水利水电工程31-10.2.doc

湖北水利水电职业技术学院
教师授课教案
课程名称:水利水电工程施工技术 200 年至200 年第学期第 31 次课
授课班级: 03级水工编制日期: 年月日
课题(章节): 第九章混凝土建筑物施工
大体积混凝土温度控制
传授主要知识点:
混凝土温度变化过程、温度应力与温度裂缝、大体积混凝土温度控制措施
传授主要技能点:
了解大体积混凝土温度控制的基本要求
教学步骤安排: 1、复习上节课内容
2、讲述大体积混凝土温度控制
3、小结本次课内容
授课方式: 1、课堂讲授
2、多媒体演示
3、介绍典型的施工实例
教学手段:
板书、多媒体、相关施工图片
作业布置情况:
利用课后习题进行练习,巩固知识,补充习题。
课后分析与小结:
第二节大体积混凝土温度控制
一般把结构最小尺度大于2m的混凝土称为大体积混凝土。大体积混凝土要求控制水泥水化产生的热量及伴随发生的体积变化,尽量减少温度裂缝。
一、混凝土温度变化过程
水泥在凝结硬化过程中,会放出大量的水化热。水泥在开始凝结时放热较快,以后逐渐变慢,普通水泥最初3d放出的总热量占总水化热的50%以上。水泥水化热与龄期的关系曲线如图10-11。图中Qo为水泥的最终发热量(J/kg),其中m为系数,它与水泥品种及混凝土入仓温度有关。
图10-11
混凝土的温度随水化热的逐渐释放而升高,当散热条件较好时,水化热造成的最高温度升高值并不大,也不致使混凝土产生较大裂缝。而当混凝土的浇筑块尺寸较大时,其散热条件较差,由于混凝土导热性能不良,水化热基本上都积蓄在浇筑块内,从而引起混凝土温度明显升高,有时混凝土块体中部温度可达60~80℃。由于混凝土温度高于外界气温,随着时间的延续,热量慢慢向外界散发,块体内温度逐渐下降。这种自然散热过程甚为漫长,大约要经历几年以至几十年的时间水化热才能基本消失。此后,块体温度即趋近于稳定状态。在稳定期内,坝体内部温度基本稳定,而表层混凝土温度则随外界温度的变化而呈周期性波动。由此可见,大体积混凝土温度变化一般经历升温期、冷却期和稳定期三个时期(如图11-12)。
图10-12
由图可知
△T=Tm-Tf=Tp+Tr-Tf
由于稳定温度Tf值变化不大,所以要减少温差,就必须采取措施降低混凝土土入仓温度Tp和混凝土的最大温升Tr。
二、温度应力与温度裂缝
混凝土温度的变化会引起混凝土体积变化,即温度变形。而温度变形一旦受到约束不能自由伸缩时,就必然引起温度应力。若为压应力,通常无大的危害;若为拉应力,当超过混凝土抗拉强度极限时,就会产生温度裂缝,如图10-13。
图10-13
1、表面裂缝
大体积混凝土结构块体各部分由于散热条件不同,温度也不同,块体内部散热条件差,温度较高,持续时间也较长;而块体外表由于和大气接触,散热方便,冷却迅速。当表面混凝土冷却收缩时,就会受到内部尚未收缩的混凝土的约束产生表面温度拉应力,当它超过混凝土的抗拉极限强度时,就会产生裂缝。
一般表面裂缝方向不规则,数量较多,但短而浅,深度小于lm,。有的后来还会随着坝体内部温度降低而自行闭合。因而对一般结构威胁较小。但在混凝土坝体上游面或其他有防渗要求的部位,表面裂缝形成了渗透途径,在渗水压力作用下,裂缝易于发展;在