大体积结构

大体积结构（共12篇）

大体积结构 篇1

摘要：大体积混凝土裂缝一直以来是工程界十分关注的问题。本文首先介绍了大体积混凝土温度裂缝的概念和特点。最后对大体积混凝土裂缝的预防提出了相关建议和措施。以期为大体积混凝土工程实践提供一定的参考作用。

关键词：混凝土,工程,大体积,裂缝

混凝土是建筑结构中应用最普遍的材料, 随着经济突飞猛进的发展, 对基础设施的要求也越来越高。混凝土结构出现裂缝是一个相当普遍的现象, 近代科学关于混凝土强度的微观研究, 以及大量工程实践所提供的经验都说明, 结构的裂缝是不可避免的, 科学的要求是将其有害程度控制在允许范围内。大体积混凝土的裂缝问题在国外研究较早。1933年, 美国开始修建世界上第一座高于200m的混凝土坝——胡佛坝, 对大体积混凝土进行了全面的研究。第一次采取温控制措施, 主要包括横缝分布均为15m, 混凝土的水泥用量为223kg/m3, 采用低热水泥, 浇筑层厚1.5m并限制间歇期、预埋冷却水管等。结果表明这些温控防裂措施是比较成功的。美国在对水工大体积混凝土温控裂缝方面, 在20世纪60年代初已形成了一套比较定型的设计、施工模式。前苏联在1977年修建了托克托古尔电站, 也形成了一套行之有效的大体积混凝土温控防裂措施。

1 大体积混凝土温度裂缝概念

混凝土结构的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝主要有三种是骨料和水泥石粘合面上的裂缝, 称为粘着裂缝;第二种是水泥石自缝, 称为水泥石裂缝;三是骨料本身裂缝, 称为骨料裂缝。微观裂缝在结构中的分布是不规则、不贯通的, 并且肉眼看不见。宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。大体积混凝土内出现的裂缝, 按其深度不同, 可分为贯穿裂缝, 深层裂缝及表层裂缝三种。贯穿裂缝切断了结构断面, 可能破坏结构的整体性和其危害性是较严重的;深层裂缝是部分切断了结构断面, 也有一定的危表层裂缝一般危害性较小, 但处于基础或老混凝土约束范围内的表层裂内部混凝土降温过程中可能发展为贯穿裂缝。温度裂缝是由温度变化在不同的约束条件下, 致使微观裂缝扩展形裂缝。一般来说, 表面裂缝如果较浅、没有发展到结构中的钢筋表面且变化不再发展, 通常不影响工程质量, 但绝大多数是有害裂缝。

2 大体积混凝土温度裂缝的特点

混凝土结构在施工及使用过程中, 主要承受两大类荷载:静荷载、和其他外荷载统称为I类荷载;变形荷载统称为Ⅱ类荷载。大体积混凝裂缝属于变形荷载 (Ⅱ类荷载) 引起的裂缝, 有两个较为显著的特点。

(1) 温度裂缝的起因是结构首先要求变形, 当变形得不到满足才引而应力又与结构的刚度大小有关系, 只有当应力超过一定数值时才引起混凝土开裂后, 变形得到满足或部分满足, 应力就发生松弛现象。如果度不高, 但是有较良好的韧性, 也可适应变形要求, 抗裂性能较高。混然属于脆性材料, 但是改善配比, 增加密实度在允许范围内提高混凝土能力也是控制开裂的一种途径。松弛变形是大体积混凝土温度裂缝区别产生裂缝的主要特点。

(2) 按普通外荷载计算原则, 从外荷载作用、结构内力形成、直至出现与扩展, 似乎都是在一瞬间完成的, 是某个“瞬间过程”。但是大体土温度变形的作用, 从变形的产生到温度变形应力的形成, 裂缝的出现都不是在同一时间瞬时完成的, 它有一个“时间过程”, 即为“传递过程个多次产生和发展的过程, 这是区别于外荷载裂缝的第二个特点。

3 温度裂缝预防措施

3.1 选择合理的结构形式和分缝分块

由于结构形式对温度应力及温度裂缝的产生具有重要影响。在寒冷地区, 应该尽量少用对外界温度敏感的薄壁结构;对于大体积混凝土块, 应尽量减少混凝土暴露面积。其次分层、分块浇注时, 浇注块尺寸对温度应力也有重要影响, 浇注块尺寸越大, 温度应力也越大, 也就越容易产生裂缝。

3.2 选择混凝土原材料、优化混凝土配合比

选择混凝土原材料、优化混凝土配合比的目的具体来说就是要求混凝土的绝热温升较小、抗拉能力较大、极限拉升变形能力较大、热强比较小、线膨胀系数较小, 自生体积变形最好是微膨胀, 至少是低收缩。

(1) 水泥的选择。一般情况下选择低热矿渣水泥, 中热硅酸盐水泥或者硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰。

(2) 掺用混合材料。混合材料的掺用是为了降低混凝土绝热温升、提高混凝土抗裂能力。当前的混合材料主要是粉煤灰, 这种材料的作用是提高混凝土后期强度。

(3) 掺用外加剂。外加挤有多种类型, 如减水剂、缓凝剂、早强剂等。减水剂具有减水和增塑作用, 在保持混凝土强度不变的条件下, 可减少用水量, 节约水泥, 降低绝热温升。缓凝剂和早强剂这分别运用在夏季和冬季施工中。

(4) 优化混凝土配比。在保证混凝土强度及流动性条件下, 尽量节省水泥, 降低混凝土绝热温升。

3.3 严格控制混凝土温度, 减小温差

严格控制混凝土温度是防止裂缝的最重要措施。一方面在同一浇注层降低内外温差, 减小自约束应力;另一方面降低相临上下浇注层温差, 减小外约束应力。

(1) 降低混凝土浇注温度, 通过冷却拌和水、加冰拌和、冷却骨料等方法降低混凝土出机口温度。一般来说冷却石子效果最好, 次为冷却沙和水, 冷却水泥效果最小。

(2) 水管冷却。一般在混凝土内埋设水管, 通水冷却降低混凝土温度。在混凝土内埋设温度传感器, 以全程跟踪混凝土温度场变化, 保证冷却水管充分发挥作用。

(3) 表面保湿、保温。一般在混凝土表面浇水后覆盖一层塑料薄膜, 再覆盖土工布等其它保温材料。在混凝土顶面蓄水可以起到保湿和保温的双重效果。

3.4 加强施工管理

(1) 提高混凝土施工质量。显然, 在一个混凝土浇注块中, 强度是不均匀的, 裂缝总是从强度最低的薄弱处开始开裂, 因此应加强施工管理, 提高施工质量。

(2) 薄层、短间歇、均匀上升。缩短相临浇注层的间隔时间能减小老混凝土对新混凝土的约束作用, 减小约束应力。

(3) 气温是影响混凝土入模温度的重要因素, 在气温底的季节浇注混凝土可以大大降低入模温度。因此, 尽量利用低温季节浇注体积大、作用关键的构件能较好地达到控制温度裂缝的目的。

参考文献

[1]朱伯芳.大体积混凝土结构的温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社, 1999.

[2]刘海成, 等.考虑温度影响的大体积混凝土应力场分析方法[J].大连理工大学学报, 2005, 1.

大体积结构 篇2

泌水处理

大体积混凝土浇筑、振捣过程中，容易产生泌水现象，泌水现象严重时，可能影响相应部分的混凝土强度指标。为此必须采取措施，消除和排除泌水。一般情况下上涌的泌水和浮浆会顺着混凝土浇筑坡面下流到坑底。施工中根据施工流水，大部分泌水可排到集水坑和电梯井坑内，然后用潜水泵抽排掉，局部少量泌水采用海绵吸除处理。

浇筑方法

采用一次性斜面分层连续浇捣方案，共分三层浇筑，每层约400mm厚左右。底板振捣采用斜坡式分层振捣，斜面由泵送混凝土自然流淌而成，坡度控制在1：5左右，振捣工作从浇筑层的底层开始逐渐上移，以保证分层混凝土间的施工质量。

混凝土在振捣过程中宜将振动棒上下略有抽动，使上下混凝土振动均匀，插入深度为550mm。每次振捣时间以20～30S为宜，（混凝土表面不再出现气泡、泛出灰浆为准）。振捣时，要尽量避免碰撞钢筋，管道预埋件等。振捣棒插点采用行列式的次序移动，振捣棒每次移动距离为400mm。振捣操作要“快插慢拔”，防止混凝土内部振捣不实；要“先振低处，后振高处”，防止高低坡面处混凝土出现振捣“松顶”现象。混凝土的斜面分层水平方向错开距离大于4m。

表面防裂施工技术要点

大体积泵送混凝土经振捣后表面水泥浆较厚，容易引起表面裂缝，首先，要求在振捣最上一层混凝土时，控制振捣时间，注意避免表层产生太厚的浮浆层；在浇捣后，必须及时用2m长括尺，将多余浮浆层刮除，按施工员测设的标高控制点，将混凝土表面刮拍平整。有凹坑的部位必须用混凝土填平，在混凝土收浆接近初凝时，混凝土面进行二次抹光，用木楔全面仔细打抹两遍，既要确保混凝土的平整度，又要把其初期表面的收缩脱水细缝闭合，在混凝土收浆凝固施工期间，除了具体施工人员外，不得在未干硬的混凝土面上随意行走，收浆工作完成的面必须同步及时覆盖表面养护保护层。

应注意的质量问题

专人（试验员）负责大体积混凝土浇筑后的养护、测温工作，按照图纸要求，发现控制温差值超过指标，及时反馈到项目技术部，并采取措施，降低混凝土温升和温降的梯度，降低混凝土中心温度和表面混凝土温度差，降低混凝土表面温度和大气环境温度差。

