混凝土在凝固过程中,由于水泥水化,释放大量水化热,使混凝土内部温度上升。对于大体积混凝土,混凝土导热性能随热传导距离呈非线性衰减,大部分水化热积聚在浇筑块内,使块内温度达30~50℃。
由于内外温差的存在,随着时间的推移,坝内温度逐渐下降,趋于稳定,与多年平均气温接近。
混凝土的温度变化过程
大体积混凝土的温度变化过程,可分为3个阶段:温升期,降温期(冷却期),和稳定期。
混凝土的温度裂缝
大体积混凝土的温度变化必然引起温度变形,温度变形若受到约束,势必产生温度应力。由于混凝土的抗拉强度较小,混凝土常因抗拉强度不足而产生裂缝。
表面裂缝混凝土浇筑后,内部由于水化热温升,体积膨胀。如遇寒潮,气温骤降,表层收缩。在混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表层的拉应力超过混凝土的抗拉强度时,则产生表面裂缝。
贯穿裂缝和深层裂缝人们不仅把基岩视为刚性基础,也把已凝固的、弹模较大的老混凝土视为刚性基础。基础对新浇混凝土产生的温度变形所施加的约束,称为基础约束。
这种约束在混凝土升温时,引起压应力;降温时,引起拉应力。拉应力超过混凝土的抗拉强度时,则产生裂缝,称为基础约束裂缝。基础约束裂缝可能是贯穿裂缝或深层裂缝。
大体积混凝土温度控制措施
(一)减少混凝土的发热量
1.减少每立方米混凝土的水泥用量
(1)据坝体的应力场及结构设计要求对坝体进行分区,不同分区采用不同强度等级的混凝土;
(2)采用低流态或无坍落度干硬性贫混凝土;
(3)改善骨料级配,增大骨料粒径;
(4)大量掺粉煤灰;
(5)采用高效减水剂。
2.采用低发热量的水泥
(二)降低混凝土的入仓温度
1.合理安排浇筑时间:安排春秋多浇,夏季早晚浇,正午不浇。
2.采用加冰或加冰水拌合。
3.对骨料进行预冷。
(1)水冷;(2)风冷;(3)真空汽化冷却;(4)液氮冷却。
(三)加速混凝土的散热
1.采用自然散热冷却降温。
2.在混凝土内预埋水管通水冷却。