《土木畢業(yè)設(shè)計論文[大體積混凝土]》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《土木畢業(yè)設(shè)計論文[大體積混凝土]（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、...WD... 中國石油大學(xué)〔華東〕現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 題 目：淺談建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用研究 學(xué)習(xí)中心： 年級專業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 導(dǎo)師單位： 中國石油大學(xué)〔華東〕遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院 論文完成時間： 2016 年 12 月 3 日 中國石油大學(xué)〔華東〕現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 畢業(yè)設(shè)計〔論文〕任務(wù)書 發(fā)給學(xué)員： 1．設(shè)計(論文)題目：淺談建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用研究 2．學(xué)生完成設(shè)計(論文)期限： 2016 年 12 月

2、 27 日至 2017 年 7 月 31 日 3．設(shè)計(論文)課題要求：論文主體要符合一般學(xué)術(shù)論文的寫作標(biāo)準(zhǔn)，具備學(xué)術(shù)性、科學(xué)性和一定的創(chuàng)造性。論文應(yīng)文字流暢，語言準(zhǔn)確，層次清晰，論點清楚，論據(jù)準(zhǔn)確，論證完整、嚴(yán)密，有獨立的觀點和見解。畢業(yè)設(shè)計〔論文〕內(nèi)容要理論聯(lián)系實際，涉及到他人的觀點、統(tǒng)計數(shù)據(jù)或計算公式的要標(biāo)明出處，涉及到的計算數(shù)據(jù)要求準(zhǔn)確。如因保密做過技術(shù)處理的數(shù)據(jù)需做說明。 4．實驗〔上機、調(diào)研〕局部要求內(nèi)容： 論文開題前應(yīng)充分調(diào)研，以掌握目前研究的狀況等；參與工程實踐

3、，列舉工程實例進展分析。 5．文獻查閱要求：應(yīng)仔細(xì)查閱相關(guān)研究論文、參考書等相關(guān)資料。要求查閱10篇以上相關(guān)中外文獻。 6．發(fā) 出 日 期： 2016 年 12 月 27 日 7．學(xué)員完成日期： 2017 年 5 月 20 日 指導(dǎo)教師簽名：

4、 學(xué) 生 簽 名： 摘 要 隨著經(jīng)濟的開展和科學(xué)技術(shù)的進步，建筑物越來越高，規(guī)模越來越大，大體積混凝土應(yīng)用越來越普遍。因而，采取有效措施來保證大體積混凝土的質(zhì)量顯得尤為重要。由于大體積混凝土具有截面大、水泥用量大、內(nèi)外溫差大、溫度收縮應(yīng)力等特點，容易導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫，影響建筑工程質(zhì)量。因此對大體積混凝土施工技術(shù)進展研究是十分必要的。本論文分別從混凝土溫度控制、配合比設(shè)計、二次振搗、澆筑與養(yǎng)護、溫度監(jiān)測、后澆帶留置與處理、冬期施工等方面，淺談建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用研究。 關(guān)鍵詞：大體積混凝土，裂縫，施工技術(shù)，應(yīng)用 目錄 第1章 前

5、言2 1.1大體積混凝土定義2 1.2 大體積混凝土的特點2 1.3大體積混凝土的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.4裂縫的種類及成因2 第2章大體積混凝土溫度裂縫控制2 2.1控制混凝土溫升2 2.1.1 選用中低熱的水泥品種2 2.1.2 摻加外加劑2 2.1.3 粗細(xì)骨料選擇2 2.1.4 控制溫度應(yīng)力2 2.1.5大體積混凝土配合比2 2.2 控制混凝土的拌制、澆筑、振搗2 2.3加強混凝土的養(yǎng)護2 2.4.1 大體積混凝土的養(yǎng)護要求2 2.4.2大體積混凝土的養(yǎng)護措施2 2.4加強混凝土的溫度監(jiān)測工作2 2.5后澆帶與施工縫2 2.6冬期施工2 第3章 結(jié)

6、論2 參考文獻2 致 謝2 第1章 前言 在現(xiàn)代工程建設(shè)中大體積混凝土有了廣泛的應(yīng)用，如用大體積混凝土澆筑的大壩、高層建筑的地下室底板以及很多大型設(shè)備根基。由于大體積混凝土體積大，水化熱也大，水化熱與環(huán)境的交換路徑長，造成構(gòu)造內(nèi)部產(chǎn)生了極不均勻的溫度分布，嚴(yán)重時可引起混凝土開裂，因此大體積混凝土構(gòu)造施工質(zhì)量直接影響建筑工程的施工質(zhì)量。施工單位需要采用先進的施工技術(shù)來更好地控制大體積混凝土施工質(zhì)量，從而保證建筑工程的質(zhì)量，進而促進建筑的開展。 1.1大體積混凝土定義 對于大體積混凝土的文字定義，目前尚無統(tǒng)一概念。美國混凝土學(xué)會〔ACI〕曾規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，

7、其尺寸之大，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂〞。日本建筑學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)〔JASS5〕規(guī)定：“構(gòu)造斷面最小尺寸在80cm以上，水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界溫度之差預(yù)計超過25℃的混凝土為大體積混凝土〞。在我國，混凝土構(gòu)造物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土[1]。 1.2 大體積混凝土的特點 大體積混凝土與一般混凝土是不同的，綜合來看，大體積混凝土具有以下方面的特點：①混凝土體積大，塊體厚。②在澆筑方面，大體積混凝土構(gòu)造需要的澆筑量比普通體積混凝土構(gòu)