应注意的质量问题

1.严禁在混凝土内任意加水，严格控制水灰比，水灰比过大将影响补偿收缩混凝土的膨胀率，直接影响补偿收缩及减少收缩裂缝的效果。

2.止水带位置周围混凝土要细心浇筑振捣，保证密实，止水带不得偏移。3.为保护钢筋，模板尺寸位置正确，不得踩踏钢筋，并不得碰撞，改动模板、钢筋。

4.在拆模或吊运其它物件时，不得碰坏止水带。

5.提前掌握天气预报信息，尽可能避开雷雨天气施工，施工现场准备覆盖塑料簿膜，以防混凝土凝固前受到雨水冲刷。

6.雨季施工期间要认真勤测混凝土粗骨料的含水量，随时调整用水量和粗细骨料的含水量（由商混凝土站控制）。

大体积结构 篇3

一、大体积混凝土常见裂缝的种类及预防措施

实际上。大体积混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影啊，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

1 荷载引起的裂缝及预防措施

大体积混凝土在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：

1.1 设计计算阶段

结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。

1.2 施工阶段

不加限制地堆放施工机具、材料：不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

1.3 使用阶段

实际作用荷载超出设计载荷。如桥梁中超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。厂房中过大的吊车动力荷载作用于吊车梁上。以及高层建筑结构在使用时受到突发其来的荷载作用，地震撞击等等（例如美国的9·11事件）。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：

在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

2 温度变化引起的裂缝及预防措施

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。大体积混凝土由于其体积大。温度作用面也较大。故在温度作用下这种现象更为明显。在某些高层结构和大跨径桥梁中。温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：

2.1 日照

光照到的部分，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。

2.2 骤然降温

突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。

2.3 水化热

出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料人模温度，降低内外温差。并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

2.4 蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝

3 混凝土收缩引起的裂缝及预防措施

在实际工程中，大体积混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

3.1 塑性收缩

发生在施工过程中、混凝土浇筑后4-5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉。因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达l%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处。因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。

3.2 缩水收缩（干缩）

混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时。便产生收缩裂缝。

4 地基础变形引起的裂缝及预防措施

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：

（1）地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。

（2）地基地质差异太大。

（3）结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下。各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降。

（4）结构基础类型差别大。

（5）钢筋锈蚀引起的裂缝及预防措施

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小。钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

二、结语

大体积混凝土施工是一项较为复杂且系统性的工程，影响施工质量的因素较普遍。如果施工技术措施不到位，很可能使混凝土出现裂缝。从而严重影响工程质量，所以。为避免在大体积混凝土施工过程中因混凝土裂缝影响施工质量，务必采取相应的施工技术措施加以控制，这样才能够确保整个工程的质量。

参考文献：

[1]王寒光，张延增.大体积混凝土施工技术措施和控制方法[J].科技风，2009（20）.

大体积砼结构施工技术探究 篇4

1 大体积砼的施工特点

1.1 砼强度级别高, 水泥用量较大, 因而收缩变形大。

由于几何尺寸不是十分巨大, 水化热温升快, 降温散热也较快。因此降温与收缩的共同作用是引起砼开裂的主要因素。

1.2 控制裂缝的方法不像块体砼那样, 要采用特别的低热水泥和复杂的冷却系统, 而主要依靠合理配筋, 改进设计, 采用合理的砼配比, 浇筑方案和浇筑后加强养护等措施, 以提高结构的抗裂性和避免引起过大的内外温差而出现裂缝。

2 大体积砼的施工方法

2.1 分块浇筑法。

为了尽量避免大体积砼内外的温差问题, 在进行施工过程中宜采取分块浇筑法。分块浇筑法又可以分为水平分段浇筑与竖向分层浇筑两种方式, 其中分层浇筑又可分为全面分层、分段分层及斜面分层三种方式。在竣工时间较充足的情况下, 可以将大体积砼的结构采取分层多次浇筑, 各施工层之间的结合均按照施工缝来处理。也就是薄层浇筑技术。这种技术能充分散发砼内的水化热。在施工过程中, 应注意每道程序的间歇时间, 如果间歇的时间太长, 会影响竣工, 同时也会使原来的砼对新浇筑砼产生约束力, 进而会在上下层砼结合面产生难以发现的裂缝, 如果间歇的时间过短则可能正处在下层砼的升温阶段, 表面温度高, 再覆盖上层砼, 就不利于下层砼的散热, 也可能造成上层砼的沉降问题, 提高裂缝的可能性。

2.2 二次振捣技术。

二次振捣技术, 对提高砼的抗裂性具有重要作用。大量的施工实践表明, 对已经完成浇筑但尚未凝固的砼加强二次振捣工作, 能有效避免砼由于水平钢筋下部产生的水分及空隙等, 以此提高钢筋与砼之间的凝聚力, 避免由于砼沉降而产生裂缝, 并能以此降低砼内微裂的现象。提高砼的密实度, 并增强砼的抗压强度约10—20%, 有效防止裂缝产生。

2.3 优化大体积砼的搅拌。

在传统的大体积砼搅拌过程中, 水分会与湿润的石子表面直接接触, 在砼逐渐成形或静置的过程中, 水就会向水泥砂浆和石子的界面集中, 最终在石子表面形成水膜层, 在砼已经硬化后由于存在水膜层, 就会造成界面的过度层趋向疏松多孔化, 减弱了硬化水泥砂浆和石子之间的粘结性, 进而成为砼结构中最薄弱的环节。对砼的抗压力及其他物理学性能造成不良影响, 改进大体积砼的搅拌方式能有效提高砼的极限拉伸力, 避免砼结构的收缩, 为了进一步保障砼的质量, 可以通过二次投料的砂浆裹石或者净浆裹石等搅拌技术, 既能防止水分过于向石子及水泥砂浆界面集中, 又能保障硬化后的界面过度层更密集, 并提高约10%的砼结构强度, 提高其极限抗拉值与抗拉强度。大量的施工已经证明, 在砼结构的强度基本趋同的情况下, 能够适当减少水泥用量, 也避免了水化热的产生。

3 桥梁工程大体积混凝土裂缝形成的原因及影响因素

在桥梁中, 基础和锚旋的设计强度较低, 多采用低标号的水泥, 单方混凝土的水泥用量小, 属于水工大体积混凝土一类;而桥墩、承台、主塔和主梁零号块的设计强度较高, 多采用高标号的水泥, 单方混凝上的水泥用量多, 属于桥梁大体积混凝上一类。桥梁大体积混凝土与水工大体积混凝土都属于大体积混凝土范畴, 有着大体积混凝土所共有的属性。如: (1) 结构尺寸和体积庞大, 混凝土用量巨大; (2) 对构件除平常的强度、刚度和稳定性以外, 还有整体性、防水性和抗渗性等要求; (3) 受温度应力的影响比较明显, 必须做好温控防裂措施等。但是, 它们也有属于各自的特点。与水工大体积混凝土相比, 桥梁大体积混凝土有以下的特点: (1) 单位体积的混凝土水泥用量较大, 水泥水化产生的热量较多, 绝热温升较大, 温度峰值较高, 内外温差和温度梯度较大, 升温和降温速度较快; (2) 体积相对较小, 部分结构为薄壁型结构, 中心最高温度位置距表面距离较小, 受外界气温的影响更明显; (3) 混凝土设计标号高, 按受力情况配筋且配筋率较高, 其温度应力受钢筋的影响较明显。

3.1 大体积混凝土裂缝形成的原因。

大体积混凝上常见的质量问题就是混凝上结构产生裂缝。开裂主要与水化热、温差、混凝土收缩等因素有关, 是由于混凝土的变形受到约束而产生的。如果没有约束, 则混凝土可以自由伸缩, 就不会出现裂缝。与约束有关的因素如下。 (1) 水化热与约束:大体积混凝土在浇筑振捣以后, 水泥开始产生大量的水化热, 由于混凝土表面散热的影响, 混凝土中心温度向表面递减, 由温度的不同导致混凝土内外变形不统一, 中心混凝上与边缘混凝土变形不一致, 因而产生温度应力。由所受约束的不相同而导致产生温度应力大小也不相同。当混凝上抗拉应力不能抵抗温度应力的作用时, 结构就会产生裂缝。 (2) 地基和老混凝土与约束:当混凝土浇筑在比较坚硬的基岩或老混凝土上时, 混凝上浇注初期的水化热升温, 产生膨胀, 受到岩石或老混凝土的约束, 将产生较小的压应力。这是因为早龄期混凝土的弹性模量小, 还处在塑性状态的缘故, 所以, 当后期出现较小的温降时, 即可将压应力抵消。 (3) 温差与约束:在施工期间, 外界气温的突然下降会引起混凝土开裂。因为, 外界气温下降越多, 则内外温差越大, 温差越大, 温度应力就越大。更本质地说, 由于温差大, 外部混凝土与中心混凝土的变形差变得更大, 变形差越大, 结构所承受的变形应力越大, 当应力差出现负值时, 则会出现裂缝。在实际工程中, 常采用多种方法使混凝土表面保温, 尽量减小内外温差, 从而减少变形差, 变形差小了, 则外部混凝土对内部混凝土的约束也小了。外部混凝土对内部混凝土的变形约束小到足以让内部混凝上伸缩而外部混凝土不会开裂。

3.2 大体积混凝土产生裂缝的影响因素。

大体积混凝上产生裂缝的影响因素和裂缝形成的原因有着直接的联系。因此, 追寻其产生的原因, 可知有哪些影响因素会使大体积混凝上产生裂缝。大体积混凝土在施工阶段及建成后所产生的裂缝, 是其内部矛盾发展的结果。实质就是约束与反约束的关系, 当约束的量小于反约束的量时, 不可避免会产生各种温度裂缝。因此, 如何控制约束和反约束的关系是重点。大体积混凝上产生裂缝, 一方面是混凝土由于内外温差而产生应力和应变;另一方面是结构物的外部约束和混凝土各质点间的约束, 而产生的应力和应变。一旦温度应力超过混凝土的抗拉应力时, 即会出现裂缝。

4 结语

大体积混凝土技术的实施运用是关系到浇筑施工质量以及工程造价的重要技术。随着社会的发展, 对此技术的要求更加严格, 针对大体积砼可能出现的施工技术问题来进行深入地思考分析, 研究出最为合适的解决方案是我们目前的主要任务。

摘要：大体积砼施工的技术十分复杂, 因此对于施工的技术有更高的要求。施工过程中常涉及到大体积砼的问题由于其具有体积较大、结构厚、钢筋密等特点, 因此对施工技术提出了更高的要求, 只有重视大体积砼的施工问题, 避免裂缝的产生, 才能确保施工质量。

