大体积混凝土探究以及发展毕业论文.doc

常州工程职业技术学院毕业论文大体积混凝土探究以及发展毕业论文目 录摘 要1第一章 大体积混凝土的定义及基本规定21.1大体积混凝土的定义21.2大体积混凝土的基本规定2第二章 大体积混凝土的特点以及研究意义32.1大体积混凝土的特性32.2混凝土与普通混凝土的区别32.3混凝土研究的目的和意义4第三章 杉汇肉制品屠宰车间大体积混凝土施工53.1工程概况53.2大体积混凝土的施工材料要求63.3配合比设计73.3.1基本要求73.3.2设计步骤73.4施工工艺83.4.1工艺流程83.4.2施工操作工艺83.4.3大体积混凝土施工中要注意的问题143.5大体积混凝土质量通病143.5.1大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施143.5.2其他质量通病的类型19第四章 大体积混凝土的发展以及局限因素224.1大体积混凝土的成就224.2大体积混凝土施工的限制因素234.3大体积混凝土的发展25结论27参考文献28致 谢29第一章 大体积混凝土的定义及基本规定1.1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。 1.2大体积混凝土的基本规定1、大体积混凝土施工应编制施工组织设计或施工方案。 2、大体积混凝土工程施工除应满足设计规范及生产工艺的要求外，尚应符合下列要求：（1）大体积混凝土的设计强度等级宜为 C25 至 C40，并可采用混凝土 60 天或 90 天的强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据； （2）大体积混凝土的结构配筋除应满足结果强度和构造要求外，还应结合大体积混凝土的施工方法配置控制温度和收缩的构造钢筋； （3）大体积混凝土置于岩石类地基上时，宜在混凝土垫层上设置滑动层； （4）设计中宜采用减少大体积混凝土外部约束的技术措施； （5）设计中宜根据情况提出温度和应变的相关测试要求。 3、大体积混凝土工程施工前，宜对施工阶段大体积混凝土浇筑的温度、温度应力及收缩应力进行试算，并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的温升峰值、里表温度及降温度的控制指标，制定相应的温控技术措施。 4、温控指标宜符合下列规定； （1） 混凝土浇筑体在入模温度基础上温升值不宜大于 50； （2） 混凝土浇筑体的里表温度（不含混凝土收缩的当量温度）不宜 大于 25； （3） 混凝土浇筑体的降温速率不宜大于 2.0 /d； （4） 混凝土浇筑表面与大气温差不宜大于 20；. 5、大体积混凝土施工前，应做好各项施工前准备工作，并与当地气象台、站联系，掌握近期气象情况。必要时，应增添相应的技术措施，在冬期施工时，尚应符合国家现行有关混凝土冬期施工的标准。第二章 大体积混凝土的特点以及研究意义2.1大体积混凝土的特性 近十几年来，由于高层建筑的发展，其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土,具有以下几个特点： （1）混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多； （2）结构断面内配筋较多，整体性要求较高； （3）基础结构大多埋置地下，虽然受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。 因此，如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题。 对大体积混凝土的温度控制，目前国内尚无正式规定，过去曾提出内外温差应控制在 20C 以内,近年来南方一些地区规定控制在 25C 以内。宝钢 工程的大体积混凝土施工，温度控制在 30C 从国内的施工实践来看：混 凝土的温升和温差与表面系数有关， 单面散热的结构断面最小厚度在 75 以上，双面散热在 100 以上，水化热引起的混凝土内外最高温差预计超 过 25C 的混凝土结构，可按大体积混凝土施工。2.2混凝土与普通混凝土的区别不能以截面尺寸来简单判断是否大体积混凝土，实际施工中，有些混凝土厚度达到1m，但也不属于大体积混凝土的范畴，有些混凝土虽然厚度未达到1m，但水化热却较大，不按大体积混凝土的技术标准施工，也会造成结构裂缝。 图1大体积混凝土现场施工大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于混凝土中水泥水化要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25时，其所产生的温度应力在可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土，并应按条文中规定的措施进行施工，以确保混凝土不致开裂，造成工程渗漏水的隐患。2.3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。第三章 杉汇肉制品屠宰车间大体积混凝土施工3.1工程概况本次是江苏杉汇肉制品有限公司的办公室、宿舍楼、屠宰及加工车间、冷库的建筑工程，屠宰及加工车间由于面积较大，故基础承台大体积混凝土浇筑分三段进行，从2029轴线开始首先绑扎钢筋、安装模板，对1019轴线、19轴线依次流水进行施工，本次浇筑采用混凝土泵车进行浇筑，混凝土强度未C30，工程情况可见下表3，1(1)。工程简介工程名称江苏杉汇肉制品有限公司屠宰及加工车间工程地址如东县大豫镇东安科技园区海明路北侧设计单位南通同创建筑设计有限公司施工单位江苏创迎建设有限公司监理单位江苏诚嘉监理公司项目总投资1.5亿元业主代表顾新元项目经理黄书东总监杨海卫工程规模建筑面积层数结构形式冷库总建筑面积14079二层框架结构1058236047结构主体使用年限耐火等级火灾危险性类别屋面防水等级建筑抗震设防等级结构安全等级50年一、二级丙类类7度二级3，1(1)该工程结构为框架结构，为新建江苏杉汇肉制品有限公司厂房，功能齐全，布局合理。以下是本工程相关部位所用材料及做法。工程材料及做法部位及名称工程材料及做法外墙装饰涂料外墙面，保温材料为水泥基复合保温砂浆W型。内墙装饰主要为混合砂浆内墙涂料墙面，内墙面砖内墙面一般房间为涂料墙面，屠宰及加工车间、卫生间等房间为白色釉面瓷砖墙面（2.8米高）。楼地面装饰装修为水磨石防水地面用于其余未注明的所有地面，面砖防水地面用于卫生间、更衣室、浴厕，保温地面用于快速冷却间、预冷间，混凝土防水楼面用于其余未注明的所有楼面，面砖防水楼面用于卫生间，地砖楼面用于楼梯间部分。平顶现浇板用白色底腻子找平，后刷（喷）涂料。屋面卷材防水层采用SBS改性沥青防水卷材，岩棉保温板保温层厚6575mm，40厚挤塑聚苯板（XPS），找坡层为粉煤灰加气混凝土砌块找坡（最薄处60mm）。门窗工程部分门窗为双层中空玻璃塑钢窗，另一部分由专业厂家生产安装。油漆1） 金属基层：银粉漆二度，满刮腻子，防锈漆或红丹一度。2） 木质基层：调和漆二度，满刮腻子，底油一度。散水混凝土水泥砂浆散水。台阶防滑地砖饰面台阶。坡道水泥坡道。