8、造連續(xù)澆筑量大，且對混凝土整體性的要求更高。③大體積混凝土構(gòu)造水化熱會提高混凝土內(nèi)部的溫度。④對于厚度在150厘米以上的混凝土，需充分考慮水平分層施工的設(shè)置以降低水熱化對混凝土帶來的影響[2]。 在施工期間大體積混凝土構(gòu)造中往往會由于溫度變化而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力或因施工階段的變化而導(dǎo)致應(yīng)力的急劇變化。要把這些應(yīng)力限制在允許范圍內(nèi)是很不容易的，因此大體積混凝土中易出現(xiàn)溫度裂縫。 1.3大體積混凝土的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 大體積混凝土的使用開場于混凝土水壩的建造，在1900年前，由于建造的混凝土水壩體積小，混凝土強度低，水化熱低，放熱時間長，因此混凝土的溫度應(yīng)力很小。后來隨著壩體增大，雖然水泥放熱較

9、小，但內(nèi)部蓄熱量大，溫度應(yīng)力增大，壩體裂縫的控制顯然成了大問題。到了1930年工程師認(rèn)識到水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力是裂縫開展的主要原因，從此開場了對大體積混凝土的全面研究，并提出了各種控制措施[3]。 〔1〕采用低水化熱水泥 最初美國人在1932-1935年建造Morris壩時，首次研制了低水化熱水泥，即限制水泥中C3A、C3S的含量，以便降低水泥的水化熱。后因此種水泥的強度增長速度太慢，又逐漸使用C3S含量較高的中熱水泥。后來又參加了火山灰、粉煤灰、蛋白石粉、浮石粉等，被逐漸將目標(biāo)集中在粉煤灰和礦渣上并為其制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。隨后開發(fā)了效果更好地低水化熱膨脹水泥。 〔2〕降低水泥用量

10、美國在1930年之前建大壩水泥用量較多，最低為225kg/m3，雖然強度符合要求，但總出現(xiàn)裂縫，后來降低水泥用量，使膠凝材料的用量為160kg/m3左右〔含摻合料〕。后來又采用在混凝土中埋入大粒徑石頭的措施來降低水泥用量和吸收混凝土中的熱量。 〔3〕開發(fā)新的混凝土施工工藝 已經(jīng)開發(fā)和采用的方法有：合理進展分縫分塊、混凝土通倉縱縫澆筑法、使用強力振搗設(shè)備、用聚合物浸漬混凝土等。 〔4〕降低混凝土澆筑溫度 通過低溫走廊預(yù)冷混凝土降低混凝土澆注溫度、用摻冰的水拌合混凝土等。 〔5〕降低混凝土澆筑塊的溫度 最常用的方法為在混凝土中預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)冷卻水帶走水化反響熱，降低大體積混凝土中

11、的溫度。 〔6〕混凝土外保溫控制大體積混凝土內(nèi)外溫差 實踐證明這是一種簡便有效經(jīng)濟的措施，尤其適用于普通民用建筑物的根基筏板和設(shè)備的根基等。 1.4裂縫的種類及成因 混凝土是由水泥漿、砂子和石子組成的水泥漿體和骨料的兩相復(fù)合型脆性材料。存在著兩種裂縫：肉眼看不見的微觀裂縫和肉眼看得見的宏觀裂縫。 微觀裂縫是混凝土本身就有的，它的寬度僅2～5pm，主要有三種形式的微觀縫：砂漿與石子粘結(jié)面上的裂縫，稱為粘著裂縫；穿越砂漿的微裂縫，稱為水泥石裂縫；穿越骨料的微裂縫，稱為骨料裂縫。微觀裂縫在混凝土構(gòu)造中的分布是不規(guī)那么、不貫穿的，并且肉眼看不見，因此有微觀裂縫的混凝土可以承受拉力。 寬度不

12、小于0.05mm的裂縫稱為宏觀裂縫，宏觀裂縫是由微觀裂縫擴展而來的?；炷翗?gòu)造的裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種，一是由外荷載引起的；二是構(gòu)造次應(yīng)力引起的裂縫，這是由于構(gòu)造的實際工作狀態(tài)和計算假設(shè)模型的差異引起的；三是變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起的構(gòu)造變形，當(dāng)變形受到約束時便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時就產(chǎn)生裂縫田。 混凝土的宏觀裂縫按其成因有荷載裂縫、變形裂縫、施工裂縫、堿骨料反響裂縫。根據(jù)它們在構(gòu)造中的分布區(qū)域，一般可分為貫穿裂縫、深層裂縫及外表裂縫三類。 混凝土外表裂縫一般是在干縮變形和混凝土自身溫度場變化的內(nèi)部約束或由于氣溫驟降而引起的。外表混

13、凝土冷卻受內(nèi)部熱混凝土的約束而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，當(dāng)它們大于混凝土同齡期的抗拉強度時裂縫就會發(fā)生。如果不受其它因素的影響，一般不會形成貫穿裂縫或深層裂縫。內(nèi)部裂縫是在澆筑塊頂面上出現(xiàn)外表裂縫后，再在其上澆筑新混凝土，那么原來的外表裂縫就變成了內(nèi)部裂縫。深層裂縫是出現(xiàn)在脫離根基約束范圍以外的外表裂縫，在經(jīng)歷一個較長降溫的過程以后，如果內(nèi)部溫度較高，在混凝土塊內(nèi)部將形成一個溫度梯度比較陡的復(fù)雜溫度場，從而使裂縫向縱深開展，形成深層裂縫，其內(nèi)部仍是連續(xù)的。根基貫穿裂縫是切斷混凝土構(gòu)造的大裂縫。混凝土澆筑溫度過高加上混凝土水化熱溫升，形成混凝土的最高溫度，當(dāng)降到施工期的最低溫度時，即產(chǎn)生根基溫差，這種由于

