大体积混泥土施工质量控制浅析

烟台大学毕业论文1烟台大学函授学生毕业论文（设计） 大体积混泥土施工质量控制浅析专 业： 土木工程 学生姓名： 顾智刚 学 号： 指导老师: 李长龙二一七年五月二十日烟台大学烟台大学毕业论文2大体积混泥土施工质量控制浅析摘 要现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。这些部位整体性质量要求高,质量的好坏直接影响到结构的安全使用,因此全面的质量控制就显得至关重要。工程实践证明,大体积混凝土施工难度比较大, 混凝土产生裂缝及质量通病的机率较多,为了降低经济损失,我们要减少和控制裂缝及质量通病的出现。本文结合施工技术、规范书从混凝土的配制、浇筑、温度控制及混凝土养护各施工环节阐述了大体积混凝土施工中质量通病的产生原因、质量控制以及处理措施。关键词：大体积混凝土 质量控制 裂缝 质量通病 处理措施烟台大学毕业论文3目 录中文摘要 .1英文摘要 .2第一章 大体积混凝土综合概述 .5一、大体积混凝土的定义 .5二、大体积混凝土的特点 .5三、大体积混凝土研究的目的和意义 .5第二章 大体积混凝土产生裂缝的质量控制 .7一、大体积混凝土裂缝分类及产生原因 .7二、大体积混凝土产生裂缝的危害 .72.1 影响建筑物的使用功能 .72.2 降低建筑结构的刚度 .72.3 影响混凝土的耐久性 .7三、大体积混凝土产生裂缝的质量控制 .73.1 减小混凝土内外温差 .83.2 减小约束应力的措施 .93.3 合理选择混凝土材料及混凝土配合比 .93.4 合理选择施工方案、提高施工质量 .103.5 加强对大体积混凝土的温度监测工作 .113.6 加强对大体积混凝土的保温和养护 .11四、大体积混凝土产生裂缝的处理方法 .124.1 不降低混凝土承载力的裂缝处理 .124.2 影响混凝土结构安全的裂缝处理 .13第三章 大体积混凝土质量通病的质量控制 .14一、大体积混凝土质量通病的类型 .14二、大体积混凝土产生麻面的质量控制 .142.1 大体积混凝土产生麻面的原因分析 .142.2 大体积混凝土产生麻面的控制与防治措施 .142.3 大体积混凝土产生麻面 的处理措施 .14三、大体积混凝土产生蜂窝的质量控制 .153.1 大体积混凝土产生蜂窝的原因分析 .15烟台大学毕业论文43.2 大体积混凝土产生蜂窝的控制与防治措施 .153.3 大体积混凝土产生蜂窝的处理措施 .15四、大体积混凝土产生孔洞的质量控制 .154.1 大体积混凝土产生孔洞的原因分析 .154.2 大体积混凝土产生孔洞的控制与防治措施 .16五、大体积混凝土强度不够的质量控制 .165.1 大体积混凝土强度不够的原因分析 .165.2 大体积混凝土强度不够的处理措施 .17第四章 结束语 .18致谢 .19参考文献 .20烟台大学毕业论文5第一章 大体积混凝土综合概述一、大体积混凝土的定义 在当今建筑领域中，钢筋混凝土结构己经成为建筑结构中的主要结构形式。特别是高层、超高层、特殊功能的构筑物及大型设备基础等都采用体积庞大的混凝土结构。关于什么是大体积混凝土，国内外有多种不同的定义:美国混凝土协会 ACI 对大体积混凝土的定义为:体积大到必须对水泥的水化热及其带来的相应体积变化采取措施，才能尽量减少开裂的一类混凝土。日本建筑学会标准 JASSS 规定:结构断面最小尺寸在 80cm 以上，水化热引起的混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过 25的混凝土，称为大体积混凝土。我国行业规范大体积混凝土施工规范 （GB50496-2009）中认为当混凝土结构物实体几何尺寸不小于 1m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，就称之为大体积混凝土。在公路桥涵施工技术标准 （JTJ041-2000）中规定：现场浇筑的最小边尺寸为13m 且必须采取措施以避免水化热引起的温差超过 25的混凝土称为大体积混凝土。总之，大体积混凝土虽然还没有一个统一的定义。但凡属于建筑大体积混凝土都具有的一些共同特征：结构厚实，混凝土现浇量大，施工技术有特殊要求，水泥水化热使结构产生温度变形，应采取措施，尽可能地减少变形引起的裂缝开展。2、大体积混凝土的特点2.1 结构体工程量大大体积混凝土结构物或者构件体积相对庞大，因此混凝土用量也相对很大。2.2 工程条件复杂由于大体积混凝土的结构比较复杂，因此也导致了工程条件的复杂多样。2.3 大体积混凝土水泥水化热散发困难大体积混凝土因体积相对庞大，在浇筑后温度升高幅度大，出现可观的膨胀量，到了后期降温阶段，又会出现相应可观的温度收缩，容易因为温度收缩过大、过快而使混凝土中出现严重的贯穿性裂缝，严重降低大体积混凝土的整体性、抗渗能力等。