大体积混凝土施工温度裂缝控制技术措施.doc

河北建筑工程学院成人教育学院 毕业论文 专业： 土木工程 班级： 姓名：学号： 起迄日期： 2012年1月-2012年6月 指导教师： 大体积混凝土施工温度裂缝控制技术措施摘要: 摘要大体积混凝土施工时, 由于水泥水化过程中释放大量的水化热, 使混凝土结构的温度梯度过大, 从而导致混凝土结构出现温度裂缝。因此, 计算并控制混凝土硬化过程中的温度, 进而采取相应的技术措施, 是保证大体积混凝土结构质量的重要措施。Abstract: the construction of large volume concrete, because the hydration process of cement in the release of a large number of hydration heat of concrete structure, so that the temperature gradient is too large, resulting in concrete structure temperature crack. Therefore, to calculate and control the hardening process of concrete temperature, then take the appropriate technical measures, is the guarantee of construction of large volume concrete quality the important measures. 关键词: 大体积混凝土;裂缝; 控制 目 录引言. 11、大体积混凝土的界定. 22、裂缝种类及产生原因. 22.1水泥水化热引起的温度应力和温度变形. 22.2混凝土收缩产生裂缝. 22.3 外界气温变化的影响. 32.4 其他因素的影响. 33、裂缝控制设计阶段的技术措施. 33.1 配合比的选用和水泥用量的控制. 33.2 优选混凝土各种原材料. 33.2.1 水泥. 33.2.2 粗骨料. 43.2.3 细骨料. 43.2.4 粉煤灰. 43.2.5 外加剂. 43.3 设计优化措施. 44、裂缝控制施工阶段的技术措施. 54.1 混凝土的计量、拌制及运输. 54.1.1计量. 54.2.2拌制. 54.2.3运输. 54.2混凝土浇筑. 64.2.1 混凝土的浇筑. 64.2.2浇筑时泌水和浮浆的处理. 64.2.3表面处理. 64.3 混凝土的振捣. 74.3.1混凝土的正常振捣. 74.3.2混凝土的二次振捣. 74.4 混凝土的温度监测. 74.4.1 温点的布置. 84.4.2 测温制度. 84.4.3 测温工具的选用. 94.5 混凝土的养护. 94.5.1 保温养护作用：. 94.5.2 保湿养护的作用：. 94.5.3 养护方法. 94.6 后浇带的留置与处理. 104.7 细石混凝土填补. 105 结语. 11致 谢. 12参考文献:. 121引言伴随着经济的发展与科学技术的进步，建筑物的高度越来越高，规模越来越大，大体积混凝土的应用越来越普遍。如何在施工过程中采取有效措施保证大体积混凝土的质量显得尤为重要。大体积混凝土由于截面大、水泥用量大、内外温差大、温度收缩应力很容易导致钢筋混凝土产生裂缝。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种，在不同程度上都属有害裂缝，因此要保证大体积混凝土的质量就必须对有害裂缝进行控制。 21、大体积混凝土的界定大体积混凝土目前尚无一个明确的定义，国外的定义也不尽相同。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部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”。美国混凝土学会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。大体积混凝土我们常指最小断面尺寸大于1m 的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比, 具有结构厚, 体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。2、裂缝种类及产生原因大体积混凝土结构往往容易产生各种各样的裂缝，按裂缝的方向、形状分为：水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等；按裂缝深度分为：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。裂缝的产生是由多种因素引起的，其主要影响因素如下：2.1水泥水化热引起的温度应力和温度变形水泥在水化过程中产生大量的水化热，主要集中在浇筑后7d左右，而使混凝土内部温度不断升高，当内外部温差过大时，就会产生温度变形和温度应力，温度应力一旦超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝。对大体积混凝土而言，这种现象尤其严重。 2.2混凝土收缩产生裂缝在硬化后期，混凝土内部自由水分蒸发，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使混凝土表面产生拉应力，造成混凝土开裂。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量, 用水量和水泥用量越高, 混凝土的3收缩就越大。选用的水泥品种不同, 其干缩、收缩的量也不同2.3 外界气温变化的影响大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温的影响。当气温下降，特别是气温骤降时，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，拉应力一旦超过混凝土的抗拉强度极限，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。2.4 其他因素的影响地基的不均匀沉降、混凝土配合比不良、碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀等其他不利因素，也会使混凝土产生裂缝，因此应从各个方面综合控制。3、裂缝控制设计阶段的技术措施裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性，给工程造成严重损失，所以裂缝控制显得尤为重要。裂缝控制的主要技术措施涉及从设计到施工乃至后期养护的整个过程，分别介绍如下：3.1 配合比的选用和水泥用量的控制大量的试验研究和工程实践表明，每立方砼的水泥用量增减10kg，其水化热使砼的温度相应升高或降低1。在施工过程中，要在保证混凝土强度的条件下，通过进行砼试配，以进一步降低水泥用量。3.2 优选混凝土各种原材料3.2.1 水泥考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水化热不易散发，导致混凝土内部温度过高，内外部温差过大使混凝土内部产生压应力，表4面产生拉应力，表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此应优先选用低水化热的水泥品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（有抗渗要求不宜使用）。3.2.2 粗骨料采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。3.2.3 细骨料采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。