表3.1（2）3.2大体积混凝土的施工材料要求 1. 水泥（1）在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥（发热量 270290kJ/kg）、严禁使用安定性不合格的水泥。 （2）由于大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。2. 骨料 （1）粗骨料。碎石和卵石均可，并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的 3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量，可参照下表选用。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应=1% 泵送大体积混凝土粗骨料最大粒径（）管道直径（MM）100125150砾石304050碎石253040（2） 细骨料。宜选用粗砂或中砂，含泥量应3%。当采用泵送混凝土时，其细度模数以 2.62.8 为宜。控制细砂以 0.3 筛孔的通过率为 1530%；0.15 筛孔的通过率为 510%。（3）粉煤灰。为了减少水泥用量，可掺入水泥用量 10%的粉煤灰取代水泥。 粉煤灰应符合技术条件 10356 的要求，其烧失量应15%， SO3 应40%，并应对水泥无不良反应。（4）外加剂。为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在 混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。3.3配合比设计3.3.1基本要求（1）设计配合比时尽量利用混凝土 60 天或 90 天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。（2）混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。一般要求水泥用量宜控制在 260300kg/m3。水灰比应0.6。砂率应控制在 0.330.37（泵送时宜为 0.40.45） 。坍落度应根据配合比要求严加控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在 1014 为宜。 3.3.2设计步骤按现行混凝土结构工程施工及验收规范执行。 施工准备工作大体积混凝土施工前的准备工作，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工的特殊性，做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱（池）、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方案的编制工作。其编制的原则和主要内容如下： 1.编制的原则 （1）在保证结构整体性的原则下，采用分层分块浇筑时，尽量减少浇筑块在硬化过程中的内外约束，分层的时间间隔做到既有利于散热，又考虑到底层对上层的约束。 （2）控制内外温差，加强养护，防止产生贯通裂缝和其它有害裂缝。 2. 编制的主要内容 （1） 根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。 （2）通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。 （3）确定混凝土搅拌，运输和浇筑的方案。（4）制订混凝土的保温方案。 （5）明确对混凝土的测温方案。 （6）有关保证工程质量、方案。 3.4施工工艺3.4.1工艺流程3.4.2施工操作工艺（1）大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高气温30 C 时为宜。气温大于 30C 时，应周密分析和计算温度（包括收缩）应力，并采取相应的降低温差和减少温度应力的措施。 （2） 混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比，其重量允许误差为：水泥、外掺合料+2%；粗、细骨料+3%；水、外加剂溶液+2%。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于 1.52min。雨季施工期间，应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。 （3）搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点，入模浇筑。在运送过程中， 要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象，如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。 （4）混凝土浇筑要点如下： 图2大体积混凝土施工图3大体积混凝土浇筑方法1模板 2新浇筑的混凝土 3已浇筑的混凝土1）大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法： 全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未凝结时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方法适用于结构平面尺寸不太大的工程。一般长方形底板宜从短边开始，沿长边推进浇筑；亦可从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。分段（块）分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其它各层。斜面分层：适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑 层的底层开始，逐渐上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。 2） 当基础底板厚度超过 1.3m 时，应采取分层浇筑。 分层厚度宜为 0.61.0m。 对于大块底板，在平面上应分成若干块施工，以减少收缩和温度应力，有利于控制裂缝，一般分块最大尺寸宜为 30m 左右。3）为了减少大体积混凝土底板的内外约束，浇筑前宜在基层设置滑移层。为了减少分块间后浇缝处钢筋的连接约束，应将钢筋的连接设置在后浇缝处。设置滑移层可采取以下做法： 在基层设置沥青油毡层或其它类似做法； 利用防水层上的保护层在其早期强度较低时，浇筑底板大体积混凝土； 在岩基等基层上铺设 250 厚级配砂石层，作为缓冲层。 4）分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到 1.2N/ 2，混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之在 25 C 以下时（即 Tb-Tq25C）进行。浇筑混凝土时间应按下表控制。