因此，在某种程度上，对大体积混凝土质量的控制就是对混凝土温度裂缝的控制。2.4 对裂缝的控制要求高大体积混凝土多用于坝体、基础等，对构件的要求除了一般的强度、刚度、稳定性等之外，还有整体性、防水性、抗渗性等诸多要求。所以在大体积混凝土质量控制中，混凝土裂缝的控制成为问题的关键。烟台大学毕业论文6三、大体积混凝土研究的目的和意义随着我国各项基础设施建设的加快和城市建设的发展，各种建筑物、构造物的规模和体量都在大幅度的提升，因此大体积混凝土己经愈来愈广泛的被应用，其技术方面的措施要求也显得愈益重要。大量的工程实践表明，大体积混凝土在施工阶段如不采取合理的技术措施，就极易出现因质量问题所引发的工程事故。因此这方面的研究工作具有重要的现实意义和技术经济意义。烟台大学毕业论文7第二章 大体积混凝土产生裂缝的质量控制一、大体积混凝土裂缝分类及产生原因大体积混凝土按其深度不同可以分为:贯穿性裂缝、深层裂缝、表面裂缝。按照裂缝的成因又分为两种：一种是由于荷载直接作用，混凝土超过极限拉应力而引起的裂缝，也称作荷载裂缝或结构性裂缝，另一种是由于变形变化引起的裂缝，如结构由于温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝，也称做变形裂缝。大体积混凝土产生裂缝的原因很多，包括混凝土自身的因素、环境的因素、人为的因素等。混凝土自身的因素包括水泥水化放热后混凝土降温过程中产生的温度裂缝、水泥浆硬化时体积收缩所产生的硬化收缩、混凝土干燥时产生的干缩等；环境的因素包括外界的约束、外界温度升降使混凝土膨胀或收缩；人为的因素包括设计的不合理、混凝土配合比不当、材料质量不合格、施工质量差等。在这些因素中，比较普遍且影响较大的有:混凝土因水泥水化放热而升温降温、混凝土收缩、外界约束的存在、混凝土配合比的选择等。二、大体积混凝土产生裂缝的危害2.1 影响建筑物的使用功能大体积混凝土结构多为坝体、地下连续墙、筏板、箱型基础等，所以一旦出现裂缝，主要问题之一就是结构的渗漏问题。而这个问题往往又不容易处理，比如结构的修补堵漏，不但处理困难、花费巨大，而且延长了工程的交付使用时间，降低了结构的使用功能。有时甚至会因为在结构物的使用过程中多次堵漏，出现堵漏成本高于土建成本的现象。2.2 降低建筑结构的刚度裂缝尤其是贯穿性裂缝的出现会使结构(比如基础筏板)的刚度降低，从而影响到结构物功能的正常发挥。2.3 影响混凝土的耐久性裂缝的出现，无论是表面裂缝、深层裂缝还是贯穿性裂缝都可以使侵蚀性介质非常容易进入混凝士内部，使钢筋锈蚀，混凝土碳化，使混凝土的强度降低，进而影响混凝土的耐久性。三、大体积混凝土产生裂缝的质量控制通过对大体积混凝土的深入研究和工程实践经验的反馈，控制大体积混凝土开裂应从两方面入手。一方面，提高混凝土的抗拉强度，使其足够大，大到各种因素引起的开裂应力小于它。另一方面，控制各种温度应力，使其尽可能小，使之小于混凝土的抗拉强度。而混凝土温度应力取决于其浇筑温度、水泥水化热和混凝土表面温度。即通过优化配合比、烟台大学毕业论文8选择水泥品种、改善混凝土养护条件等亦可达到控制大体积混凝土裂缝的目的。因此，防止大体积混凝土出现裂缝应从以下几个方面加以有效控制。3.1 减小混凝土内外温差3.1.1 降低水化热温升大体积混凝土内部的温度上升是由于水泥水化反应释放热量造成的，由于混凝土的导热性差，使得热量蓄积.因此，应该从以下几个方面入手控制混凝土内部的温度上升:(1)选用低标号低水化热水泥实测值与中低热水泥水化热标准值对比表3d 水化热（J/g） 7d 水化热（J/g）四星普硅水泥 425#水化热实测值 247 268中热水泥 425#水化热标准值 251 293低热水泥 425#水化热标准值 197 230(2)降低水泥用量经验认为，每 1m3混凝土水泥用量减少 10kg,混凝土温升值就会降低 10。降低水泥用量可以作为控制温度应力的另一主要手段，且越是厚大体积混凝土其效果越明显。掺加粉煤灰作为胶凝材料，采用内掺法可以取代部分水泥，显著降低水泥用量。虽然粉煤灰也存在水化热，但远比水泥要低的多。许多试验研究确定粉煤灰取代水泥量为1015%，超量系数取 1.2,1.4,1.5。使用缓凝型减水剂，混凝土浇筑以泵送为主，坍落度一般选 l00mm160mm，这给降低水泥用量增加了难度，为了改善和易性，尽可能降低水泥用量，采用了缓凝型减水剂。合理选用水泥及添加剂，对提高大体积混凝土的抗裂能力据有很关键的作用，我将在该章第 3.3 节做具体的阐述。3.1.2 降低混凝土入模温度为了降低混凝土内部温度的峰值，在水化热温升一定的情况下，控制混凝土出机温度和入模温度是有必要的。研究表明，混凝土的浇筑温度越高，水泥的水化反应速度越快。