大体积混凝土原材料选择及其配合比设计原则.docx
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1、大体积混凝土原材料选择及其配合比设计原那么1概述美国混凝土协会ACI207认为,大体积混凝土是现场浇筑的混凝 ,尺寸大到需要采取措施降低水化热和水化热引起的体积变化以最 大限度地减少混凝土的开裂。美国混凝土协会还认为,对于结构最 小尺寸大于0.6m的混凝土,即应考虑水化热引起的混凝土体积变化与 开裂问题。混凝土大坝是最典型的大体积混凝土。大体积混凝土一般具有一些共同的特征,如结构厚实、混凝土方量 大,故需采取有效措施减少温度变形引起的混凝土开裂。对于大体积 混凝土而言,需要着力解决的问题常常不是力学结构强度,而是如何 有效控制混凝土温度变形裂缝、提高混凝土的抗渗抗裂性能,从而达 到提高混凝土结
2、构物和建造物使用年限的目的。因此,对大体积混凝 土进行温度控制是大体积混凝土最突出的特点。混凝土是热的不良导体。在大体积混凝土的内部,由于水泥的水化 热不容易散失而蓄热于其内部,从而使其内部混凝土的温升较大;而 在大体积混凝土的外部,由于其所产生的热量容易散失,从而使外部 混凝土的温升较小,因此而在大体积混凝土的内部和外部就形成了一 定的温度梯度,外部混凝土受到内部混凝土的约束而产生拉应力,当 其超过混凝土的抗拉强度时,混凝土即会产生裂缝。因此,为了抑制大体积混凝土因温差温度应力而产生的裂缝,必须改善混凝土的组成,妥善选择混凝土的原材料,精心设计 大体积混凝土配合比,并配合采用其他温控手段和措
3、施,多管齐下, 以期最大可能地到达预期之目的。2对原材料的选择2.1 水泥水泥水化热是大体积混凝土的主要温度因素,因此,在选择水泥时, 应首先考虑选择水化热低、凝结时间长的水泥,比方低热矿渣硅酸盐 水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山 灰硅酸盐水泥等。对于高强度等级的大体积混凝土,那么应优先考虑采用硅酸盐水泥或 普通硅酸盐水泥,并采取缓凝型外加剂等措施以延缓水泥水化热的释 放。2.2 外加剂根据混凝土外加剂的分类、命名和定义GB80乃的规定,混凝 土外加剂是指在混凝土制备过程中掺入、用以改善混凝土性能的物质, 掺量一般不大于水泥重量的5%(特殊情况除外)。大体积混凝土中
4、常用 的外加剂品种有普通减水剂、高效减水剂、缓凝剂、缓凝减水剂以及 同时具有减水、缓凝、引气等多种综合功能的复合型外加剂,其中多 以缓凝型减水剂为主。在大体积混凝土中使用缓凝型减水剂,其主要目的在于延缓水泥水 化热的释放速度,推迟热峰出现的时间,降低水化热量的最高峰值并 减少总的发热量,从而减少混凝土因温度而引起的裂缝。此外,由于 延缓了混凝土的凝结时间,缓凝型减水剂的使用还有利于在浇筑和捣 实大体积混凝土时不致形成施工冷缝,从而有利于延长振动时间或扩 大振动范围。2.3 砂石骨料在大体积混凝土中,砂石骨料的体积大约占混凝土总体积的3/4左 右。由于砂石骨料在混凝土中占有相当大的比例,因此,砂
5、石骨料无 论是对混凝土的生产本钱,还是混凝土的技术性能均产生非常重要的 影响。对砂石骨料的基本要求:质地坚硬,洁净、不含有害杂质,颗粒级配 良好,具有足够的机械强度,能配制出符合设计要求的混凝土拌和物, 在建筑物和构造物的整个设计年限内,其性能能在使用环境中基本保 持稳定而不致对混凝土性能产生有害的影响,其具体技术性能指标应 符合相关规程规范的规定。对于大体积混凝土而言,应优先考虑使用破碎骨料,且宜使用级配 良好的粗砂或中砂;使用级配良好、连续级配的粗骨料并尽可能使用 较大粒径的粗骨料,但粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸 的1/4 ,也不得大于钢筋最小净距的3/4 ;当使用多种粒级的骨
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