掺外加剂时由试验确定，但最长不得大于初凝时间减90min。 混凝土搅拌至浇筑完的最大延续时间(min) 混凝土强度气温混凝土强度气温25252525C3012090C3090605）为了加强分层浇筑层间的结合，可以采取在下层混凝土表面设置键槽的 办法。键槽可用 100100 的木方每隔 1m 左右留设。6）分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温峰值以后，一般为 35 天，因此间隔时间以大于 5 天为宜。7）暑期施工时，必须采取有效措施降低混凝土内部的实际温度（Tmax） ：降低混凝土入模浇筑温度如拌和水中掺入冰块、使用冷却水作拌合用水、砂石采取遮阳措施和喷冷水降温等；骨料中掺入适量毛石； 掺入适量的粉煤灰。 拌混凝土水用冰量可按下式（使用 3m 水箱，每台搅拌可按用水量为 1m3/h，混 凝土浇筑温度 Ti=30C，要求拌合水降至 5C）计算： P=7.51.125（tw10） 式中 P 表示用率，占拌合水的百分率（%） ；tw 表示降温前水温（C） 。8）为了防止混凝土发生离析，当混凝土的自由倾落高度超过 2m 时，应采用串筒，溜槽下落。串筒和漏斗的布置应根据浇筑面积、浇筑速度和铺平混凝土的能力确定，一般其间距不得大于 3m。 9）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。振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。10） 混凝土的表面处理1）处理程序： 初凝前一次抹灰临时覆盖塑料膜混凝土终凝前12h掀膜二次抹压覆膜2）混凝土表面泌水应及时引导集中排除。 3）混凝土表面浮浆较厚时，应在混凝土初凝前加粒径为24cm 的石子浆，均匀撤布在混凝土表面用抹子轻轻拍平。 4）四级以上风天或烈日下施工应有遮阳挡风措施。 5）当施工面积较大时可分段进行表面处理。 6）混凝土硬化后的表面塑性收缩裂缝可灌注水泥素浆刮平。11）混凝土的养护时间和方法：养护时间：为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在 12h 内加以覆盖和浇 水。 具体要求是： 普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于 14 天； 矿渣水泥， 火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于 21 天。养护方法：大体积混凝土养护方法，分降温法和保温法两种。降温法， 即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、洒水或喷水养护；保温法是在混凝土成 型后，使用保温材料覆盖养护（如塑料薄膜、草袋等）及薄膜养生液养护， 可视具体条件选用。夏季施工时，混凝土一般可使用草袋覆盖、洒水、喷水养护或喷刷养生液养护。 冬期施工时，由于环境气温较低，一般可利用保温材料以提高浇筑的混凝 土表面和四周温度，减少混凝土的内外温差。另外亦可使用薄膜养生液、 塑料薄膜等封闭料，来封闭混凝土中多余拌合水，以实现混凝土的自养护。 但应选用低温下成膜性能好的养生液。养生液要求涂刷均匀，最好能互相 垂直地涂刷两道，或用农用喷雾器进行喷涂。大体积混凝土采用保温、保湿养护的作用混凝土浇筑后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用 的结果，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件，因此为了保证混凝 土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。混凝土 的养护目的，一是创造各种条件使水泥充分水化，加速混凝土硬化：二是防 止混凝土成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂纹等破损现象。一、保温养护作用： 1、减少混凝土表面的热扩散，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。 图4大体积混凝土养护2、延长散热时间，充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性。使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。 二、保湿养护的作用： 1、刚浇筑不久的混凝土，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混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。 2、混凝土在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。 防水混凝土的养护是至关重要的。在浇灌后，如混凝土养护不及时，混凝土内水分将迅速蒸发，使水泥水化不完全。而水分蒸发造成毛细管网彼此连通，形成渗水通道；同时混凝土收缩增大，出现龟裂，使混凝土抗渗性急剧下降，甚至完全丧失抗渗能力。若养护及时，防水混凝土在潮湿的环境中或水中硬化，能使混凝土内的游离水分蒸发缓慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛细孔隙，因而形成不连通的毛细孔，提高了混凝土的抗渗性。 12）混凝土的测温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。测温点的布置：必须内有代表性和可比性。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。图5大体积混凝土测温测温制度：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。测温工具的选用：为了及时控制混凝土内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握混凝土温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热电偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。在测温过程中， 当发现温度差超过 25C 时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温差应力和裂缝。 3.4.3大体积混凝土施工中要注意的问题1. 泌水和浮浆问题 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。 对于墙体等竖向结构，可用调整配合比和坍落度的办法解决。 2. 后浇缝的留置与处理 大体积混凝土施工中，合理的分缝分块，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，降低混凝土内部的温度。 