 同时充分发挥混凝土自身的抗裂能力和充分利用混凝土材料的应力松弛特性，由此来防 止产生深层裂缝和贯穿裂缝。虽然能够采取上述多种措施来综合控制大体积混凝土上的裂缝，但裂缝还是不 可避免地出现，《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)、《混凝土结构工程及验收 规范》GB50204-92)以及《混凝土质量控制标准》GB50164-92)中对大体积混凝土的温 度控制都有明确要求，规定要求“大体积混凝土体内外温度应控制在设计要求之内，当 设计无要求时，温差不宜超过25°C”。但到目前为止，上述这些方法均无法满足上述规 定。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够减少大体积混凝土内外温 差的。为了达到上述目的，本专利技术提供的用于控制大体积混凝土结构上出现裂缝的方 法是在浇筑大体积混凝土之前在模板的外面粘贴一层聚乙烯泡沫板作为保温层，以减少 浇筑时大体积混凝土表面热量的过快散失，同时利用软管将位于同一施工段中大体积混 凝土内的所有预留预应力波纹管依次连接起来，然后在浇筑后向上述由软管和预应力波 纹管连接成的连接管中通入冷风，以加快大体积混凝土内部水化热的散发，从而降低大 体积混凝土的内外温差；浇筑后在大体积混凝土表面上不与模板接触的部位采用常规的 保温措施进行保温。所述的聚乙烯泡沫板的外部还可设一层薄铁皮，用于保护聚乙烯泡沫板，以延 长其使用寿命。所述的聚乙烯泡沫板的厚度为5 50mm。所述的开始通入冷风的时间为浇筑后的4 15天。本专利技术提供的是在大体积混凝土 浇筑期间，利用粘贴在模板外的聚乙烯泡沫板保温层来减缓大体积混凝土表面温度的降 低速度，同时利用在用软管依次连接起来的预留预应力波纹管内通入冷风的办法来加快 大体积混凝土内部热量的散发，从而能将大体积混凝土的内外温度差控制在25°C之内， 保证大体积混凝土上不会出现严重的裂缝。另外，利用既有的预应力波纹管作为内部降 温设施时无需另外设置专用的降温管，而且还可以避免用水降温时波纹管及预应力钢丝 易出现锈蚀的问题，另外，本方法还具有操作简单、成本低及应用效果好等优点。附图说明图1为采用本专利技术提供的时大体 积混凝土及模板结构示意图。图2为采用本专利技术提供的时某一 施工段中大体积混凝土、软管及预应力波纹管结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的用于控制大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制大体积混凝土结构上出现裂缝的方法，其特征在于：所述的用于控制大体积混凝土结构上出现裂缝的方法是在浇筑大体积混凝土（１）之前在模板（２）的外面粘贴一层聚乙烯泡沫板（３）作为保温层，以减少浇筑时大体积混凝土（１）表面热量的过快散失，同时利用软管（４）将位于同一施工段中大体积混凝土（１）内的所有预留预应力波纹管（５）依次连接起来，然后在浇筑后向上述由软管（４）和预应力波纹管（５）连接成的连接管中通入冷风，以加快大体积混凝土（１）内部水化热的散发，从而降低大体积混凝土（１）的内外温差；浇筑后在大体积混凝土（１）表面上不与模板（２）接触的部位采用常规的保温措施进行保温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马祥春，李自林，石绍立，贾建国，王金海，唐红，何震，恽振波，刘振，张志伟，
申请(专利权)人：中铁六局集团有限公司，中铁六局集团天津铁路建设有限公司，天津城市建设学院，
类型：发明
国别省市：11