14、均勻降溫產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，當(dāng)其大于同齡期混凝土的抗拉強度時就產(chǎn)生裂縫。根基貫穿裂縫是混凝土變形受外界約束而發(fā)生的，它的整個斷面均受拉應(yīng)力，只要產(chǎn)生裂縫，就會形成貫穿裂縫。 微裂縫是所有混凝土構(gòu)造都具有的，它的存在是正常的現(xiàn)象。它雖然對混凝土構(gòu)造的變形、強度有影響，但在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中就已經(jīng)考慮到微裂縫對混凝土強度和抗裂性能的影響，對具體的構(gòu)造不需另加研究。但微裂縫的存在，構(gòu)造受力作用時，就會開展成宏觀裂縫。其 基本過程是原始粘結(jié)裂縫的逐漸擴大和新的粘結(jié)裂縫的出現(xiàn)，產(chǎn)生少量穿越砂漿的裂縫，穿越砂漿的裂縫開展較快，并出現(xiàn)局部穿越骨料的裂縫，各種裂縫迅速開展并逐漸貫穿，形成貫穿裂縫。[4] 第2章大體

15、積混凝土溫度裂縫控制 2.1控制混凝土溫升 大體積混凝土構(gòu)造在降溫階段，由于降溫和水分蒸發(fā)等原因產(chǎn)生收縮，再加上存在外約束不能自由變形而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。因此，控制水泥水化熱引起的溫升，即減小了降溫溫差，這對降低溫度應(yīng)力、防止產(chǎn)生溫度裂縫能起釜底抽薪的作用。為控制大體積混凝土構(gòu)造因水泥水化熱而產(chǎn)生的溫升，需采取相應(yīng)的施工措施。 2.1.1 選用中低熱的水泥品種 混凝土升溫的熱源是水泥水化熱，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥以及盡量降低單位水泥用量。為此，施工大體積混凝土構(gòu)造多用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥。 2.1.2 摻加外加劑 為了滿足送到現(xiàn)場的商品混凝土具有一定坍落度，如單純增

16、加單位水泥用量，不僅多用水泥，加劇混凝土收縮，而且會使水化熱增大，容易引起開裂。因此應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿? 1、減水劑：混凝土材料是由水泥、砂石骨料、化學(xué)外加劑和外摻礦物活性材料組成的復(fù)合材料，其性能是由各組成材料的性能和摻量〔配合比〕決定的，低熱補償收縮大體積混凝土也是一種混凝土。其性能也由其組成材料的性能和摻量決定。依據(jù)現(xiàn)有材料的特性，分析配制低熱補償收縮大體積混凝土的可行性。目前國際上通用的高效減水劑主要有兩類：第一類是以磺酸鹽甲醛縮合物為代表的磺化煤焦油系減水劑，第二類是以三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物為代表的樹脂系減水劑。高效減水劑屬陰離子外表活性劑，在其很長的碳?xì)滏溕虾写罅康臉O性基，當(dāng)

17、它吸附于水泥顆粒外表時，在水泥顆粒周圍形成了擴散雙電位層，使水泥顆粒相互排斥而保持較好的分散狀態(tài)，并使水的外表漲力降低，從而大大提高了水泥漿體的流動性。和未摻高效減水劑的混凝土相比，采用同樣的塌落度，摻高效減水劑的混凝土可大大減小水灰比。高效減水劑使用后，不僅能降低水灰比，而且能使混凝土拌合物中的水泥更為分散，從而使硬化后的空隙率及孔隙分布情況得到進一步改善。 通過試驗，在同樣水灰比情況下，摻高效成水劑的混凝土28天強度比不摻高效成水劑的混凝土要多，且塌落度增加很大。在保證一樣塌落度條件下，摻高效減水劑的混凝土3天和7天強度能提高50%～70%，28天強度提高40%以上。木質(zhì)素磺酸鈣屬陰離子

18、外表活性劑，對水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng)，并能使水的外表張力降低而引起加氣作用。因此，在混凝土中摻入水泥重量0.25％的木鈣減水劑〔即木質(zhì)素磺酸鈣〕，它不僅能使混凝土和易性有明顯的改善，同時又減少了10％左右的拌合水，節(jié)約10％左右的水泥，從而降低了水化熱。近年來，開發(fā)一種新型“減低收縮劑〞，常用的有UEA，AEA，是摻入后可使混凝土空隙中水分外表張力下降從而減少收縮的新材料，它可減少收縮40％～60％，但是能否起到有效地控制收縮裂縫的作用，還應(yīng)注重其適用條件和后期收縮。 因此，要提高混凝土的強度，摻高效減水劑是很有效的措施。但是，摻高效減水劑的混凝土拌合物凝結(jié)時間可稍許提前并且塌落度損失較快

19、。因此，大體積混凝土施工時易使用緩凝型高效減水劑。摻入緩凝高效減水劑既可減少混凝土的單位用水量，滿足稠度的要求，又能提高混凝土的和易性，延緩混凝土的凝結(jié)時間，降低水化熱。 2、膨脹劑：膨脹混凝土的膨脹性能主要來源于膨脹水泥或摻加膨脹劑的水化作用。目前應(yīng)用較多的是UEA混凝土膨脹劑，它是一種特制的硫鋁酸鹽膨脹劑，主要由無水硫鋁酸鈣。它加到普通水泥中與水拌合后，使混凝土的強度和膨脹開展相協(xié)調(diào)。膨脹混凝土的強度分自由膨脹強度和約束膨脹強度。自由強度常隨膨脹值增加而下降，而約束強度那么有所提高。因一定的膨脹結(jié)晶能夠使混凝土更加致密，毛細(xì)孔減小，界面構(gòu)造得到改善，從而使強度提高。在混凝土中摻入膨脹劑，

