大体积混凝土配比优化设计及裂缝控制技术研究
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摘要
大体积混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病,如裂缝较多、较深,将直接影响结构安全。这些大体积混凝土结构,由于外荷载引起裂缝的可能性较小,而由水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩产生的温度应力是产生裂缝的主要原因,是在大体积混凝土结构施工中要解决的重要问题。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义,这主要是由于两方面的原因:首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性;其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝。
本文主要从以下几方面进行了深入的研究和探讨:
(1)大体积混凝土裂缝产生的机理及原因分析;
(2)从组成原材料材质:水泥品质、沙石颗粒级配、外加剂掺量、粉煤灰掺量等对西安市田王S10工程C20混凝土配比进行了优化;
(3)对大体积混凝土温度进行预测、并对大体积混凝土温度场进行理论分析计算、大体积混凝土温度应力计算、大体积混凝土测温系统;
(4)通过配比优化和温度应力计算,得出混凝土中粉煤灰最佳产量25%,以及不产生裂缝须保证混凝土内外温差小于12℃。
Massive Concrete cracks were troubled years of construction quality defects, such as cracks moredeeper, it will directly affect the structural safety. These massive concrete structure, cracks due to the load because of the possibility of smaller, and by the hydration of cement hydration process of the release of heat and temperature changes caused by the shrinkage of concrete shrinkage stress and thermal stress is the main reason for the cracks, Coagulation in large volume on the construction of the structure to solve the important issues. In the mass concrete, temperature stress and temperature control is of great significance, mainly in the mountains in two ways. First, in the construction of concrete often cracks temperature affect structural integrity and durability. Secondly, in the operation of the temperature change on the structure of the stress state of the significant impact that should not be overlooked. We encountered mainly in the construction of the temperature cracks. This paper mainly from the following aspects carried out in-depth research and study:
(1)Temperature of massive concrete cracks and the reasons for the selection of analysis;
(2)Material from the composition of raw materials: the quality of cement, sand particle size distribution, the amount of additives, such as fly ash content concrete to the project C20 ratio has been optimized;
(3)Mass concrete temperature control measures: mass concrete temperature is forecast, the temperature stress of mass concrete, mass concrete temperature measurement system;
(4)through the ratio of optimization and thermal stress, that the best fly ash in concrete production by 25%, and the need to ensure that no cracks in concrete and outside temperature difference of less than 12℃.
本文主要从以下几方面进行了深入的研究和探讨:
(1)大体积混凝土裂缝产生的机理及原因分析;
(2)从组成原材料材质:水泥品质、沙石颗粒级配、外加剂掺量、粉煤灰掺量等对西安市田王S10工程C20混凝土配比进行了优化;
(3)对大体积混凝土温度进行预测、并对大体积混凝土温度场进行理论分析计算、大体积混凝土温度应力计算、大体积混凝土测温系统;
(4)通过配比优化和温度应力计算,得出混凝土中粉煤灰最佳产量25%,以及不产生裂缝须保证混凝土内外温差小于12℃。
Massive Concrete cracks were troubled years of construction quality defects, such as cracks moredeeper, it will directly affect the structural safety. These massive concrete structure, cracks due to the load because of the possibility of smaller, and by the hydration of cement hydration process of the release of heat and temperature changes caused by the shrinkage of concrete shrinkage stress and thermal stress is the main reason for the cracks, Coagulation in large volume on the construction of the structure to solve the important issues. In the mass concrete, temperature stress and temperature control is of great significance, mainly in the mountains in two ways. First, in the construction of concrete often cracks temperature affect structural integrity and durability. Secondly, in the operation of the temperature change on the structure of the stress state of the significant impact that should not be overlooked. We encountered mainly in the construction of the temperature cracks. This paper mainly from the following aspects carried out in-depth research and study:
(1)Temperature of massive concrete cracks and the reasons for the selection of analysis;
(2)Material from the composition of raw materials: the quality of cement, sand particle size distribution, the amount of additives, such as fly ash content concrete to the project C20 ratio has been optimized;
(3)Mass concrete temperature control measures: mass concrete temperature is forecast, the temperature stress of mass concrete, mass concrete temperature measurement system;
(4)through the ratio of optimization and thermal stress, that the best fly ash in concrete production by 25%, and the need to ensure that no cracks in concrete and outside temperature difference of less than 12℃.