关键词：大体积,砼,施工,技术,结构

参考文献

大体积混凝土测温报告 篇5

地矿所项目部

地矿所友谊路住宅楼 C35、P6大体积混凝土测温报告

一、工程概况

地矿所友谊路住宅楼由西安地质矿产研究所集资兴建，西安建筑科技大学建筑设计研究院设计，中天建设集团西安公司承建，西安普迈监理有限公司监理，商品混凝土由西安秦岭混凝土责任有限公司提供，自2002年6月25日16：30时开始浇筑，到6月28日11：00时浇筑结束，浇筑混凝土方量2300余方。该基础筏板为上下两层Ф25@100配筋，筏板形状尺寸为71.5*20.1米，厚度1.5米（电梯井部位厚度达到2.95米）；施工方案采用一次性连续浇筑。为了防止基础筏板中心温度与表层温度相差太大，产生有害裂缝，决定采用现场测温方式以监控混凝土内外温度变化，为混凝土施工及后期保温养护提供信息指导。

二、测温工具

温度计

三、测温点布置（详见附图）

四、主要控温措施

1、精选原材料，优化混凝土配合比，既考虑降低混凝土的绝热温升，也要注意提高混凝土的抗裂能力。

1采用级配良好，洁净的泾河1—3CM卵石，含泥量应小于1.0% ○2采用郭杜中砂，含泥量应小于2.0% ○

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地矿所项目部

3采用水化热较低的普通42.5R水泥 ○4掺用占水泥用量32%的优质Ⅱ级粉煤灰 ○5掺用sty-AⅡ型混凝土泵送剂和AEA-3膨胀剂，以减少水灰比○和收缩

6C35P6混凝土配合比为：秦岭42.5R水泥310 kg、粉煤灰100 ○kg、AEA-3 35 kg、sty-AⅡ13kg,中砂690kg,1~3cm卵石1100kg，水175kg。

2．加强保温保湿养护，严格控制混凝土内外温差。

大体积混凝土保温养护的目的，其一是减小混凝土表面的热量和水分损失，降低温度梯度，防止出现表面裂缝；其二是延长混凝土散热时间，使混凝土强度得以充分发展，应力松弛得以充分进行，以控制温度应力小于其抗拉强度，杜绝贯穿裂缝的产生。

本工程采取的主要保温保湿养护措施有：

①混凝土浇筑并抹压后覆盖一层塑料布和2~3层毛毯，毛毯应互相搭接20cm，以充分保温保湿。另外在覆盖不严的部位，如剪力墙、柱子根部24小时派专人用40~50ºC的温水浇水保湿。

②外墙插筋、剪力墙、柱子里面等处用毛毯填塞。③严格控制降温速率≤2 ~4ºC/d。

④延长拆模时间。

五、测温情况

混凝土测温工作及混凝土温度变化过程主要分为后浇带以东（8、9、10、11、12点）的升温、降温两个阶段，后浇带以西（7、6、5、中天建设集团西安公司

地矿所项目部 4、3、2、1点）的升温、降温两个阶段，共分四个阶段。1.6月25日~6月27日.后浇带以东部分浇筑起点是东北角部分（即11点处），从入模时的34ºC上升到最高71ºC。这一阶段混凝土温升速度快，绝对温升较高，平均温升速率1.61ºC/小时。主要原因在于气温偏高，日最高温度达33ºC，混凝土堆积较快；导致混凝土水化速度加快，水化热短时间内大量放出，使混凝土温升速度相应变快，绝对温升较高。随着两条自然浇筑带的形成，混凝土斜面分层连续推进，自然流畅，形成分层浇筑，从而避免了各层混凝土温峰的集中出现，有效降低了混凝土内部的绝对温升，其余几点升温速率有所降低，10#、12#点平均升温速率0.7ºC/小时；8#、9#点的平均升温速率为0.9ºC/小时，相比较8#、9#点的升温速率高于10#、12#点，主要是8#、9#点位于电梯井处，筏板厚度较厚（2.95米），从而也在8#点出现了最高温度78ºC。根据现场所测温度情况，逐步增加覆盖材料，特别在电梯井部位，覆盖层数达到了六层，从而也保证了混凝土表面温度保持在50ºC余度。2.6月27日~6月29日

后浇带以西部分，从27日3：00开始浇筑，由于当时下雨气温下降，入模时的温度为26ºC，这一阶段混凝土温升较慢，绝对温升较前期低。3#、5#点平均升温速率0.8ºC/小时，1#、2#、4#、6#、7#点平均升温速率为0.6ºC/小时，此部分最高温度出现在3#、5#点74.2ºC。

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这两个阶段测温工作的特点在于监控混凝土入模温度和混凝土内外温差，掌握温度变化信息，指导混凝土保温覆盖工作，对全场混凝土测温点进行全天24小时监控，每两小时巡测记录一次，并随时报告温度变化情况，对混凝土进行精确的覆盖保温。6月27、28根据实际温差情况，当时由于下雨气温下降增加一层毛毯保温，电梯井部位增加二层塑料布和二层毛毯。

3.6月27~7月7日

后浇带以东部分混凝土开始降温，8#、9#点从温峰时的78ºC下降到48ºC，平均降温速率3ºC/天，12#、11#、10#点平均降温速率为3.2ºC/天。这一阶段除6月27日上午下雨气温较低外，大部分天气以晴为主，日平均气温27ºC左右，为混凝土保温工作提供了较为有利的条件，整个降温阶段较为平稳，没有出现大的温度突变。

3.6月30~7月7日

后浇带以西部分混凝土开始降温，3#、5#点从降温时的74.2ºC到44ºC，平均降温速率3.7ºC/天。1#、2#、4#、6#、7#点平均降温速率为2.5ºC/天。

降温阶段测温工作重点在于控制降温速率，同时密切注意全场混凝土保养情况，避免混凝土因失水造成干缩开裂，则安排专人进行洒水养护，以确保混凝土始终处于湿养状态，同时检查硬化后混凝土表面养护情况。

以8#点混凝土温度发展情况绘制温度曲线图。

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六.测温结论

本工程采用了多项温控技术包括优选混凝土配合比、掺入粉煤灰、外部以塑料布复合毛毯覆盖保温等。由于测温点布置均匀合理，监控及时，特别在整个温控过程中，得到甲方、监理通力协作，在混凝土升温阶段和降温阶段分别严格控制了保温和保湿两个关键环节，从而使2300余方C35混凝土温度平稳过渡，全场混凝土未发现有害裂缝，温控符合本工程大体积混凝土施工方案，降温速率正常，混凝土质量好，为上部高层结构奠定了一个坚实安全的基础。

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大体积结构 篇6

关键词：建筑工程；大体积混凝土；混凝土加工；混凝土裂缝

中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0044-02

1 概述

建筑项目中，占据空间较大的混凝土构造由于截面较大、消耗水泥多的原因，从而使水泥水化后产生的水化热温度出现较大程度的改变，进而出现裂缝现象，无法保证工程质量。所以，当实施大量混凝土加工工作时，应该按照要求的施工标准进行实施，使工程质量得到保证。因为混凝土具有脆性的特点，因此，其结构发生各种裂缝很常见，甚至有时会因此造成无法预料的事故，所以改善大体积混凝土的自缩现象，是建筑工程中一项重要的工作。

2 造成大体积混凝土自缩的原因

自缩能力受水泥净浆的种类影响，其大小有所不同。铝酸盐水泥和早强水泥的自缩值较大，而中热、低热水泥的自缩值较小，矿渣水泥后期的自缩值较大（21d龄期时的自缩值大于普通水泥的自缩值）。水泥的细度对自缩值也起一定的作用，较细的水泥在早期表现出较大的自缩速度。

某建筑为一幢综合楼，地下室分为两层，钢筋混凝土筏形基本底板有3.0m之厚，表面大小是52.80m×16.70m，承台所消耗的混凝土为2645m3。商住楼地下只有一层，底板为1.80m厚，耗用1201m3混凝土。地下车库的底板有1.0m厚，混凝土用量为853m3，底板中间部分设置了一条后浇带。承台混凝土强度是C30，抗渗级别为S6，一共需要混凝土4699m3。施工设计方法为：

（1）为保证相邻已有建筑的安全，先施工商住楼、车库基础，后施工主楼基础，这样承台施工由浅入深，同时也降低了商住楼、车库的基坑降水投资。

（2）主楼承台分两层施工，每层厚1.5m，商住楼承台一次性浇完，将Φ50冷却循环散热水管设置在承台的中心水平区域，在离承台底300m、延承台表面至上100m安置50垂直散热水管，利用内散外蓄的方法减小大体积混凝土的温升值，浇筑带分段时一次性达到标准要求。为了防止浇筑时出现冷缝现象，混凝土应该现拌现用。

3 大体积混凝土结构施工所采取的措施

随着高层建筑与大型设备基础的增多，大体积混凝土断面大，水泥用量多，水泥水化后释放的水化热会使混凝土产生较大的温度应力和收缩应力，导致混凝土产生表面裂缝和贯穿裂缝，影响结构的整体性、耐久性和抗渗性。常用的措施如下：

3.1 减小水泥水化热

充分利用混凝土的后期强度减少水泥用量，每立方混凝土每减少10kg水泥用量，混凝土水化温度将降低1℃。尽量选择粒径大且级配良好的粗集料，掺加粉煤灰等掺加料，掺减水剂。在不影响钢筋布置的情况下，掺和不超过总量20%的石块。在混凝土内部预埋冷却水管，通入循环冷却水带走热量。

3.2 降低混凝土入模温度

炎热季节应防止砂石等受到太阳的直射，也可以通过喷洒水雾或者冷气解决此问题；采用温度较低的冷水搅拌混凝土。确保模内通风环境，增加内部的散热速率；加入缓型减水剂，防止水化热聚集在一块。

浇筑时按照分层分块的要求，有效处理施工缝和后浇带，从而降低约束要求，减轻了水化热的聚集力度。对大体积混凝土基础，可在与岩石地基或混凝土垫层之间设置滑动层，如刷沥青、铺卷材等，以消除嵌固作用，释放约束力。