20、混凝土在硬化過程中產(chǎn)生體積膨脹，這局部膨脹可以局部或全部補償硬化過程中冷縮和干縮，減少或防止混凝土的開裂。 3、粉煤灰：粉煤灰是從燒煤粉的鍋爐煙氣中收集的粉狀灰粒，國外把它叫做“飛灰〞或者“磨細(xì)燃料灰〞。把粉煤灰摻入混凝土中，就制成粉煤灰混凝土因為這種混凝土能夠節(jié)約礦物資源和能源，減少環(huán)境污染，改善混凝土性能，因此它是一種經(jīng)濟的改性混凝土，開發(fā)利用粉煤灰混凝土技術(shù)已引起國內(nèi)外工程界人士的高度重視。粉煤灰的礦物組成相當(dāng)復(fù)雜。目前在混凝土中應(yīng)用較多的低鈣粉煤灰主要有六 種礦物組分，即玻璃微珠、海綿狀玻璃體、石英、氧化鐵、碳粒，硫酸鹽等。這六種礦物的含量較多，對粉煤灰的影響也較大。由于，粉煤灰具

21、有火山灰活性效應(yīng)，在混凝土中摻入粉煤灰可以提高混凝土的密實性。齡期越長，反響越完全，混凝土越密實，混凝土的強度也越高。同時，粉煤灰具有膠凝作用和減水作用(優(yōu)質(zhì)粉煤灰)。在混凝土中摻加粉煤灰，改善了混凝土的和易性，降低了水灰比，減少了多余水份蒸發(fā)后形成的孔隙，粉煤灰取代局部水泥后，早期水化熱明顯降低，對于大體積混凝土工程摻粉煤灰的混凝土能使溫度峰值顯著降低，出現(xiàn)峰值溫度的時間也能推遲。但是，摻入粉煤灰后增加了混凝土的干縮，并且早期強度有所降低，這在實際工程中應(yīng)予以注意。 綜上所述，在大體積混凝土中摻入U型膨脹劑能使混凝土產(chǎn)生適度微膨脹來補償收縮，在有約束的條件下，在混凝土中建設(shè)自應(yīng)力，混凝土凝

22、固后，仍存在微弱的膨脹和內(nèi)應(yīng)力，可補償混凝土的收縮；摻入粉煤灰，改善了混凝土的和易性，增加了膠凝物質(zhì)，降低了混凝土的水灰比，減少了多余水份蒸發(fā)后形成的孔隙。粉煤灰替代水泥，使水化熱明顯降低，對于大體積混凝土工程，可降低混凝土內(nèi)部溫度；摻入高效減水劑和緩凝劑可減少混凝土單位用水量，滿足稠度要求，提高混凝土和易性，滿足泵送要求，并能延長凝結(jié)時間，降低水化熱。[5] 2.1.3 粗細(xì)骨料選擇 為了到達(dá)預(yù)定的要求，同時又要發(fā)揮水泥最有效的作用，粗骨料應(yīng)到達(dá)最正確的最大粒徑。對于大體積鋼筋混凝土，粗骨料的規(guī)格往往與構(gòu)造物的配筋間距、模板形狀以及混凝土澆筑工藝等因素有關(guān)。宜優(yōu)先采用以自然連續(xù)級配的粗骨

23、料配制混凝土。因為用連續(xù)級配粗骨料配制的混凝土具有較好的和易性、較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強度。在石子規(guī)格上可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、級配良好的石子。因為增大骨料粒徑，可減少用水量，而使混凝土的收縮和泌水隨之減少。同時亦可減少水泥用量，從而使水泥水化熱減小，最終降低了混凝土的溫升。當(dāng)然骨料粒徑增大后，容易引起混凝土的離析，因此必須優(yōu)化級配設(shè)計，施工時加強攪拌、澆筑和振搗工作。根據(jù)有關(guān)試驗結(jié)果說明，采用5～25mm石子每立方米混凝土可減少用水量15kg左右，在一樣水灰比的情況下，水泥用量可減少20kg左右。 粗骨料顆粒的形狀對混凝土的和易性和用水量也有較大的影響。因此，粗骨料

24、中的針、片狀顆粒按重量計應(yīng)不大于15％。細(xì)骨料以采用中、粗砂為宜。根據(jù)有關(guān)試驗資料說明，當(dāng)采用細(xì)度模數(shù)為2.79、平均粒徑為0.38的中、粗砂，它比采用細(xì)度模數(shù)為2.12、平均粒徑為0.336的細(xì)砂，每立方米混凝土可減少用水量20～25kg，水泥用量可相應(yīng)減少28～35kg。這樣就降低了混凝土的溫升和減小了混凝土的收縮。 泵送混凝土的輸送管道除直管外，還有錐形管、彎管和軟管等。當(dāng)混凝土通過錐形管和彎管時，混凝土顆粒間的相對位置就會發(fā)生變化，此時如混凝土的砂漿量缺乏，便會產(chǎn)生堵管現(xiàn)象。所以在級配設(shè)計時適當(dāng)提高一些砂率是完全必要的，但是砂率過大，將對混凝土的強度產(chǎn)生不利影響。因此在滿足可泵性的前