引文
[1]蔡正咏.混凝土性能.北京.中国建筑工业出版社,1987 年.P1—5
[2]朱伯芳.王同生.丁宝瑛.郭之章.水工混凝土结构的温度应力与温度控制.北京.水利电力出版社,1976 年.P1—2
[3]黄国兴.惠荣炎.混凝土的徐变.北京.中国铁道出版社,1988 年.P25—30
[4]朱伯芳.王同生.丁宝瑛.郭之章.水工混凝土结构的温度应力与温度控制.北京.水利电力出版社,1999 年.P255—280
[5]冯乃谦.实用混凝土大.全科学出版社,2001 年.P821—828
[6]水利水电科学研究.结构材料研究所.大体积混凝.土水利电力出版社,1996 .P126—129
[7]杨南方等.混凝土结构施工实用手册.中国建筑工业出版社,2001.P69—75
[8]朱平华,陈华建.大体积混凝土优化设计的四功能准则.混凝土.2004.1
[9]何廷树.混凝土外加剂.陕西科学技术出版社,2003 年.P84—100,P121—135.
[10]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制,中国电力出版社,1999
[11]建筑施工手册.中国建筑工业出版社,1988.P136—141
[12]王铁梦.建筑物的裂缝控制.上海.上海科学技术出版社,1987 年.P168—175
[13].PK.Mehta.advancments in Concrete Technology.Concrete international.1999.6.
[14]王铁梦.工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,2002.231—264
[15]PHEmmons.Amvaysburd.jemedonaid.Etal Selecting durable repair materials Performance criteria .Conerete Intemational,2000.3
[16]吴中伟.补偿收缩混凝土.北京.中国建筑工业出版社,1979.P36—41
[17]刘玉山.大体积混凝土冬季施工.北京.水利水电出版社,1993.
[18]祝永年等译.混凝土的结构.性能与材料.同济大学出版社,1995 年.Pll0—125
[19]N.C.Holladay.ConcreteTemperature Control during Dam Construction.WaterPower&Dam Consturction.May1987
[20]李东升.混凝土冬季施工.中国水利水电出版社,2001 年.Pl—10
[21]杨伯科.混凝土实用新技术手册.吉林科学技术出版社,1998 年.P103—109
[22]杨绍林.混凝土配合比使用手册.中国建筑工业出版社,2002 年.P100—126
[23]J.J.Brooks.Accuracy of estimating long-term strains in concrete.Magazine of Concrete Researeh.vol36.No.128.
[24]A.B 阿力克山大.徐变计算浪凝土及钢筋混凝土结构的温度及湿度的应力.北京.中国建筑工业出版社,1989 年.P66—70
[25]迟培云.吕平.现代高性能混凝土技术.同济大学出版社,1999 年.P71—77
[27]冯乃谦.高强高性能混凝土.原子能出版社,2000 年.P90—109
[28]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京.中国建筑工业出版社,1997 年.P103—113
[29]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京.中国建筑工业出版社,1997 年.P130—152
[30]Nobuhiro Machida and KazuoUehara. NonlinearThermal Stress Analysis of Massive,Concrete Structure Computers&Ststructers·voL26.No.1/2.