3.3 提升混凝土的极限拉伸强度

挑选优良的粗集料，并掌控好砂石中泥的比重，加入一定量的膨胀剂，振捣要密实。采用二次投料法加强早期养护。根据大体积混凝土形状，在容易出现裂缝的区域增加钢筋的配置，从而收缩应力。

3.4 混凝土振捣

与塑性坍塌和均质性关系最密切的就是混凝土的振捣工程。若振捣不充分，就会使其密实度以及强度不达标，同时导致塑性坍塌更为严重，有裂隙现象；若振捣超出一定界限，则会有许多浮浆存在于混凝土外表，使均质性能下降。所以，当混凝土外表存在许多浮浆，同时气泡不再产生，就说明振捣程度达标。

3.4.1 使用振捣棒时，掌握好“快插慢拔”的技巧，所插的点大小基本一致，且保持在振捣棒工作半径的1.5倍范围之内，插入深度超过5cm，所用时长为15～30s。结束振捣后，再将其加工平展，使其均质性有所增强。

3.4.2 混凝土开始凝固之前，实施二次振捣工作确保其更加密实，从而可以避免出现塑性坍塌裂隙现象。

3.4.3 在进行浇筑配筋密实性强的构造或是使用坍塌度较大的混凝土过程中，完成振捣后，出现离析现象很正常，这是因为外层的骨料使用量不够，增加自缩，导致裂缝。为了改善工程质量，在浇筑过程中保留某一厚度，结束后在外表洒固定量5～15mm瓜子片，开始第二回振捣，从而提高其均质性能。

3.5 严控地下室顶部混凝土的浇筑

混凝土的构成、均质性和初期不足的现象都直接受到其浇筑条件、先后次序、出料高度的影响，所以应给予一定的应对策略。

3.5.1 进行人力、物力的合理安排。人力应确保工程的正常进行，利用搅拌机掌握混凝土的使用。从它出料之后，必须保证利用最少的时间和运输次数送到使用工地。

3.5.2 工艺流程应实际可行。按照泵送混凝土的特征，遵循“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”原则。该方法可以有效地配合泵送工作，大大减少了输送混凝土的管道拆洗、加长的工序，增强了泵送工作能力，使其泌水清理简单化，缩短间隔时长。因为超厚大体积泵送混凝土外层存在较厚的水泥浆，应在浇筑完毕后多次滚压，使其密实，防止裂隙现象的出现。

3.5.3 在炎热气候条件下，混凝土入模时的温度不宜超过30℃。应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃。宜安排在傍晚开始浇筑，不宜在早上浇筑，以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升。

3.5.4 严禁雨雪天时进行混凝土浇筑工程，否则会改变其实际的配料比。

3.5.5 为了防止由于厚度较大，坍塌大，减弱混凝土的均质性，一般进行分层浇筑。在此过程中，上层的混凝土必须在下面的混凝土刚凝固之前就结束浇筑工作，不然两层之间就会产生很强的内部约束力，使混凝土紧密性减弱。浇筑变截面的过程中，很可能出现塑性坍塌的裂隙，所以刚开始必须浇筑比较深的区域，停止1～2小时之后，再进行比较薄的区域。

3.5.6 浇筑的过程中，混凝土的均质性能也受到其进料的高度作用，如果高度过高，很可能会出现混凝土的离析现象，使均质性能降低，所以一般都使用串筒或溜槽。

3.6 细部加工

3.6.1 收缩差会随着外墙和边柱的配筋比例差异而有所差别，其相连地方必须安装1～1.5mΦ10×200、伸入深度为20cm的钢筋，以避免出现应力聚集程度较大而造成纵向裂隙的问题。

3.6.2 因为底板配筋是以双向Φ25伸入基础梁一、二排主筋中间部分设计，这样就增加了底板以及柱节点部位板面混凝土保护层的厚度，所以为了避免有裂隙现象发生，可以将Φ8×200双向钢筋网片铺设在柱边1m范围之内。

3.6.3 对拉螺杆露出的部位，其全部外墙都要切除，采取ZY比例为10%的1∶2水泥砂浆进行严封；针对穿外墙的全部管路都要进行防水加工。

3.7 完善混凝土储热的养护工序

混凝土浇筑、振捣结束之后，需再起外层盖一张塑料薄膜，同时铺两层麻袋，并且按时洒水进行养护工作，防止其由于蒸发过快，降低了内外温度差。按照测得的实际温度，如果还有必要进行更强的保温工作，就应该适当地再加盖一些麻袋等。应该等到混凝土整体的温度与其外层温度相差不大的时候才可拆掉模板。因为应用的是循环水降低混凝土的温度方式和效果较好的保温策略，其内外温差保持在10℃以下，所以当去掉保温物料的时候，并没有裂隙现象的出现，并且其各种试验项目也都达到预期目标。在浇捣工作完毕后的28d，采取超声波仪进行检测，也没有检测出不良裂隙的存在，这些足以说明此项工程中的所有方案都是科学的，被大家认可的。

4 结语

简而言之，大体积混凝土被人们广泛地应用在大型建筑基础、桥梁、自来水清水池、沉淀池等工程建设中，所以，在施工过程中，应该特别注意掌握好其工作技巧，确保每项工作的有效性，从而达到建筑的项目要求。

参考文献

[1] 刘建军.确保坝式路堤质量的施工措施[J].甘肃科技，2005，（11）.

[2] 郭艳秋，高淑华，史军.影响混凝土抗压强度因素分析及控制措施[J].民营科技，2010，（8）.

[3] 杜娟，李红喜.水泥混凝土冬季低温施工措施[J].科技风，2010，（18）.

大体积结构 篇7

山东省聊城市人民医院医疗保健中心工程基础筏板施工中采用大体积砼结构超长无缝施工技术, 不仅砼质量得到保证, 施工速度快而且获得了一定的经济效益和社会效益。以山东省聊城市人民医院医疗保健中心工程为例对大体积砼结构超长无缝施工技术进行分析和研究, 以便将该技术进行推广应用。

1 工艺原理及适用范围

1.1 工艺原理

在砼中掺入一种或几种外加剂降低砼水化热的峰值, 克服砼水化过程因收缩而产生的裂缝, 解决大体积砼在不留设后浇带、施工缝的情况下砼浇注的连续性、一次性浇筑成型, 砼成型后采取有效的保温保湿养护措施和监控措施, 确保不发生超长砼结构因冷缩和干缩而产生的开裂。

1.2 适用范围

适合砼结构厚度1 800 mm以内大体积超长, 需一次性连续浇筑成型的砼结构。

2 大体积砼结构无缝施工工艺特点及所用材料和机具

2.1 工艺特点

(1) 大体积砼超长无缝施工宜采用预拌商品砼, 砼施工配合比计量准确, 质量得到保证。

(2) 外加剂采用复合型外加剂, 泵送砼确保砼连续浇筑一次成型, 既降低了劳动强度, 又缩短了工期。

(3) 无缝施工技术保证了结构的整体性, 提高了工程质量, 增加了结构的整体性。

2.2 材料和用具

根据聊城市人民医院医疗保健中心工程的要求, 其砼强度等级C40, 抗渗等级P8, 坍落度160～180 mm。按此操作要求, 我们提高的原材料及施工配合比见表1。

施工中所用保温材料:建筑毛毡、草帘子、0.2厚黑色塑料布

施工的机具设备:备用发电机、砼输送泵、振动棒及电机、激光经纬仪、水准仪

监控器具:温度计、测温管、热电阻温度传感器。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

3.2 操作要点

(1) 原材料的选用

一定要符合配合比要求, 特别是粉煤灰、外加剂等材料要选用质量稳定, 具有一定生产规模的厂家。砼尽可能采用预拌商品砼, 特殊情况下现场搅拌时要严格控制施工配合比、砼的坍落度。砼浇筑时尽可能在最短的时间内将砼一次浇筑成型。

(2) 砼的浇筑和养护

(a) 浇筑视砼输送设备而采用从一端向另一端浇筑, 或由中间向两端同时浇筑 (砼输送设备2套或2套以上可用此法施工) 。

(b) 严格控制流水施工段的宽度, 确保与施工方案同步, 否则前后相邻两次浇注的砼在初凝前不能衔接形成冷缝, 不能成为一体。

流水施工段的最大宽度Bi=K×Q×t/ (h×Li)

K-保险系数, 一般取0.7～0.9

Q-每小时流水施工段砼输送量

t-砼初凝时间

h-流水施工段砼的浇筑厚度

Li-流水施工段的长度

分层斜面浇筑简图见图2。

(c) 分层斜面浇筑是砼连续浇筑的关键。分层厚度与砼结构厚度、砼的坍落度及振动棒的有效范围有关。砼结构厚度是分层厚度的依据, 砼的坍落度是分层厚度的主要因素, 坍落度的大小决定砼形成斜面的长度, 振动棒的有效范围是分层厚度的次要因素。开始浇筑时, 先振捣出料口处砼, 使之形成自然坡度, 然后由下至上成行列式全面振捣。第一层浇筑完后再从第一层起点浇筑第二层, 禁止逆向浇筑。依次类推直到浇筑完最后一次砼。振捣时振捣棒要插入下层砼5～10 cm确保砼上下层成为一整体。为控制砼的自由流动可在流水施工段边界处支挡临时模板, 减少砼的随意流动。大体积砼浇筑一般都有泌水发生, 采用C40P8砼, 细粉料较多, 坍落度控制在160～180 mm不会产生泌水现象。

(d) 砼初凝前3～4 h对砼进行一次重复振捣, 成型后的砼表面要进行两次抹平压实, 第三遍应压实收光以减少水分蒸发, 时间控制在砼初凝前完成。压光后做保温、保湿养护。

(e) 根据砼内部中心温度计算公式:T1 (t) =Tj+Th·ξ (t) 及保温材料验算公式δ=0.5Hλ (Ta-Tb) /[λ (Tmax-Ta) k], 制定保温措施对砼进行保温、保湿养护, 再根据测温信息对砼进行养护作动态调整, 确保砼内部核心与砼表面的温差不超过25 ℃。

