大塊混凝土是歷史上用于建造結(jié)構(gòu)的最古老的混凝土類(lèi)型。正如我們今天所看到的,由于僅使用低檔混凝土來(lái)支撐結(jié)構(gòu),舊結(jié)構(gòu)的規(guī)模更大。 一、混凝土質(zhì)量的定義 大塊混凝土是任何體積的混凝土,其中構(gòu)件的尺寸組合,邊界條件可能導(dǎo)致不良的熱應(yīng)力、開(kāi)裂、有害的化學(xué)反應(yīng),或由于水化產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致混凝土溫度升高而導(dǎo)致的長(zhǎng)期強(qiáng)度降低。 大塊混凝土是水工結(jié)構(gòu)等大型項(xiàng)目中非常有用的混凝土類(lèi)型。 二、大塊混凝土的特性 在將混凝土用于不同的應(yīng)用之前,了解混凝土的行為至關(guān)重要?;旌狭显O(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)其在服務(wù)期間的特性和意圖行為進(jìn)行。 1、大塊混凝土的強(qiáng)度 通常,這些類(lèi)型的混凝土用于不需要更高抗壓強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。另一方面,當(dāng)結(jié)構(gòu)用大塊混凝土建造時(shí),不需要具有更高的強(qiáng)度范圍,因?yàn)橛写竺娣e的混凝土來(lái)承受施加的應(yīng)力。 設(shè)計(jì)者應(yīng)確保不會(huì)因施加在狹窄上的載荷而產(chǎn)生任何拉應(yīng)力。然而,由于混凝土可以承受的拉應(yīng)力可能約為其抗壓強(qiáng)度的10%,因此可以允許一定程度的拉伸應(yīng)力發(fā)展。 2、大面積混凝土混合料設(shè)計(jì) 這些類(lèi)型的混凝土最重要的組成部分是配合料設(shè)計(jì),因?yàn)樾枰紤]許多因素。 混合料設(shè)計(jì)中考慮的一些關(guān)鍵因素如下: a、強(qiáng)度要求低 b、使用低水泥含量 c、抗壓強(qiáng)度提高56-90天 d、使用研磨顆?;郀t爐渣(GGBFS)和粉煤灰等添加劑來(lái)降低水泥含量,以減少水化熱量。 e、此外,收縮效果和施工順序,設(shè)定時(shí)間要求 3、熱效應(yīng) 大體積混凝土的主要考慮因素是水化和開(kāi)裂的熱?;旌狭显O(shè)計(jì)應(yīng)以減少水合熱的方式進(jìn)行。應(yīng)注意以下因素,以盡量減少熱效應(yīng)。 a、如上所述,使用低水泥含量并使用粉煤灰[F級(jí)粉煤灰更合適]和GGBFS等水泥替代品可以最大限度地減少溫升。 b、核心溫度的上升應(yīng)限制在70-750°C以下。 c、鐵芯與表面的溫差應(yīng)限制在20-250°C。 d、進(jìn)行模型測(cè)試以測(cè)量上述限制是可以實(shí)現(xiàn)的。如果沒(méi)有,請(qǐng)對(duì)混合設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修改。這可以通過(guò)連續(xù)的大質(zhì)量混凝土溫度監(jiān)測(cè)過(guò)程來(lái)完成。 e、冷卻骨料、添加冷凍水、夜間混凝土澆筑等是減少溫度升高需要考慮的一些關(guān)鍵方面。 4、混凝土的滲透性 混凝土的滲透性取決于混凝土的孔隙率。孔隙率可以通過(guò)以下因素控制。 a、調(diào)整水灰比,同時(shí)符合配合方案設(shè)計(jì)要求。 b、對(duì)混凝土進(jìn)行充分的壓實(shí) c、充分固化 d、水泥的特性 – 選擇合適的水泥類(lèi)型 e、外加劑的使用 f、使用的骨料類(lèi)型 5、耐久性 混凝土或結(jié)構(gòu)的耐久性是現(xiàn)代設(shè)計(jì)和施工中考慮的最重要方面。早些時(shí)候,主要關(guān)注的是混凝土的強(qiáng)度。然而,隨著舊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的結(jié)果,沒(méi)有改變基于耐久性的設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。 因此,混凝土等級(jí)、水灰比、最低水泥含量和水泥類(lèi)型的選擇應(yīng)遵循耐久性要求。 三、使用大塊混凝土 大塊混凝土主要用于大體積建筑。此外,還有其他情況下,在沒(méi)有鋼筋的情況下澆筑大塊混凝土。讓我們?cè)敿?xì)討論一些應(yīng)用程序。 1、大壩建設(shè) 在大壩建設(shè)中可以觀察到大量混凝土。像胡佛這樣長(zhǎng)200米的水壩是用大塊混凝土建造的。這是一個(gè)很好的證據(jù),證明我們可以使用大體積混凝土進(jìn)行施工而無(wú)需加固,同時(shí)在非常大的橫向荷載下保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 可以閱讀文章 大壩類(lèi)型和對(duì)大壩的力作用 有關(guān)大壩的更多信息。 2、擋土墻 有不同類(lèi)型的擋土墻。即有鋼筋混凝土擋土墻、半重力擋土墻和重力墻。重力擋土墻由大塊混凝土建造而成。 當(dāng)有擋土墻時(shí),它們會(huì)將側(cè)向力施加到結(jié)構(gòu)上,從而導(dǎo)致在施加載荷的面上產(chǎn)生拉應(yīng)力。重力擋土墻的設(shè)計(jì)方式使混凝土表面不會(huì)產(chǎn)生張力或產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力小于混凝土的抗拉能力。 3、道路混凝土澆筑 在大多數(shù)情況下,道路是用大塊混凝土澆筑的,沒(méi)有鋼筋。收縮和伸縮縫以規(guī)則的間距提供,以滿(mǎn)足熱收縮和膨脹。 四、大型混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 不像鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),大規(guī)?;炷两Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并不復(fù)雜。但是,在考慮設(shè)計(jì)的可施工性時(shí),設(shè)計(jì)人員需要考慮許多因素。 設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)這種性質(zhì)的結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)充分了解材料行為。否則,它最終將出現(xiàn)高度破裂、漏水且不太耐用的結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)中要考慮的以下因素 1、混凝土的選擇。有關(guān)如何選擇混凝土等級(jí)的文章可以參考以獲取更多信息。 2、預(yù)測(cè)核心溫度的上升和溫差,并采取必要的措施來(lái)控制它們,避免混凝土開(kāi)裂。 3、混凝土配合料設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足混凝土的耐久性和強(qiáng)度要求 4、混凝土的流動(dòng)性,在施工過(guò)程中具有更好的性能。 5、評(píng)估地震效應(yīng)的結(jié)構(gòu)要求。由于未加固結(jié)構(gòu)在循環(huán)荷載作用下較弱,因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)采取必要的措施。 6、結(jié)構(gòu)中的施工接縫 7、結(jié)構(gòu)的水密性 五、體量混凝土的主要問(wèn)題 1、流量問(wèn)題 2、裂縫問(wèn)題 3、要求大量的混凝土來(lái)保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 4、混凝土的耐久性問(wèn)題 5、強(qiáng)度降低
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