[31]汪正荣.建筑施工工程师手册(第二版),中国建筑工业出版社,2002
[32]王铁梦.工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,1977
[33]王铁梦.工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,2002.P231—264
[34]哈尔滨建筑工程学院编,混凝土.学建筑工业出版社,1990
[35]袁润章.胶凝材料学,武汉工业大学出版社,1989
[36]王福川.土木工程材料,中国建筑材料工业出版社,2001
[37]王士川等.施工技术,冶金工业出版社,2001
[38]关柯等.建筑施工规范,建筑工业出版社,1996
[39]李东等.混凝土水化热瞬态温度场数值计算过程中的问题,西安建筑科技大学学报,VOL31,N03
[40]建筑工业出版社编,现行建筑结构规范大全,2002
[41]唐春安等.混凝土损伤与断裂,科学出版社,2003
[42]罗国强等.建筑施工中的结构问题,中国建筑工业出版社,1997
[43]徐家和.建筑工程实例应用手册,中国建筑工业出版社,1998
[44]王书君等.大体积混凝土底板冬季施工裂缝控制,中国水利,1999 年.第 7 期
[45]杨长辉等.混凝土自生变形及其测定方法评述,混凝土与水泥制品,2004 年.第 1 期
[46]俞锐等.大体积混凝土温度监测系统及应用,工程设计 CAD 与智能建筑,2002 年.第 5 期
[47]杨碧华.早龄期大体积混凝土温度应力与裂缝的关系,华中科技大学学报,2002 年.第 4 期
[48]刘长河等.大体积混凝土施工温度场及温度应力研究,低温建筑技术,1997 年.第 1期
[49]黄永刚等.高性能混凝土的实验研究,西北建筑工程学院学报,1999 年.第 3 期
[50]洪雷等.高掺量粉煤灰大体积混凝土的工程应用,混凝土,2000 年.第 9 期
[51]张大春等.高层筏基大体积混凝土施工和裂缝控制工程实践,工业建筑,l997 年.第 4期
[52]王铁梦.王铁梦教授谈控制混凝土收缩裂缝的 18 个主要因素,混疑土,2003 年.第 11期
[53]张竞男等.粉煤灰高性能混凝土弹性模量的试验研究,混凝土,2003 年.第 11 期
[54]王铁梦.建筑物的裂缝控制.上海.上海科学技术出版社,1987 年.P168—175
[55]水利水电科学研究.结构材料研究所.大体积混凝土.水利电力出版社,1996.P126—129
[56]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制.北京.中国电力出版社,1999 年.P255—250
[57]姚谦峰.土木工程结构试验.中国建筑工业出版社,2001 年.P30—55
[58]A.Ghalietal.Coneretestress:Stressanddeofrmations.1994 年.P103—122
[59]唐明.邱晴.王博.现代混凝土外加剂与掺合料.沈阳.东北大学出版社,1999
[60]R.SPringensehmid.Avoidance of Thermal Cracking Concrete at Early Ages.Porceeding of the intertional rielm symPosium1995
[61]龚召熊等.水工混凝土的温控与防裂.北京.中国水利电力出版社,1999 年.P68—72
[62]程云龙等.浅析大体积混凝土的温度应力及温度控制.黑龙江水利科技,1997 年 4
[2]朱伯芳.王同生.丁宝瑛.郭之章.水工混凝土结构的温度应力与温度控制.北京.水利电力出版社,1976 年.P1—2
[3]黄国兴.惠荣炎.混凝土的徐变.北京.中国铁道出版社,1988 年.P25—30
[4]朱伯芳.王同生.丁宝瑛.郭之章.水工混凝土结构的温度应力与温度控制.北京.水利电力出版社,1999 年.P255—280
[5]冯乃谦.实用混凝土大.全科学出版社,2001 年.P821—828
[6]水利水电科学研究.结构材料研究所.大体积混凝.土水利电力出版社,1996 .P126—129
[7]杨南方等.混凝土结构施工实用手册.中国建筑工业出版社,2001.P69—75
[8]朱平华,陈华建.大体积混凝土优化设计的四功能准则.混凝土.2004.1
[9]何廷树.混凝土外加剂.陕西科学技术出版社,2003 年.P84—100,P121—135.
[10]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制,中国电力出版社,1999
[11]建筑施工手册.中国建筑工业出版社,1988.P136—141
[12]王铁梦.建筑物的裂缝控制.上海.上海科学技术出版社,1987 年.P168—175
[13].PK.Mehta.advancments in Concrete Technology.Concrete international.1999.6.
[14]王铁梦.工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,2002.231—264
[15]PHEmmons.Amvaysburd.jemedonaid.Etal Selecting durable repair materials Performance criteria .Conerete Intemational,2000.3
[16]吴中伟.补偿收缩混凝土.北京.中国建筑工业出版社,1979.P36—41
[17]刘玉山.大体积混凝土冬季施工.北京.水利水电出版社,1993.
[18]祝永年等译.混凝土的结构.性能与材料.同济大学出版社,1995 年.Pll0—125
[19]N.C.Holladay.ConcreteTemperature Control during Dam Construction.WaterPower&Dam Consturction.May1987
[20]李东升.混凝土冬季施工.中国水利水电出版社,2001 年.Pl—10
[21]杨伯科.混凝土实用新技术手册.吉林科学技术出版社,1998 年.P103—109
[22]杨绍林.混凝土配合比使用手册.中国建筑工业出版社,2002 年.P100—126
[23]J.J.Brooks.Accuracy of estimating long-term strains in concrete.Magazine of Concrete Researeh.vol36.No.128.