(f) 砼的防开裂、防裂缝是大体积砼结构超长无缝施工技术解决的最主要的质量问题之一, 施工中采取的措施有:

①掺加粉煤灰, 减少了水泥用量, 降低水化热, 减少水灰比, 同时改善了混凝土的和易性, 增加了混凝土的可泵性。

②掺加复合型NC-P4外加剂。它集泵送、膨胀、缓凝、引气、减水等效果于一身, 降低了水灰比, 改善了砼的和易性, 延长了砼的初凝时间, 使砼有良好的可泵性, 增强了砼的抗裂、抗渗功能, 提高了砼的抗硫酸盐侵蚀能力及耐久性, 并且便于投料, 操作简单。

③在底板与侧壁转角处增设斜向构造筋, 改善该部位的应力集中。

④做好混凝土的保温保湿养护, 缓慢降温, 降低温度应力, 避免暴晒。

⑤侧模宜选用木质竹胶模板并规定合理的拆模时间, 延续降温时间和速度, 降温速率控制在1-1.5 ℃/天。

⑥加强内外温差监控, 实行情报信息化施工, 防止有害裂缝出现。

4 质量标准

拆模后, 应由监理 (建设) 单位、施工单位对外观质量和赤寸偏差进行检查, 作出记录, 并应及时按施工技术方案对缺陷进行处理。

4.1 外观质量

根据外观质量缺陷对结构性能和使用功能影响的严重程度, 按下表确定。现浇结构外观质量缺陷。

大体积混凝土结构裂缝的成因分析 篇8

某工程为框架-剪力墙结构, 共有27层。地下室为混凝土筏板式基础属大体积混凝土结构, 混凝土强度等级设计为C30。笔者以某高层建筑施工为例, 结合多年的施工经验, 对高层建筑大体积混凝土结构的裂缝成因分析与控制措施作探讨。

2 大体积混凝土结构裂缝的成因

由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大, 在其硬化期间, 其内部水泥水化过程中所释放的水化热不易散去, 必然使内部温度升高和体积膨胀, 而混凝土表面的散热条件相对较好, 温度反易下降, 硬化时混凝土收缩, 外界条件对混凝土又有约束作用, 从而产生温度应力和收缩应力, 这就是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要原因。大体积混凝土裂缝的类型主要包括温度裂缝和干缩裂缝等。

2.1 温度裂缝

水泥水化是一个放热的化学反应过程, 其间产生相应的水化热, 水泥放出的热量为500 J/g, 假如以水泥用量300~550 kg/m3来计算, 混凝土将放出15 500~27 500 k J/m3的热量, 这些热量可使混凝土内部温度提高64℃左右, 且多数水泥水化热在约3 d内释放出来。混凝土是热的不良导体, 由于大体积混凝土截面尺寸很大, 产生的大量水化热不易散发, 内部温度不断上升, 而混凝土表面散热较快, 使混凝土内外产生温度梯度, 在昼夜温差较大时, 内外温度差扩大, 内部混凝土热胀变形产生压力, 外部混凝土冷缩变形产生拉力, 由于此时混凝土抵抗强度较低, 当混凝土内部拉应力超过其抗拉强度时, 混凝土便产生裂缝。其特点是裂缝产生在混凝土浇筑后的3~5 d, 初期出现的裂缝较细, 如不采取措施, 随着时间的发展裂缝继续扩大, 甚至达到贯穿的情况。

2.2 干缩裂缝

混凝土浇筑后仍处于塑料性状态时, 由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝。这类裂缝多在混凝土表面出现, 外形不规则和长短不一。其主要原因是混凝土浇筑后3~5 h, 其表面没有被覆盖, 在天气炎热或大风干燥天气条件下, 混凝土表面水分蒸发很快, 或者是被基础、模板吸水过快, 以及混凝土本身的高水化热等原因造成混凝土体积急剧收缩, 而此时混凝土强度极小, 不能抵抗这种变形力而导致开裂, 从混凝土中蒸发和被吸收水分的速度越快, 这种干缩裂缝越易产生。而预拌混凝土公司为了满足施工现场的可泵性、流动性, 其出机混凝土坍落度和砂率较大, 加之夏季高温中为降低坍落度损失以及大体积混凝土中均掺缓凝剂, 早期强度较低, 因此水分轻易散失, 混凝土表面易形成裂缝。

3 大体积混凝土结构裂缝的控制措施

大体积混凝土出现温度裂缝的主要原因是混凝土内部与表面有较大的温度差, 因此控制混凝土内部与表面的温度差就是防止大体积混凝土出现裂缝的最重要的措施;而大体积混凝土出现干缩裂缝是由于存在于水泥凝胶孔隙中的水分而发生的毛细管张力造成了混凝土的收缩, 即混凝土内的水分不断蒸发, 引起显著的体积收缩。

3.1 混凝土配制方面的控制措施

1) 水泥品种的选择。应优先选择水化热较小的矿渣硅酸盐水泥或者火山灰水泥, 在满足混凝土技术参数的前提下, 尽量降低混凝土中的水泥使用量, 才能降低混凝土内部温升。

2) 骨料的选择。根据设计要求, 尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的砾石, 这样既可以减少用水量, 也可以降低水泥用量, 同时也可以减小混凝土的收缩和泌水现象。要严格控制砂石骨料的含泥量, 在保证混凝土强度及流动条件下, 尽量少用水泥, 降低混凝土内部温升。选择细骨料, 宜采用平均粒径较大的中粗砂, 降低混凝土的干缩, 减少水化热, 对混凝土的裂缝控制有重要作用。

3) 选择适当的外加剂。宜采用缓凝剂、减水剂, 掺合料宜选用粉煤灰、矿粉等。掺加适量的减水剂, 在增加混凝土流动性、和易性的同时, 减少用水量, 且能提高水泥水化率, 在水泥用量不变的情况下增加混凝土的强度, 可降低水泥用量, 从而降低水泥水化热的产生, 同时明显延缓水化热释放速度, 达到降低混凝土内外温度梯度的目的;矿物掺合料的掺入能在保证混凝土强度及坍落度要求的情况下, 降低单方混凝土水泥用量, 进而降低水泥水化热。

3.2 施工方面的控制措施

1) 大体积混凝土的浇筑。大体积混凝土在浇筑时, 尽量降低混凝土的出机温度和入模温度。混凝土的入模温度降低, 能够在一定程度上降低混凝土内部温度值, 对控制混凝土的内表温差有利。夏季砂石材料应避免阳光直射并可喷涂水雾或冷气预冷, 用冰水搅拌混凝土。保证模内通风, 加速模内热量散发。掺入缓凝型减水剂, 避免水化热集中产生。施工前应考虑到混凝土结构大小, 钢筋布置的疏密、预埋冷却管道及混凝土供应情况等因素。根据混凝土的不同布局, 采用全面分层、分段或斜面分层的连续浇筑方法, 并在每一处混凝土初凝之前, 被上一层新混凝土覆盖, 并浇捣完毕。

2) 大体积混凝土结构施工过程注意事项。大体积混凝土结构施工最主要的问题就是如何减少水化热的产生, 防止混凝土开裂。在保证强度的前提下考虑采用低水化热的水泥、加入适量外加剂以降低水化热。注意事项包括: (1) 监测混凝土内部、表面及环境温升情况, 控制混凝土温升; (2) 延缓混凝土降温速率; (3) 减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸值; (4) 改善边界约束和构造设计; (5) 可考虑分层施工, 但时间不要太长, 以免层间结合力不足;预埋冷却水管, 通冷水散热, 待水化热散去后, 再用细石将混凝土孔洞填实。

3) 大体积混凝土的养护。大体积混凝土结构的养护不仅要满足强度增长的需要, 还应通过人工的温度控制, 防止因温度过快降温变形而引起混凝土的开裂。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点: (1) 混凝土结构中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时, 不大于25~30℃; (2) 拆模时混凝土的温差不能超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差; (3) 采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋冷却水管, 通入冷却水来降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行, 还有常见的投毛石法, 均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂; (4) 保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料 (如草袋、锯木、湿砂等) , 使混凝土表面有缓慢的散热过程, 混凝土获得必要的强度, 以控制混凝土的内外温差在24℃以内; (5) 在混凝土表层布设抗裂钢筋网片, 以防止混凝土收缩时产生干裂。

4 结语

该工程地下室基础大体积混凝土结构, 按大体积混凝土结构施工工艺, 精心组织施工, 提高混凝土抗裂性能, 加强混凝土密实性、混凝土养护得到保证。工程施工完成, 经检验未发生混凝土裂缝, 取得良好的经济效益。

[ID:001116]

摘要：裂缝是大体积混凝土最容易出现的质量问题, 裂缝直接影响结构安全和正常使用, 笔者结合工程实例, 分析了大体积混凝土裂缝产生的原因和机理, 并提出了控制裂缝的几项预防措施。

关键词：高层建筑,大体积混凝土,裂缝,预防措施

参考文献

[1]李志清.大体积混凝土底板施工裂缝的控制[J].沈阳建筑工程学院学报, 2000, 22 (6) :13.

[2]张波.大体积混凝土温度裂缝的产生原因及控制措施[J].北京工业职业技术学院学报, 2007, 6 (1) .