25、提下，應(yīng)盡可能使砂率降低。另外，砂、石的含泥量必須嚴(yán)格控制。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)歷，砂、石的含泥量超過規(guī)定，不僅會增加混凝土的收縮，同時也會引起混凝土抗拉強度的降低，對混凝土的抗裂是十分不利的。因此在大體積混凝土施工中。建議將石子的含泥量控制在小于1％，砂的含泥量控制在小于2％。 2.1.4 控制溫度應(yīng)力 由于大體積混凝土體積較大，如果完全不能散熱，混凝土處于絕熱狀態(tài)，上層覆蓋新混凝土后，受到新混凝土中水化熱的影響，老混凝土中的溫度還會略有上升，過了第二個溫度頂峰以后，溫度繼續(xù)下降，最后降低到最終穩(wěn)定溫度，該點溫度在持續(xù)下降過程中，受到外界氣溫變化的影響還會隨著時間而有一定的波動。 1、混凝土溫

26、度應(yīng)力的開展過程 由于混凝土彈性模量隨著齡期而變化，在大體積混凝土構(gòu)造中，溫度應(yīng)力開展過程分三個階段。 〔1〕早期應(yīng)力:自澆筑混凝土開場，至水泥放熱作用 基本完畢時止，一般約一個月左右。這個階段有兩個特點：一是水化作用而放出大量的水化熱，引起溫度場的急劇變化；二是混凝土彈性模量隨著時間而急劇變化。 〔2〕中期應(yīng)力:自水泥放熱作用 基本完畢時至混凝土冷卻到最終穩(wěn)定溫度時，這個時期中溫度應(yīng)力是由于混凝土的冷卻及外界溫度變化所引起的，這些應(yīng)力與早期產(chǎn)生的溫度應(yīng)力相疊加。在此期間混凝土的彈性模量還有一些變化，但變化幅度較。 〔3〕晚期應(yīng)力：混凝土完全冷卻以后的運行時期，溫度應(yīng)力主要是由外界

27、氣溫變化所引起的，這些應(yīng)力與早期和中期的剩余應(yīng)力相疊加形成了混凝土晚期應(yīng)力。 2、混凝土溫度應(yīng)力的類型 〔1〕自生應(yīng)力 邊界上沒有受到任何約束或者完全靜定的構(gòu)造，如果構(gòu)造內(nèi)部溫度是線性分布的，即不產(chǎn)生應(yīng)力，如果構(gòu)造內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于構(gòu)造本身的互相約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為自生應(yīng)力。例如，混凝土冷卻時，外表溫度較低，內(nèi)部較高，外表的溫度收縮變形受到內(nèi)部的約束，在外表出現(xiàn)拉應(yīng)力，在內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力。 〔2〕約束應(yīng)力 構(gòu)造的全部或局部邊界受到外界約束，溫度變化時不能自由變形而引起的應(yīng)力。例如，混凝土澆筑塊冷卻時受到根基的約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，在靜定構(gòu)造內(nèi)只會出現(xiàn)自生應(yīng)力，但在超靜定構(gòu)造內(nèi)可

28、能同時出現(xiàn)自生應(yīng)力和約束應(yīng)力，而且兩種應(yīng)力互相疊加。 3、混凝土溫度應(yīng)力的分析 大體積混凝土的變形主要是：溫度變化產(chǎn)生變形，變形產(chǎn)生應(yīng)力，所以分析混凝土溫度應(yīng)力的開展過程和分布規(guī)律，首先分析溫度場。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，施工方法及混凝土的熱學(xué)特性，按照傳導(dǎo)原理進展計算。 大體積混凝土溫度應(yīng)力的研究包括兩個方面的內(nèi)容：一是構(gòu)造的溫度場，二是構(gòu)造的應(yīng)力場。目前構(gòu)造的溫度場問題己解決，而應(yīng)力場問題尚處于研究階段，許多理論計算方法都很復(fù)雜。 大體積混凝土溫度場既可計算，也可進展實際測量，而應(yīng)力場的測試卻不穩(wěn)定，目前比較先進的是冶金部建筑研究總院開發(fā)的混凝土溫度應(yīng)力傳感器測試溫度應(yīng)力。這在實際施工中

29、不易做到，測試也很容易出現(xiàn)誤差。我們設(shè)想，在實際工程中，直接控制溫度來保證施工的澆筑強度和混凝土的溫升在控制范圍之內(nèi)，以此來實現(xiàn)混凝土的溫度應(yīng)力小于其抗拉強度。使大體積混凝土施工不出現(xiàn)裂縫，保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。 4、降低混凝土的絕熱升溫 〔1〕減少水泥用量 水泥水化放熱是混凝土升溫的內(nèi)熱源，降低水泥用量，就減少了水化熱。一般方法有：減小坍落度，摻大塊石，減小砂率，使用減水劑，緩凝劑，摻混合材〔如粉煤灰〕，采用先進的攪拌工藝。 〔2〕使用低熱水泥 選用水化熱低的水泥，優(yōu)先選用大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山炭質(zhì)硅酸鹽水泥，減少水化熱引起的絕熱溫升。 〔3〕降低

30、澆筑溫度 澆筑溫度低可以降低最高溫升。盡量防止炎熱的夏季施工，不宜中午澆筑，對原材料實行預(yù)冷卻等，盡可能降低澆筑溫度。 〔4〕降低當(dāng)量溫差 當(dāng)量溫差是由于干縮引起的，應(yīng)減小干縮率。影響干縮率的主要因素有骨料，養(yǎng)護條件，水灰比，摻合料等。 〔5〕強制降溫 在混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內(nèi)部的最高溫度。 5、減小約束 〔1〕減小外部約束 大體積混凝土一般是厚實體重的整澆構(gòu)造物，地基對其約束十清楚顯，這是Y起約束收縮，產(chǎn)生裂縫的一個主要因素。減小地基約束的方法是設(shè)置滑動層，即了塊體與地基之間設(shè)置砂墊層或瀝青油氈層，允許塊體自由變形，防止開裂。 〔2〕減小內(nèi)部約束