3.2.4 粉煤灰粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20%-25%粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。同时，使用粉煤灰可变废为宝，符合环保要求。3.2.5 外加剂选用缓凝减水剂，降低水化温升，延迟水化热释放速度，有效防止裂缝。3.3 设计优化措施精心设计混凝土配合比，尽可能的降低混凝土的单位用水量。增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝。54、裂缝控制施工阶段的技术措施浇筑大体积混凝土时，为避免过大的温度应力、防止温度开裂，必须进行温度控制。降低成形时混凝土的温度，主要措施有：降低混凝土浇筑入模温度；施工避开高温时段；避免使用新出厂的水泥；对水泥采取遮阳降温措施； 喷水冷却集料； 利用新抽深井水控制拌和水温度，或根据情况在拌和水中加碎冰来降低拌和水温度； 在生产及浇筑时对配料、运送、泵送及其他设备遮阳或冷却。4.1 混凝土的计量、拌制及运输4.1.1计量要求使用检定过的计量器具，保证计量正确。每工作班正式称量前，要求对计量设备进行零点校核。4.2.2拌制控制原材料投入搅拌机顺序，不得采用“外掺”、“后掺”等作法。混凝土必须严格控制拌制时间，每一班抽测2次。搅拌完成后装入运输车时，即要求每车测定坍落度，同时观察混凝土的和易性、不得存在离析、分层等现象，坍落度不符合要求的混凝土不能出站。4.2.3运输确保施工混凝土的正常供应，连续浇注，避免因混凝土供应不上而出现冷缝。混凝土运输时间在任何情况下不得大于180min，对到达浇筑点超过210min的混凝土不得使用。混凝土运输车离开搅拌站后不得掺加任何材料，包括水、外加剂等。混凝土坍落度在运输过程中损失超过40mm或混凝土到达浇筑点温度大于25，不得浇筑到作业面。要求从每个搅拌站每隔一段时间就派出一辆混凝土罐车，保证混凝土供应的均衡性。因大体积混凝土方量较大，要求搅拌站派管理人6员到现场指挥、联络、协调，发现问题及时解决。4.2混凝土浇筑4.2.1 混凝土的浇筑合理安排施工时序，严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升，避免施工裂缝出现。在混凝土浇筑过程中，采取“一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的方法。即混凝土从一端向另一端，以同一坡度一次到顶向前连续浇筑。这种自然流淌形成斜坡混凝土的浇筑方法能较好地适应泵送工艺，避免泵管经常拆除冲洗和接长，提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上、下层浇筑间隔不超过初凝时间。混凝土在浇筑过程中泌水必须及时排除，让上涌的泌水顺混凝土坡面流到坡脚，经后浇带模板缝隙排至后浇带内，然后用人工及水泵抽出。4.2.2浇筑时泌水和浮浆的处理大体积混凝土施工，由于混凝土采取分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长（一般为1.53h，即控制在凝结前），因此各浇筑层易产生泌水层，采用泵送混凝土施工时，尤为严重。解决的办法是，可在结构四周侧模的底部开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排走，或利用正式设计的集水坑或人为的“水潭”，将多余水分集中后用专门的软轴泵或隔膜泵抽水排出。4.2.3表面处理由于泵送混凝土表面水泥浆较厚，在浇筑后28h，初步按标高用长刮尺刮平，然后用木板反复压数遍，使其表面密实，再用铁面板收面后立即用塑料薄膜覆盖。74.3 混凝土的振捣混凝土的振捣分为正常振捣和二次振捣。4.3.1混凝土的正常振捣混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使一下振动均匀。每点振捣时间一般以2030s为宜，但还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层浇筑时，振捣棒应插入下层5左右，以消除两层之间的接缝。4.3.2混凝土的二次振捣大量现场试验证明，对浇筑后未初凝的混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减小混凝土混凝土的温度监测为了掌握大体积混凝土的升温和降温的变化规律以及各种材料在各种条件下的湿度影响，需要对混凝土进行温度监测控制。混凝土温度的监测主要是指混凝土的出罐温度、入模温度、混凝土内部温度的监测，混凝土在浇筑过程中每隔4小时测量一次原材料温度，每隔2小时测量一次出罐温度和入模温度，控制其入模温度。结合水化热预测计算及温度测试记录，当内外温度大于25 时，必须采取8措施加以控制：如果混凝土体积大而表面积较小时，宜在温点的布置必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500800；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.55m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的610倍，则测温点的布置，距边角的表面应大于50。采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。4.4.2 测温制度在混凝土温度上升阶段每24h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。所有测温孔均应编号，进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量。测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对混凝土施工和质量的控制依据。94.4.3 测温工具的选用为了及时控制混凝土混凝土的养护砼养护是大体积砼施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土的保温养护作用： 1减少砼表面的热扩散，减小砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。 2延长散热时间，充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性。使砼的平均总温差所产生的拉应力小于砼抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。4.5.2 保湿养护的作用：1刚浇筑不久的砼，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。2砼在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高砼的极限拉伸强度。4.5.3 养护方法1混凝土浇筑完后，表面应立即覆盖清洁的塑料膜，初凝后撤去塑料膜，用浸湿的粗麻布覆盖，并经常洒水，保持潮湿状态最少7d。当条件许可时，也可采取在混凝土表面喷雾降温、润湿空气等养护措施，在模板底部采取预先冷却的10 技术措施等。保湿养护期间，应采取遮阳和挡风措施，以控制温度和干热风的影响。2混凝土拆模后的洒水养护宜用自动喷水系统和喷雾器。湿养护应不间断，不得形成干湿循环。应使混凝土浇筑体的里表温差及降温速率满足温控指标的要求；3当环境相对湿度小于60%时，自然养护不应少于28d，当相对湿度在60%以上时，自然养护不应少于14d。4保湿养护过程中，应经常检查塑料薄膜或养护剂的完整情况，保持混凝土表面湿润。4.6 后浇带的留置与处理大体积混凝土施工中，合理分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围；同时也可利用浇筑块的层面进行散热