大体积结构 篇9

关键词：大体积混凝土,裂缝成因,控制措施

1 大体积混凝土产生裂缝的可能成困

1.1 收缩裂缝。

混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩, 对于大体积混凝土, 这种收缩更加明显。

1.2 温差裂缝。

混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

1.3 安定性裂缝。安定性裂缝表现为龟裂, 主要是因水泥安定性不合格而引起的。

2 裂缝控制的设计措施

2.1 精心设计混凝土配合比。

在保证混凝土具有良好工作性的情况下, 应尽可能降低混凝土的单位用水量, 采用“三低 (低砂率、低坍落度、低水灰比) 、二掺 (掺高效减水剂和高性能引气剂) 、一高 (高粉煤灰掺量) ”的设计准则, 生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。

2.2 增配构造筋即温度筋, 提高抗裂性能。

应采用小直径、小间距的配筋方式, 全截面的配筋率应在0.3~0.5%之间。

2.3 避免结构突变产生应力集中现象, 在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

2.4 在易裂的边缘部位设置加强筋, 提高该部位的配筋率, 提高混凝土的极限抗拉强度。

3 裂缝控制的材料措施

3.1 尽量选用低热或中热水泥 (如矿渣水泥、粉

煤灰水泥) , 或利用混凝土的后期强度 (60~90d) 以降低水泥用量, 减少水化热 (因为每加减10kg水泥, 温度会相应增减1℃, 水化热与水泥用量成正比) 。在条件许可的情况下, 应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。

3.2 适当搀加粉煤灰。

混凝土中掺用粉煤灰后, 可提高混凝土的抗渗性、耐久性, 减少收缩, 降低胶凝材料体系的水化热, 提高混凝土的抗拉强度, 抑制碱骨料反应, 减少新拌混凝土的泌水等。

3.3 选择级配良好的骨料。

骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%~83%, 因此在选择骨料时, 应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。

3.4 适当选用高效减水剂和引气剂, 这对减少

大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量, 改善新拌混凝土的工作度, 提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

4 大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算

4.1 明确大体积混凝土构件尺寸及浇筑时当地近一段时期工程环境气候状况。

根据构件尺寸, 可以确定所需泵车数目、人员数量及混凝土总方量, 以预估浇筑时间, 由此明确每小时混凝土供应量和供应保障措施。依据工程所在地环境气候状况, 确定环境气温, 预测浇筑当天的环境气温, 拌制混凝土时原材料的实体温度 (以实测为主) 。

4.2 确定混凝土运输距离, 这就要求在现场总

平面布置时要综合考虑, 尽量缩短现场集中搅拌站距浇筑大体积混凝土结构部位的运输距离。

4.3 热功计算所采用的混凝土配合比 (即现场

浇筑时所采用的混凝土配合比) , 混凝土的配合比特别是所采用的水泥品牌、规格、型号、数量是影响混凝土收水时温度高低的关键。

4.4 明确混凝土拌制所用各种原材料的重量、比热、热当量、拌制温度 (实测) , 计算混凝土的拌和温度。

4.5 根据实测室外气温、运距及转运次数、浇

筑捣固时间、混凝土泵送距离 (或时间) 计算混凝土浇筑温度 (即混凝土入模温度) 。

5 裂缝控制的施工措施

5.1 混凝土搅拌站情况, 在方案中要明确混凝

土搅拌站生产能力、供应能力, 要明确混凝土所用各种原材料的备料情况及混凝土所用原材料的供应能力和保障措施, 以使在大体积混凝土浇筑时保证浇灌的连续性。

5.2 针对某一特定工程所采用混凝土配合比

说明, 在编制方案时要依据工程特点、地区情况、施工环境、气候等条件等确定配合比。同时附上混凝土所用原材料的产地、规格、型号和相应技术指标及有资质单位出具的配比单和各种原材料的检 (试) 验报告。

5.3 计量和拌制要求, 混凝土配比确定后, 拌

制前, 应对搅拌所用各种衡器具、检 (测) 试设备进行检定, 以保证计量的准确, 并在方案中附上相关检定合格证明材料。

5.4 混凝土的运输和浇筑, 方案中应考虑混凝

土在拌制完成后至浇筑现场的运输方式、距离及影响, 如因情况特殊造成混凝土长距离运输时, 为保证浇筑连续性要充分考虑混凝土的初凝时间, 为满足工程需要, 在做混凝土试配工作时, 还应考虑在混凝土中添加缓凝剂延长混凝土初凝时间, 并明确浇筑时浇筑方式、方法、泵送情况。

5.5 混凝土的养护, 编制方案时, 应考虑大体积混凝土的温差梯度, 明确混凝土养护措施、方法及降温方式。

5.6 温度的控制措施与监测, 大体积混凝土的

温度控制首先应考虑混凝土拌制时集料温度控制措施, 再就是混凝土生产温度控制措施, 混凝土运输温度控制措施, 泵送过程中的温度控制措施, 养护阶段温度控制措施, 测温安排, 混凝土拌制监测、测温方式及测温点布置情况、要求, 测温周期安排等控制手段及措施。

6 大体积混凝土的温控施工现场监测及养护工作

6.1 测温管的制作:由于电厂建筑工程中大体

积混凝土结构形式不是特别复杂及结构工程量也不得很大, 因此在施工时不采用电子测温仪而采用制作测温管预埋的方法进行测温也是可以满足要求的。

6.2 测温点的布置:

测温点的布置必须具有代表性, 原则上在基础的中部, 边、角和结构尺寸变化较大的地方进行布置。

6.3 测温的时间:

砼浇注完6至10小时开始测温。3天内, 每2h测温一次;龄期4~7天内, 每4h测温一次, 7天后每8h测一次, 14天后结束测温或实测混凝土阶梯温差小于20度时为止, 每次测温同时必须测出周围环境的温度。

6.4 混凝土养护:

混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温, 先在混凝土表面覆盖塑料布进行严密保护, 由于其具有保水性, 使混凝土结构处于一个相对湿润的环境中进行养护, 如覆盖层内湿度不足, 可适当派人浇水养护, 但浇水后必须保证保湿层的覆盖严密。由新浇筑的混凝土水化速度比较快, 在盖上塑料布后根据测温情况行保温保养, 保温材料的选择和保温厚度的增减根据热工计算和现场实测温度的情况进行具体操作, 最终目的为防止混凝土结构内外温差超过25度。基础上部的柱、墙插筋部位是养生的难点, 要特别注意盖严, 防止造成温差较大。

7 大体积混凝土浇筑后裂缝控制计算

其计算步骤大体分为八步: (1) 计算混凝土绝热温升值; (2) 求混凝土实际最高温升值; (3) 计算混凝土水化热平均温度; (4) 计算混凝土基础截面上任意深度的温差; (5) 计算各龄期混凝土收缩变形值、收缩当量温差及弹性模量; (6) 计算各龄期混凝土的综合温差及总温差; (7) 计算各龄期混凝土松弛系数; (8) 计算最大温度应力。

8 结论

大体积混凝土施工过程中, 裂缝控制措施的设计、混凝土配比的确定及原材的控制、浇筑前热功计算、编制合理的实施计划并严格予以落实、以及浇筑后裂缝控制计算、保温材料的选择都对混凝土的最终质量有着重要作用, 因而, 在大体积混凝土的整个施工阶段的工作要求各方人员积极配合, 认真研究分析, 做好事前控制、事中控制和事后控制, 针对质量影响因素, 采取控制措施, 特别是施工管理人员的质量控制意识不能松懈, 这些只要都做到位了, 肯定能够保证大体积混凝土的施工质量。

参考文献

[1]建筑施工手册大体积混凝土温度控制[Z].

大体积结构 篇10

关键词：大体积,超长结构混凝土,收缩应力,膨胀加强带,干燥收缩,配筋率,养护

近年来, 发现有不少新建成或正在施工的大型商住楼中, 其地下室大部份为大体积及超长结构。由于结构整体性及地下室防水的要求, 取消地下室底板所有后浇带, 导致采用超长结构混凝土无缝施工技术推广应用越来越广泛。

1 超长结构无缝施工裂缝控制的基本原理

在混凝土中掺加适量的膨胀剂, 通过水泥的化学反应, 使混凝土产生适量膨胀, 在钢筋和临位混凝土限制下, 在钢筋混凝土中建立0.2～1.0MPa的预压应力, 可大致抵消混凝土收缩时产生的拉应力, 防止混凝土开裂。同时, 与水泥水化反应生成的钙钒石晶体属针状、棒状晶体、填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔, 使混凝土的抗渗防水防腐能力大大提高, 从而达到混凝土结构自防水的目的。

下面从收缩应力角度对超长无缝施工裂渗控制进行分析, 工民建的整体式基础, 箱形基础的底板, 其特点是厚度 (或高度) H远小于长宽尺寸L, 当H/L≤0.2时, 板在温度收缩变形下, 离开端部区城, 板的全截面而受拉应力较均匀, 在地基约束下, 将出现水平方向应力&x。从工程实践可知, &x是设计主要控制应力, 是引起垂直裂缝的主要应力, 其最大值&max出现在板截面的中点, 见图1。

当&max超过混凝土的抗拉强度 (Rt) 板中部出现第一条垂直裂缝;开裂后, 每块板的水平应力重新分布, 最大应力&x出现在每块板的中部, &x>Rt, 又形成第二批裂缝, 见图2, 这种裂缝的有序排列在工程中见到。为防止这种有序裂缝的出现, 工程中靠设置后浇带来释放收缩应力, 这是控制裂缝的主要措施之一。

为控制混凝土的裂缝, 最常用的方法是设置后浇带和永久伸缩缝, 采用掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土是以抗为主, 抗放结合的裂缝控制原则, 裂缝控制的大原则是, 以防为上策, 以补为下策。

从以下方面应力公式可知:

其中:

Cx——水平阻力;

H——板厚;

E——混凝土弹性模量, 后浇缝只在较短的间距 (L) 的范围对削减收缩应力 (&max) 起显著作用, 超过一定长度, 即使设后浇带也没有意义, 按理论计算, 削减&max的有效间距为30～55m。

2 膨胀加强带的原理与施工要点

⑴膨胀加强带要求设置在混凝土收缩应力发生的最大部位, 一般的就是长度方向的中间位置, 对于超长普通混凝土伸缩缝设置距离很长的超长连续无缝施工的混凝土, 可设置多条膨胀加强带。膨胀加强带作用主要有两个方面: (1) 膨胀加强带混凝土的设计强度应比相邻的非膨胀加强带混凝土的设计强度提高5MPa, 从而提高膨胀加强带混凝土的抗拉强度, 提高最易开缝部位的抗拉强度, 防止混凝土在最易开缝的部位开缝; (2) 膨胀加强带混凝土掺量应比带外混凝土掺量提高一些, 一般应提高到8%～10%。从而提高最易开裂部位的膨胀率, 消除该部位混凝土内的预应力, 避免混凝土开裂。

⑵膨胀加强带宽2m。带的两侧布置Ф5mm, 网格尺寸为40×40mm的钢丝网, 将带内混凝土与带外混凝土分隔开, 钢丝网垂直布置在上下层 (或内外层) 钢筋之间, 两端分别绑扎在上下层 (或内外层) 钢筋上。