31、 內(nèi)部約束主要是內(nèi)外溫差過大造成的，解決的方法是加強保溫養(yǎng)護，控制內(nèi)外溫差、降溫速率，保證濕度。保溫法有覆蓋法，暖棚法，蓄水法。覆蓋法就是在混凝土澆筑完畢，用保溫材料〔如油布，鋸末，草袋，塑料布等〕覆蓋在混凝土上面；暖棚法是在塊體上面搭設(shè)大棚，通過人工加熱使棚內(nèi)空氣滿足溫控條件。蓄水法就是在混凝土終凝后，在塊體外表蓄一定高度的水，利用水的導(dǎo)熱系數(shù)低，到達(dá)隔熱降溫效果。 綜上所述，控制大體積混凝土裂縫的方法很多，而且各種方法之間是相互關(guān)連相互制約的。 2.1.5大體積混凝土配合比 進展施工之前應(yīng)通過計算機試配大體積混凝土配合所需的材料類型及其用量，試配時應(yīng)在符合施工設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)的根基上降

32、低水泥的用量。在大體積混凝土材料中，骨料占據(jù)混凝土絕對體積80% 至83% 左右，因此需要選擇適合的骨料，選擇時應(yīng)以級配良好、巖石彈模較低、膨脹系數(shù)小、外表清潔無弱包裹層為標(biāo)準(zhǔn)。砂優(yōu)先選用二區(qū)中砂，石子的含泥量不大于1%，有限選用粒徑在5 至31.5mm 的碎石[6]。為了降低水泥使用量及水熱化，可以使用適當(dāng)分量的粉煤灰替代水泥，并確保粉煤灰細(xì)度與水泥顆粒一致，其摻量大約在15% 至20%。大體積混凝土配合比應(yīng)嚴(yán)格按照房屋建筑工程相關(guān)比例選擇材料，為了到達(dá)減少水泥水化放熱量與延遲水熱釋放速度，應(yīng)選用中水熱化或低水熱化的水泥品種進展混凝土配置，如火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等，而水泥用量應(yīng)

33、控制在每立方米450kg。 此外，選擇添加外加劑時應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)施工需要及設(shè)計原那么選擇，同時要嚴(yán)格審查外加劑質(zhì)保書及復(fù)驗單，嚴(yán)格控制配置計量?；炷镣饧觿┩ǔＳ械V物質(zhì)參量料、加氣劑、高效減水劑、塑化劑等，通過添加外加劑可以減少水泥與水的用量，進而減少水熱化，具有良好的經(jīng)濟效益，同時還可以增加混凝抗裂性能與密實性，提高其強度及抗?jié)B性。進展外加劑添加時應(yīng)注意其用量要低于水泥重量的5%。在房屋建筑工程大體積混凝土施工中，墻板混凝土的配合比是重要環(huán)節(jié)，因此要十分嚴(yán)格進展配置，通常使用降低水灰比的方法予以配置，如當(dāng)墻板與地板同時是C30P12，那么墻板的水灰比應(yīng)為0.4，而地板的水灰比應(yīng)為0.45，墻板

34、坍落指標(biāo)應(yīng)控制在14 至16 厘米，而地板坍落指標(biāo)應(yīng)控制在18 至20 厘米[7]。 2.2 控制混凝土的拌制、澆筑、振搗 為了降低大體積混凝土總溫升和減少構(gòu)造的內(nèi)外溫差，需要先控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度?；炷恋脑牧现惺拥谋葻彷^小，但其在每立方米混凝土中所占的重量較大；水的比熱最大，但它的重量在每立方米混凝土中只占一小局部。因此對混凝土出機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響很小。為了進一步降低混凝土的出機溫度，其最有效的方法就是降低石子的溫度。在氣溫較高時，為防止太陽的直接照射，可在砂、石堆場搭設(shè)簡易遮陽裝置，必要時須向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料

35、?；炷翉臄嚢铏C出料后，經(jīng)攪拌運輸車運輸、卸料、泵送、澆筑、振搗、平倉等工序后的混凝土溫度稱為澆筑溫度。關(guān)于澆筑溫度的控制，我國有些標(biāo)準(zhǔn)提出不得超過25℃，否那么必須爭取特殊的技術(shù)措施的規(guī)定。美國ACI施工手冊中規(guī)定不得超過32℃；日外鄉(xiāng)木學(xué)會施工規(guī)程中規(guī)定不得超過30℃；日本建筑學(xué)會鋼筋混凝土施工規(guī)程中規(guī)定不得超過35℃。在土建工程的大休積鋼筋混凝土施工中，澆筑溫度對構(gòu)造物的內(nèi)外溫差影響不大，因此對主要受早期溫度應(yīng)力影響的構(gòu)造物，沒有必要對澆筑溫度控制過嚴(yán)。但是考慮到溫度過高會引起較大的干縮以及給混凝土的澆筑帶來不利影響，適當(dāng)限制澆筑溫度是合理的。建議最高澆筑溫度控制在40℃以下為宜，這就要

36、求在常規(guī)施工情況下合理選擇澆筑時間，完善澆筑工藝以及加強養(yǎng)護工作。 由于大體積混凝土的投放量與拌制時間會直接影響到澆筑質(zhì)量，因此要采取相應(yīng)措施控制混凝土拌制時間及用量，如可以在混凝土攪拌時摻入適量的粉煤灰，不僅可以延長混凝土的攪拌時間，還可以減少單位水泥用量。大體積混凝土澆筑需要保持連續(xù)性，且不能留設(shè)施工縫，故進展混凝土澆筑時應(yīng)根據(jù)實際施工需要選擇適宜的方式進展?jié)仓?，通常有分段分層、全面分層、斜面分層? 2.3加強混凝土的養(yǎng)護 2.4.1 大體積混凝土的養(yǎng)護要求 為了防止混凝土因溫差較大而造成裂縫，應(yīng)做好混凝土養(yǎng)護工作，最大程度的減少裂縫的產(chǎn)生。 1、在大體積混凝土保溫養(yǎng)護過程中，應(yīng)