[24]A.B 阿力克山大.徐变计算浪凝土及钢筋混凝土结构的温度及湿度的应力.北京.中国建筑工业出版社,1989 年.P66—70
[25]迟培云.吕平.现代高性能混凝土技术.同济大学出版社,1999 年.P71—77
[27]冯乃谦.高强高性能混凝土.原子能出版社,2000 年.P90—109
[28]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京.中国建筑工业出版社,1997 年.P103—113
[29]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京.中国建筑工业出版社,1997 年.P130—152
[30]Nobuhiro Machida and KazuoUehara. NonlinearThermal Stress Analysis of Massive,Concrete Structure Computers&Ststructers·voL26.No.1/2.
[31]汪正荣.建筑施工工程师手册(第二版),中国建筑工业出版社,2002
[32]王铁梦.工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,1977
[33]王铁梦.工程结构裂缝控制,中国建筑工业出版社,2002.P231—264
[34]哈尔滨建筑工程学院编,混凝土.学建筑工业出版社,1990
[35]袁润章.胶凝材料学,武汉工业大学出版社,1989
[36]王福川.土木工程材料,中国建筑材料工业出版社,2001
[37]王士川等.施工技术,冶金工业出版社,2001
[38]关柯等.建筑施工规范,建筑工业出版社,1996
[39]李东等.混凝土水化热瞬态温度场数值计算过程中的问题,西安建筑科技大学学报,VOL31,N03
[40]建筑工业出版社编,现行建筑结构规范大全,2002
[41]唐春安等.混凝土损伤与断裂,科学出版社,2003
[42]罗国强等.建筑施工中的结构问题,中国建筑工业出版社,1997
[43]徐家和.建筑工程实例应用手册,中国建筑工业出版社,1998
[44]王书君等.大体积混凝土底板冬季施工裂缝控制,中国水利,1999 年.第 7 期
[45]杨长辉等.混凝土自生变形及其测定方法评述,混凝土与水泥制品,2004 年.第 1 期
[46]俞锐等.大体积混凝土温度监测系统及应用,工程设计 CAD 与智能建筑,2002 年.第 5 期
[47]杨碧华.早龄期大体积混凝土温度应力与裂缝的关系,华中科技大学学报,2002 年.第 4 期
[48]刘长河等.大体积混凝土施工温度场及温度应力研究,低温建筑技术,1997 年.第 1期
[49]黄永刚等.高性能混凝土的实验研究,西北建筑工程学院学报,1999 年.第 3 期
[50]洪雷等.高掺量粉煤灰大体积混凝土的工程应用,混凝土,2000 年.第 9 期
[51]张大春等.高层筏基大体积混凝土施工和裂缝控制工程实践,工业建筑,l997 年.第 4期
[52]王铁梦.王铁梦教授谈控制混凝土收缩裂缝的 18 个主要因素,混疑土,2003 年.第 11期
[53]张竞男等.粉煤灰高性能混凝土弹性模量的试验研究,混凝土,2003 年.第 11 期
[54]王铁梦.建筑物的裂缝控制.上海.上海科学技术出版社,1987 年.P168—175
[55]水利水电科学研究.结构材料研究所.大体积混凝土.水利电力出版社,1996.P126—129
[56]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制.北京.中国电力出版社,1999 年.P255—250
[57]姚谦峰.土木工程结构试验.中国建筑工业出版社,2001 年.P30—55
[58]A.Ghalietal.Coneretestress:Stressanddeofrmations.1994 年.P103—122
[59]唐明.邱晴.王博.现代混凝土外加剂与掺合料.沈阳.东北大学出版社,1999
[60]R.SPringensehmid.Avoidance of Thermal Cracking Concrete at Early Ages.Porceeding of the intertional rielm symPosium1995
[61]龚召熊等.水工混凝土的温控与防裂.北京.中国水利电力出版社,1999 年.P68—72
[62]程云龙等.浅析大体积混凝土的温度应力及温度控制.黑龙江水利科技,1997 年 4