⑶膨胀加强带内增设 (10～15) %水平温度钢筋。并均匀布置在上下层 (或内外层) 钢筋上。水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布, 两端积压伸出膨胀加强带2m, 并固定在上下层 (或内外层) 钢筋上。 (水平温度钢筋的配制以配筋率高低而确定) 。

⑷膨胀加强带做法:带内混凝土强度等级比带外混凝土强度等级高5MPa, 带外混凝土膨胀剂掺量为6%～8%, 带内混凝土膨胀剂掺量为8%～10%。

⑸材料方面:

(1) 减水剂的应用。关于混凝土干缩 (干燥收缩) 的机理解释有计多理论, 其中以Powers.T.C等人研究提出的混凝土的干缩毛细管张力理论被公认为影响最大, 根据这一理论认为, 由于存在水泥胶凝孔隙中的水分而发生的毛细管张力造成混凝土的收缩, 即混凝土中存在有极细的孔隙 (毛细管) , 水从中逸出, 在这些毛细管中产生毛细管张力使混凝土产生变形, 造成干缩, 而这种干缩变形又受水泥浆中的毛细管的大小和数量所左右。因此, 要降低混凝土的干缩, 就必须设法降低毛细管的数量或降低毛细管的表面张力。后者国内已有人在从事此方面的研究, 但还未广泛应用。毛细孔是由于混凝土中满足水泥水化成水泥石以外的多余的水分蒸发后形成的, 要减少毛细孔生成直接有效的方法就是采用减水剂减少混凝土拌和用水量, 从而减少混凝土中的游离水蒸发时遗留下来的毛孔体积。

(2) 缓凝剂可推迟最高温升出现时间。混凝土的绝热温升随水泥用量增加而提高, 一般可达40～70℃, 与环境温度出现温差效应, 其持续时间达30～60d。有研究表明, 当混凝土内温差为10℃时, 产生冷缩值约0.02%～0.04%, 很容易超过混凝土的极限拉伸变形造成开裂。在大体积混凝土中掺加缓凝剂可延缓水泥的水化反应, 水化热也随之降低, 水化温升高峰出现的时间也相应推迟, 对混凝土绝热温升有延峰、削峰的作用。虽然缓凝剂的掺加不能减少水泥的总发热量, 但可有效的减小混凝土的内外温差。在缓凝剂的使用上须注意缓凝时间长引起的泌水现象。

(3) 膨胀剂。虽然掺加减水剂可减少毛细管的生成数量从而降低干缩。但是研究结果表明, 每100克水泥浆体可蒸发水份约6毫升, 当混凝土在干燥条件下, 毛细孔中的水逸出产生毛细压力, 使混凝土产生毛细收缩, 由此引起水泥浆的干缩值为0.001～0.002, 混凝土的干缩值达0.0035～0.006, 即使减水剂的减水功能使毛细孔减少而降低干缩, 也很容易超过混凝土的极限拉伸变形0.015%～0.030%, 从而引起开裂。在大体积混凝土中掺加缓凝剂的状况也同样无法保证不生产温差裂缝, 掺加膨胀剂, 配制补偿收缩混凝土具有膨胀与强度发展协调, 膨胀的后期回落小, 膨胀发挥作用快, 有效膨胀能高等特点。在混凝土中掺加, 与水泥水化形成大量膨胀结晶钙矾石, 使混凝土适度膨胀, 在钢筋和邻位限制下其限制膨胀率 (ε2) 为0.025%～0.05% (配筋率μ=0.79%) , 钢筋弹性模量 (Es) 取2×105MPa, 则在钢筋混凝土结构中建立预应力 (0c) :

这一预压力抵消结构在收缩过程中产生的全部或大部分拉应力, 另一方面, 膨胀推迟了混凝土开始收缩的时间, 使混凝土的抗拉强度有时间得到较大的增长, 而增长的抗拉力有利于抵抗收缩应力。针对普通采用早强水泥, 水化速度加快, 早期收缩增大的现象, 有着良好的早期膨胀性能, 伴随着混凝土收缩的开始, 膨胀迅速产生避免早期收缩裂缝生产。另外, 抗裂计算的结果结合实际情况先确定所需限制膨胀率, 然后以限制膨胀率确定生产配方的方式来生产, 确保了在大体积及超长结构混凝土中补偿收缩所必须的膨胀。

2.1 结构设计

对于大体积混凝土和超长结构都应适当提高含钢率, 尽可能选用较大的与筋率及较小的钢筋直径, 适当增加水平温度筋;在截面变化及受力复杂处适当增加配筋, 并进行抗裂验算, 方能有效地减少收缩裂缝。单靠掺加外加剂而没有结构措施是解决不了钢筋混凝土干缩和裂缝问题的。

2.2 施工方面

2.2.1 配合比设计

设计配合比时可考虑使用VG (全部胶凝材料与水占混凝土的体积比) 这一参数, VG主要与混凝土的体积稳定性 (收缩与徐变等) 密切相关。对于骨料最大粒径Dmax不大于40mm的混凝土, VG应不超过35%。

2.2.2 施工措施

⑴在炎热气候或大体积混凝土施工中尽量降低混凝土原材料的模温度, 选用中低热水泥, 埋入冷却管, 保水保湿养护, 掺入粉煤灰或缓凝剂等, 以期降低因温差带来的混凝土冷缩变形。

⑵通过机械手段 (如浇注时加强混凝土振捣工艺) , 最大限度地提高混凝土的密实性, 减少混凝土结构中的大孔, 降低混凝土的总孔隙率, 从而使混凝土的干缩值减少。

⑶尽可能使混凝土缓慢地降温, 缓慢地收缩, 使其在变形不大的条件下由于徐变作用, 其内力随时间的延长面逐渐减小, 即应力松弛, 从而达到提高混凝土极限拉伸变形的目的。

⑷混凝土成型后要及时养护。养护时间不少于14d, 过早暴露在大气中, 混凝土内的水分将迅速蒸发造成毛细管网彼此连通, 加大混凝土的收缩, 出现龟裂。养护时间不少于14d, 是以大量实验为依据的。实验表明, 当养护期少于14d时混凝土由于早期失水, 强度增长缓慢, 收缩率则按对数比例增大。如果这段时间养护得好, 混凝土各方面性能都好。14d后水泥水化速度逐渐变慢, 强度增加也缓慢, 继续养护固然有好处, 但停止养护也对混凝土的质量影响不大了。

大量的工程实践证明, 采用补偿收缩混凝土, 可连续浇筑超长混凝土结构不留缝而不裂。减少了分缝处理带来的麻烦, 大大缩短了工程, 提高了结构的整体性。需要强调的是, 不是在混凝土中掺入补偿收缩剂后所有的问题都能解决, 在科学设计的基础上, 如何把好施工质量关, 也是很重要的, 在材料方面, 必面选择收缩小的水泥、砂、石并根据工程的特点和部位, 合理确定水泥品种和补偿收缩剂掺量以及混凝土的砂率和水泥质量, 配置出膨胀能适中, 补偿收缩性能好, 施工容易, 强度有保证, 科学合理的补偿收缩混凝土。在施工中, 针对工程特点和补偿收缩混凝土的特性, 采取合理的浇筑, 振捣养护等措施, 只有采取综合措施才能收到实效。

参考文献

大体积砼的质量控制 篇11

【关键词】 水泥；大体积砼；裂缝；控制

大体积砼具有结构厚大、配筋密集、砼方量多、施工技术要求高等特点。但由于大体积砼水泥水化热的作用和散热条件的限制，使砼在硬化初期中心产生很高的温度，而砼表面受气温影响而相对温度较低，形成内外温差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力；同时，由于大部分的大体积砼均为地下结构，当结构冷却时，受地基的约束较大，不能自由收缩，在结构中产生拉应力。当这两种因素引起砼内的拉应力超过一定限值时就会出现裂缝，危及结构。因此，大体积砼除了满足普通砼施工要求外，关键要严格控制砼温差和温升。在砼降温的过程中应尽量降低降温速度，避免产生裂缝，保证砼质量。

1 原材料的选用

1.1水泥：在保证砼强度的前提下，尽量采用低标号水泥。一般普通硅酸盐水泥发热量比矿渣水泥高，但普通硅酸盐水泥比矿渣硅酸盐水泥收缩小，导热效果好，对防止混凝土收缩裂缝有利。矿渣硅酸盐水泥早期的水化热与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热约低20%-30%。水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，使混凝土水灰比改变，而在掏水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝土的粘结力和整体性。所以水泥应根据工程环境适宜选用。

1.2掺加粉煤灰：在砼中掺加粉煤灰，既可增加和易性，又可减少水泥用量，降低水化热。相关试验表明，每立方米砼的水泥用量每增/减10kg，其水化热引起的砼温度相应升/降1～1.2℃，掺加粉煤灰在大體积砼施工控制中作用明显。所以大体积砼在保证强度及和易性的前提下，应提高粉煤灰的掺量，以降低单方砼的水泥用量。

1.3外加剂：外加剂的选择很重要，使用前应详细了解该产品特性，要选用缓凝减水剂，延长浇筑时间，减少拌和用水，放慢水化凝结速度，使砼温度上升不快不高，相应也减少水泥用量，降低水化热。

2 砼拌和与浇筑

2.1粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。骨料级配良好，填充紧密，可降低水泥用量，相应水化热降低。

2.2在设计许可的情况下，采用砼60d强度作为设计强度，充分利用砼的后期强度，减少单方砼中的水泥用量。

2.3砼施工时间尽量错开高温时段，让砼温较易控制，也可减少部分配套措施，降低成本费用。

2.4条件允许，骨料可预先水冷，拌和用水可加冰块，降低砼出机温度。

2.5砼的运输过程尽量简捷，且需做好保湿保温工作，防止水分蒸发，砼温受热升高，不利于砼温前期控制。

2.6由于大体积砼整体性要求高，必须连续浇筑一气呵成，避免形成冷缝，工程中，可根据现场灵活采用分段分层的方法进行施工。每个浇筑层范围及厚度根据浇筑能力计算确定，在满足不出现冷缝的条件下，尽可能扩大浇筑范围，错开层与层之间浇筑推进的时间，以利于散热。