37、對混凝土澆筑塊體的里外溫差和降溫速度進展監(jiān)測，現(xiàn)場實測是控制大體積混凝土施工中是一重要環(huán)節(jié)：根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果可隨時掌握與溫控施工控制數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)〔里外溫差、最高溫升及降溫速度等〕，可根據(jù)這些實測結(jié)果調(diào)整保溫養(yǎng)護措施以滿足溫控指標(biāo)的要求。 2、保溫養(yǎng)護的時間，應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力〔包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力〕加以控制確定，如何時開場覆蓋保溫材料對保溫最有利呢目前施工單位大都在混凝土表層終凝后就開場覆蓋保溫層，這無疑偏早，合理的保溫時間應(yīng)從混凝土降溫時開場，這是因為：1〕混凝土在升溫階段 基本上處于受壓狀態(tài)〔外表拉應(yīng)力非常小〕，混凝土出現(xiàn)裂縫的時機非常小；2〕如果在升溫階段開場保溫，這實際上是進展混

38、凝土蓄熱，勢必提高了混凝土的最高溫升，根據(jù)多年經(jīng)歷，混凝土保溫開場至少在混凝土澆筑3d以后進展；3〕大體積混凝土的養(yǎng)護期不得少于28天，保溫層覆蓋層的撤除應(yīng)分層逐步進展。 3、保溫養(yǎng)護過程中，應(yīng)保持混凝土外表濕潤。保濕可以提高混凝土的外表抗裂能力。有資料說明，潮濕養(yǎng)護時，混凝土極限拉伸值比枯燥養(yǎng)護時要大20％～50％。 4、具有保溫性能良好的材料可以用于混凝土的保溫養(yǎng)護中。在大體積混凝土施工中可因地制宜地采用保溫性能好，又廉價的材料作為大體積混凝土的保溫養(yǎng)護，如塑料薄膜、草袋等。 5、在大體積混凝土養(yǎng)護過程中，不得采用強制、不均勻的降溫措施。否那么，易使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。 6、在大

39、體積混凝土拆模后，應(yīng)采取預(yù)防寒潮襲擊、突然降溫和劇裂枯燥等措施。當(dāng)采用木模板，而且木模板又作為保溫養(yǎng)護措施的一部份時，木模板的撤除時間應(yīng)根據(jù)保溫養(yǎng)護的要求確定。 2.4.2大體積混凝土的養(yǎng)護措施 1、蓄水養(yǎng)護?；炷两K凝后，在其外表蓄存一定深度的水，采取蓄水養(yǎng)護是一種較好的方法。我國許多工程曾經(jīng)采用，并取得良好的效果。水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58w/(m?K)，具有一定的隔熱保溫作用。這樣可以延緩混凝土內(nèi)部水化熱的降溫速率，縮小混凝土中心和外表的溫度差值，從而可防止混凝土的裂縫開展。 2、外表保溫層養(yǎng)護。在混凝土的外表鋪設(shè)各種保溫材料，可以有效地防止混凝土外表的熱量散失，降低新澆筑混凝土的外表

40、與內(nèi)部之間的溫差，延緩混凝土的降溫速率。 3、盡快回填土。在大體積混凝土構(gòu)造拆模后，宜盡快回填土，用土體保溫防止氣溫驟變時產(chǎn)生有害影響，亦可延緩降溫速率，防止產(chǎn)生裂縫。我國有的大體積混凝土構(gòu)造工程就因為拆模后未回填土而長期暴露在外，結(jié)果引起裂縫。 2.4加強混凝土的溫度監(jiān)測工作 溫度控制是大體積混凝土施工中的一個重要環(huán)節(jié)，也是防止溫度裂縫的關(guān)鍵，而溫測技術(shù)是保證大體積混凝土施工質(zhì)量的主要技術(shù)。加強施工監(jiān)測工作在大體積混凝土的凝結(jié)硬化過程中，及時摸清大體積混凝土不同深度溫度場升降的變化規(guī)律，隨時監(jiān)測混凝土內(nèi)部的溫度情況，以便有的放矢地采取相應(yīng)的技術(shù)措施，確?；炷敛划a(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，防止

41、溫度裂縫的發(fā)生，具有非常重要的作用。 監(jiān)測混凝土內(nèi)部的溫度，可采用在混凝土內(nèi)部不同部位埋設(shè)銅熱傳感器，用混凝土溫度測定記錄儀進展施工全過程的跟蹤監(jiān)測，做到全面、及時、均勻地控制大體積混凝土溫度情況。 為了準(zhǔn)確地了解混凝土內(nèi)部溫度場的分布情況，除需要按設(shè)計要求布置一定數(shù)量的傳感器外，還要確保埋入混凝土中的每個傳感器具有較高的可靠性。因此，必須對傳感器進展封裝，封裝的工序一般包括：初篩、熱老化處理、絕緣試驗、饋線焊接和密封。 目前在工程上所用的混凝土測定記錄儀，不僅可顯示讀數(shù)，而且還自動記錄各測點的溫度，能及時繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線，隨時可對照理論計算值，可有的放矢地采取相應(yīng)的技術(shù)措施