一般认为，混凝土浇筑温度每升高 10则混凝土内部温度的峰值将提高 35，大体积混凝土的浇筑温度最好控制在 25以下。(1)控制部分原材料的温度搅拌后混凝土热量与搅拌前原材料所含热量是相等的，要想控制混凝土的出机温度就要从控制原材料的温度入手。因为砂石料降温较困难，因此主要是采取措施降低水温和水泥温度。(2)混凝土浇筑尽量安排夜间施工只控制水和水泥的温度效果并不明显。所以选择效果最好又最经济的办法，即夜间浇筑，这时所有原材料温度都偏低，根据现场实测，夜间混凝土出机温度一般要比白天低3左右。烟台大学毕业论文9(3)控制混凝土运输和入模过程中的升温在夏季施工时，加强组织协调，缩短混凝土从出机到入模的时间。将泵送管路用湿麻袋覆盖，防止日晒升温。还可在混凝土罐车的转筒上浇水降温。3.1.3 加强保温，控制混凝土内外温差根据以往施工经验，混凝土中心温度和表面温度之差控制在 2030以内，一般可以防止有害裂缝的产生。为了防止大体积混凝土表面温度下降速率太快，条件允许时应该尽量延长拆模时间。拆模以后也要尽快覆盖保温层，防止风吹。正常施工时的保温，混凝土表面铺设一层塑料薄膜，然后是两层麻袋，为了防止雨冷击，麻袋外再设一层薄膜。冬季施工时采用蓄热法保温养护，混凝土顶面铺双层塑料薄膜，内夹三层草帘;侧模采用保温模板，即模板外侧挂三层草帘，外罩篷布或加塑编织布。模板拆除以后，混凝土侧表面围保温被。3.2 减小约束应力的措施3.2.1 合理划分结构段，减小结构长度对约束应力的影响为了减少出现有害裂缝的机会，施工中建议设计结构段长为 15m 以内，规范要求为515m。经验得出结论，结构段长在 15m 以内时出现裂缝的可能性大大减少。3.2.2 合理设置施工缝(1)水平施工缝的设置在底板上连续浇筑墙体时，其上水平缝严格按规范设置。该措施可以避免大断面约束小断面情况的出现。(2)竖向施工缝的设置施工中采用设置闭合块的方法，进行分块浇筑，共设置 4 个闭合块，减小了一次浇筑的长度，一方面降低了约束应力，另一方面将水化热从时间和空间上均分散开来，增加了散热面积，降低了温升。3.2.3 缩短混凝土浇筑间歇期混凝土的弹性约束应力是在降温过程中由其自身收缩产生的。降温速度越快，约束应力越大，施工中通过测温和采取保温措施调整降温速率，注意防止寒潮侵袭，充分利用混凝土徐变特性产生的松弛效应，避免裂缝的产生。3.3 合理选择混凝土材料及混凝土配合比混凝土材料和混凝土配合比的合理选用可以使混凝土具有较大的抗裂能力。也就要求混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线胀系数自生体积变形最好是微膨胀、低收缩。根据经验主要有以下几条:3.3.1 合理选用水泥混凝土主要考虑抗裂性能好，兼顾低热和高强两方面的要求。水泥水化放热是混凝土升温的内热源，选用水化热低的水泥，也就降低了水化放热，从而达到降低混凝土的绝热升温的目的。优先选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山炭质硅酸盐水泥等。当烟台大学毕业论文10混凝土除抗裂性能要求外，还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小等要求时，则可以采用较高标号的中热硅酸盐水泥。当环境水具有硫酸盐侵蚀时，应采用抗硫酸盐水泥。3.3.2 适当掺用混合材料实验资料表明，在混凝土内可以掺入一定数量的粉煤灰。由于粉煤灰具有一定活性，不但可以代替部分水泥，而且能改善混凝土的粘塑性，改善混凝土的可泵性，降低混凝土的水化热。另外根据大体积混凝土的强度特性，初期处于高温条件下，强度增长较快、较高，但后期强度增长缓慢，这是由于高温条件下水化作用迅速，随着混凝土龄期增长，水化作用慢慢停止的缘故。掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度，但是其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。因此在工程中常在混凝土中掺加粉煤灰做外掺料。3.3.3 合理掺用外加剂混凝土外加剂包括减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂等多种类型。减水剂是最常用、最重要的外加剂，它具有减水和增塑作用，在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下，可减少用水量，节约水泥、降低绝热温升。引气剂的作用是在混凝土中产生大量微小气泡以提高混凝土的抗冻融耐久性。膨胀剂可以使混凝土在硬化过程中产生体积膨胀，部分或全部补偿混凝土在硬化过程中所产生冷缩和干缩，在内外约束条件下以及配筋足够时产生一定的内压应力，这种内压应力与冷缩或干缩产生的拉应力相抵消，以使内压应力与抗拉强度的