2.7改善和加强模内的通风，加速模内温度的散发，加强施工中的温度控制。砼初凝前进行二次抹压，砼二次压实抹光后，再用木刷子拉毛，以消除砼干缩、沉降和塑性收缩产生的表面裂缝，增加砼内部的密实度。砼抹压完毕后，上面覆盖塑料薄膜，根据内外温差情况及时加强草包覆盖养护，做好砼保温保湿养护工作，缓慢降温充分发挥砼的徐变特性。

3 砼温监测与控制

温度监控的最终目的是为了掌握砼内部的实际最高温升值和砼中心至表面的温度梯度，保证规范要求的内部与表面的温差小于25℃及降温速率。

3.1设置测温点进行温度监测，可用预埋钢管布置成测温孔，这种方法在多处工程中使用，简单方便，也满足测温要求。预埋钢管根据现场布置编号，顶口要求进行保护，防止砼或垃圾灌入。测温点的布置必须具有代表性和可比性，测温点每处设置三个不同深度的测点，沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，每组间距根据实际情况确定。温度宜按以下指标控制：最高温升≤300C，内表温差≤250C，降温速度≤1.50C/d，测温及记录由专人负责，浇筑后即开始测温记录，在升温阶段每小时测一次，浇筑完毕3天内每4小时测温一次，第3天到第8天每6小时测温一次，第8天到第15天每8小时测温一次，第15天到第30天每12小时测温一次，同时需测大气温度和砼表面温度并做好测温记录，认真绘制温度变化曲线图。如有异常情况，需整理资料分析原因，并及时采取适当控制措施。

3.2砼温控方法

3.2.1降温法：砼内部预埋管道，在砼浇筑成型后，通过循环冷却水降温，从结构物的内部进行温度控制。具备条件使用这种方法时，应注意注入冷却水的水温控制及水循环的时间控制，冷却水与砼内部温差不可过大，水循环时间不可过长，保证砼的降温速率在规范要求之内。

3.2.2保温法：即砼浇筑成型后，通过保温材料、碘钨灯或定时喷浇热水、蓄存热水等办法，提高砼表面及四周散热面的温度，从结构物的外部进行温度控制。保温法基本原理是利用砼的初始温度加上水泥水化热的温升，在缓慢的散热过程中（通过人为控制），使砼获得必要的强度。这种方法较易掌握，应用较广，能满足较多工程砼温控制要求。

4 大体积砼问题解析

大体积砼内易出现裂缝，裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。

但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。

对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。

作者简介：廉鹏飞，男，（1977.5），研究方向：建筑工程施工与管理

（作者单位：大连房屋建设监理有限责任公司东港分公司）

大体积结构 篇12

1 温度裂缝产生原因分析

1.1 水泥水化热的影响

由于温差较大引起的内约束裂缝。混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热,水泥水化热是大体积混凝土中主要温度因素,是大体积混凝土内部热量的主要来源,水化热温升一般高达15 ℃～25 ℃。水泥在水化过程中要产生一定的热量,混凝土在硬结过程中,由于水泥的水化作用,在最初几天会产生大量的水化热,混凝土表面的散热条件好,热量可向大气中散发,温度上升较少;而在大体积混凝土内部,由于结构截面厚大,混凝土自身导热不良,形成热量积累,使水化热聚集在结构内部不易散发,从而引起混凝土温度升高和体积膨胀,内外形成温度梯度,产生内约束,使得混凝土内部存在压应力,面层存在拉应力,当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时,混凝土表面就产生了裂缝。另外,由于混凝土的导热性能较差,在混凝土浇筑初期,其弹性模量和强度都较低,温度应力也较小,随着混凝土龄期的增长,弹性模量和强度随之提高,对混凝土降温变形的约束较大,因而,会产生很大的温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,则混凝土也会产生裂缝。这种温差一般仅在表面处较大,离开表面就很快减弱,因此裂缝只在接近表面的范围内发生,危害也较小。

1.2 外界气温变化影响

由于结构温差较大,受到外界的约束引起的外约束裂缝。当大体积混凝土浇筑在约束地基上,又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束,超过混凝土的抗拉极限强度时,在混凝土中产生裂缝。裂缝一般较深,严重的甚至成为贯穿裂缝,影响正常使用。外界气温变化,也会引起混凝土内部温度变化,外界气温的变化可分为三类:年变化、中间变化及日变化。年变化对混凝土的影响深度最大,中间变化及日变化则直接影响混凝土结构的表面应力和裂缝。在大陆性气候地区及寒冷地区,外界温度变化是混凝土产生裂缝的主要因素。

2 控制温度裂缝的技术措施

2.1 优化结构设计

1)合理配筋,避免应力集中。虽然钢筋在混凝土结构中承担抗拉应力,但是由于一般大体积混凝土结构的配筋率极小,往往对大体积混凝土温度应力的影响很小。然而,合理的配筋,仍可以减轻混凝土裂缝的严重程度。同时,在孔洞周围及转角处,易由于应力集中产生裂缝,因此在这些薄弱环节部位,增配斜向钢筋,可以避免裂缝出现。构造配筋在结构设计中十分重要,它对结构抗裂的影响很大,在设计中应注意加强,如采取对连续式板不采用分离式配筋,而采用上下两层连续式配筋,对钢筋混凝土梁增配构造钢筋等措施。2)合理选择混凝土结构形式与强度等级。为了避免裂缝出现,在梁板设计中尽量采用中低档混凝土等级(C25～C35),利用其后期强度。同时工程结构设计中应当特别注意混合结构的约束状态,尽可能降低结构的约束度。钢筋保护层厚度过薄,对耐久性不利,过厚会增加开裂宽度和开裂率,所以应根据耐久性要求的最小允许厚度确定保护层厚度。

2.2 改善约束条件

结构的变形有三种,即自由变形、约束变形和实际变形,其中只有约束变形产生约束应力,当约束变形超过建筑材料的极限拉伸时,便引起了裂缝。合理的分缝能减轻混凝土的约束作用,缩小约束范围,现行规范的伸缩缝规定是把结构长度看作控制开裂与否的唯一因素,而事实上引起结构裂缝的原因是综合性的。后浇带是处理分缝处的一种措施,其间距可通过最大浇筑量计算确定,后浇带混凝土宜选用膨胀水泥配制,混凝土强度等级比原结构提高一级,浇筑时间应在主体结构浇筑完40 d后。

2.3 施工工艺控制

1)原材料的选择。a.水泥的确定。水泥是大体积混凝土中的关键组分,水泥品种的选择应根据大体积混凝土的特点及结构自身特点,选用中、低热的水泥品种,由于混凝土升温的热源是水泥水化热,改选用低热水泥可以大大降低水化热,减少混凝土温升。在选择低热水泥的同时我们还应注意到,有些水泥水化热较低,但强度也低,要满足强度要求,势必会增大水泥的单位用量,这样使混凝土的发热量反而增加更多,所以水泥品种的选择,水泥用量的控制是大体积混凝土温度裂缝控制的重要环节。b.骨料的确定。由于大体积混凝土有它的特殊性,在满足规范对砂石骨料要求的前提下,大体积混凝土应选用自然连续级配的骨料来配置,由于大体积混凝土多为泵送混凝土,砂子的粒径要均匀,分布在中砂区;石子应选择均匀坚固、含泥量小、级配优良的,同时应严格控制粗细骨料的含泥量,这样的混凝土有较好的和易性,较少的水泥用量、用水量以及较高的抗压强度。c.拌合料的选择。目前大体积混凝土中普遍使用的拌合料为粉煤灰,粉煤灰的品种选择、质量控制仍是一个必须重视的问题,从现场使用情况来看,不合格的粉煤灰含碳量较高,使混凝土需水量提高,降低了混凝土的强度,影响混凝土的耐久性,笔者认为使用掺合料时,其技术性能指标仅仅达到规范标准要求是不够的,还要合理选择,才能达到降低混凝土温度裂缝出现几率的目的。2)混凝土的生产和运输。在大体积混凝土施工中,热应力的控制手段主要是控制混凝土内外温差ΔT。ΔT=Tp+Tr+Tδ。其中,Tp与混凝土拌制和出机温度有很大关系,控制混凝土的出机温度可以降低混凝土的温升,减小混凝土的内表温差。对出机温度的控制,较为有效的办法是控制水泥温度,降低骨料温度,在环境温度较高时,可采取搭设遮阳装置的措施,也可浇水降温,还可在拌合水中加入冰屑,对混凝土进行预冷。冬季施工时,将混凝土温度控制在5℃左右,以降低水化热。3)混凝土的浇筑和养护。混凝土浇筑的方法很多,如分层浇筑法、斜面分层浇筑法、跳仓法和后浇带法等。浇筑过程中,振捣混凝土时,考虑到泵送混凝土的坍落度,振捣器要垂直,点到为止,减少石子沉降,这对大体积混凝土的均质性有一定的好处。混凝土浇筑到设计标高后,在混凝土即将初凝前,用铁抹子将不规则裂缝闭合,然后马上覆盖,进行养护。新浇混凝土的养护一般采用以下几种方法:潮湿养护;养护剂涂层;自动给水养护;保温养护。4)测温。在混凝土浇筑前将测温探头埋置于基础内,按基础厚度上下分层设置,混凝土浇筑完毕后12 h开始测温,每隔2 h一次,5 d后可延长到每4 h一次,12 d后每6 h一次。测温时同时记下环境温度,以便控制温差,当大气温度与混凝土中心温度不大于20℃时,可解除保温措施。

综上所述,混凝土的物理力学性质决定了裂缝是不可以避免的,但是,它的有害程度是可以控制的,从结构设计、施工技术、材料质量、环境状态等方面采取措施综合治理,能够达到良好效果。

摘要：针对温度裂缝是大体积混凝土最常见、也是最棘手的问题,重点介绍了大体积混凝土温度裂缝产生的原因及防止温度裂缝产生的主要技术措施,通过这些措施的有效实施,达到了防止裂缝产生的目的。

关键词：大体积混凝土,温度裂缝,原因,控制措施

参考文献

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