42、。這樣在施工過程中，可以做到對大體積混凝土內(nèi)部的溫度變化進展跟蹤監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工，確保施工質(zhì)量。 銅熱傳感器，在混凝土澆筑前埋置于根基內(nèi)，一般按構(gòu)造的厚度分上、中、下三層設(shè))置。測溫的時間，應(yīng)在混凝土澆筑完畢12h開場，前5d每隔2h測一次；到后可延長到4h測一次；l0d后可延長到6h測一次。當(dāng)混凝土外表溫度與大氣溫度接近，大氣溫度與混凝土中心溫度的溫差不大于25℃時，可以解除保溫，停頓測溫工作。 2.5后澆帶與施工縫 后澆帶兩側(cè)采用雙層鋼絲網(wǎng)隔離，再用板條進展固定做模板，澆注兩側(cè)混凝土?xí)r，為防止混凝土中水泥漿流失，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度，并保證振搗密實，混凝土初凝后終凝前用壓力水沖

43、刷施工縫外表，去除浮漿，碎片，使其露出石子,同時將鋼絲網(wǎng)拆下，以保證施工縫外表粗糙，凸凹不平，澆注混凝土?xí)r，再用水沖洗干凈，用高一個強度等級的微膨脹混凝土澆筑，振搗密實，養(yǎng)護時間不少于14天。 合理的設(shè)置施工縫，配適宜當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護措施，能有效的抑制大體積混凝土溫度裂縫和沉縮裂縫的產(chǎn)生和開展。施工縫的設(shè)置要綜合考慮以下原那么： 〔1〕施工縫應(yīng)留在構(gòu)造剪力較小的部位； 〔2〕施工縫一般應(yīng)垂直于構(gòu)造的縱軸線； 〔3〕施工縫應(yīng)避開構(gòu)造的薄弱環(huán)節(jié)； 〔4〕施工縫的設(shè)置應(yīng)考慮施工簡便易行。 施工縫處采用鍍鋅鋼板止水帶焊接連接，施工時確保止水帶位置準(zhǔn)確，焊接結(jié)實[8]，不出現(xiàn)漏焊或焊穿，確保焊縫部位

44、明水無法通過。在澆筑前先對其清理，并涂刷混凝土界面處理劑，鑿?fù)獗泶蛎?，保證混凝土的粘結(jié)、防水性能，及時進展混凝土澆筑；后澆帶在其兩側(cè)的混凝土齡期到達(dá)42d后再施工。后澆帶采用強度等級不低于C35的補償收縮混凝土澆筑，進展28d以上的養(yǎng)護。 2.6冬期施工 冬期施工的定義：根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料，室外日平均氣溫5d穩(wěn)定低于5℃時，混凝土工程即進入了冬季施工。 混凝土在負(fù)溫作用下，內(nèi)部水分凍結(jié)成冰，體積膨脹，產(chǎn)生的凍脹應(yīng)力破壞了混凝土內(nèi)部構(gòu)造，使混凝土的物理、力學(xué)性能遭受到損害，引起混凝土的凍害。 因此，冬期澆筑混凝土宜采用熱水拌和，加熱骨料等提高混凝土原材料溫度的措施，使得混凝土的入模溫度不

45、宜低于5℃。混凝土澆筑后，應(yīng)及時進展保濕保溫養(yǎng)護。 第3章 結(jié)論 保溫養(yǎng)護是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。保溫養(yǎng)護的目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以及降低混凝土塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受溫度應(yīng)力時的抗裂能力，到達(dá)防止或控制溫度裂縫的目的。同時，在養(yǎng)護過程中保持良好的溫度和防風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護，施工人員應(yīng)根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護措施。 混凝土澆筑后4～6小時內(nèi)可能在外表上出現(xiàn)塑性裂縫，可采用二次壓光或二次澆灌層處理。塑料薄膜，草袋等可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚

46、，覆蓋層的厚度應(yīng)根據(jù)溫控指標(biāo)的要求計算確定。具有保溫性能良好的材料可以用于混凝土的保溫養(yǎng)護中。在大體積混凝土施工時，可因地制宜地采用保溫性能好而又廉價的材料用作大體積混凝土的保溫養(yǎng)護中。 在大體積混凝土保溫養(yǎng)護過程中，應(yīng)對混凝土塊體的內(nèi)外溫差和降溫速度進展監(jiān)測，根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果可隨時掌握與溫控施工控制資料有關(guān)的資料〔內(nèi)外溫差、最高溫升及降溫速度等〕，可根據(jù)這些實測結(jié)果調(diào)整保溫養(yǎng)護措施以滿足溫控標(biāo)的要求。 在大體積混凝土養(yǎng)護過程中，不得采用強制、不均勻的降溫措施，否那么，易使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土施工時，主要采用鋼模和木模。無論鋼模、木模在模板撤除后，都應(yīng)根據(jù)大體積混凝土澆筑塊體

47、內(nèi)部實際的溫度場情況，按溫控指標(biāo)的要求采取必要的保溫措施。 對標(biāo)高位于±0.000以下的部位，應(yīng)及時回填土；±0.000以上部位應(yīng)及時加以覆蓋，不宜長期暴露在風(fēng)吹日曬的環(huán)境中。 在大體積混凝土施工過程中要注意后澆帶及施工縫的留置，減少裂縫的出現(xiàn)。 參考文獻 [1] ?大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)?GB50496-2012，2.1.1. [2] 王艷.大體積混凝土施工技術(shù)在高層建筑根基中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014；24:246. [3] 朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制[M].北京：中國電力出版，1999. [4] 張少鋒.大體積混凝土溫度裂縫的控制.土木工程.2002.

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