另外，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要。但接缝的处理必须满足防止渗漏水的要求。 后浇缝的设置和处理如设计无规定时，其间距一般为 2030m，缝宽 1m， 可在后浇缝形成 40d 后封闭，冬期可适当延长。封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用比原设计混凝土强度提高一级补偿收缩混凝土（亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂）将缝灌密实。 3. 模板工程 大体积混凝土施工时，模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力， 因此必须保证模板及其支撑体系的可靠性，防止模板产生过大的变形。对于大体积混凝土的模板，不能完全套用一般常规方法进行配置，而应根据实际受力情况，对模板、立柱、拉杆以及支撑系统的所有构件，都要进行设计计算，争取足够的安全储备。由于大体积混凝土对模板的刚度要求较高，在有条件时，宜优先使用钢模板。采用木模时，浇筑混凝土前应充分湿润，防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。3.5大体积混凝土质量通病3.5.1大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，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0.10.2mm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0.20.3mm，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。 大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。 一、产生裂缝的主要原因：1、水泥水化热 图6温度应力分布示意水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初35天。 如图所示：图7温度变化产生裂缝 2、外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达6065，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。如上图。冬季施工时，弹性地基基础上大体积混凝土基础或结构各降温阶段综合最大温度收缩拉应力 ,按下式计算: 降温时,混凝土的抗裂安全度应满足下式要求: 式中 (t) 各龄期混凝土基础所承受的温度应力(N/mm2); 混凝土的线膨胀系数,取1 10-5; 混凝土的泊松比, 当为双向受力时,取0.15; Ei(t) 各龄期综合温差的弹性模量(N/mm2); Ti(t) 各龄期综合温差,（）;均以负值代入; Si(t) 各龄期混凝土松弛系数; cosh 双曲余弦函数; 约束状态影响系数,按下式计算: H 大体积混凝土基础式结构的厚度(mm); Cx 地基水平阻力系数(地基水平剪切刚度)(N/mm2); L 基础或结构底板长度(mm); K 抗裂安全度,取1.15; ft 混凝土抗拉强度设计值(N/mm2);3、混凝土的收缩 混凝土中约20的水分是水泥硬化所必须的，而约80的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，在处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。二、大体积混凝土产生裂缝的危害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、 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。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、裂缝的防治措施1、设计措施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，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）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、低热和高极拉值的抗裂混凝土。2)增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。3)避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。4)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。5)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。2、施工措施（1）合理选择混凝土的配合比，尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并 在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化 热。从实践经验看，水泥用量控制在 450kg/m3 是可以防止裂缝出现的。 （2）控制石子、砂子的含泥量不超过 1%和 3%。 （3）根据施工季节的不同，可分别采用降温法和保温法施工。夏季主要用 降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水，一般温度可控制在 510C，在 浇筑混凝土后采用冰水养护降温，但要注意水温和混凝土温度之差不超过20C，或采用覆盖材料养护。冬季可以采用保温法施工，利用保温模板和 保温材料防止冷空气侵袭，以达到减小混凝土内外温差的目的。 （4）采用分层分段法浇筑混凝土。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽 快散失。还可采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力， 使上下两层混凝土在初凝前结良好。 也可采用在下层混凝土面上预留沟槽， 以加强上下层混凝土的连接。 （5）作好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与 环境温度之差不超过 25C。 （6）在混凝土中掺加少量磨细的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量。也可 掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值期。 （7）掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝 土的温度应力。 （8）改善约束条件。根据工程特点，可以采取某些措施，降低外约束力。 例如 在大体积混凝土下设置滑动的垫层，通常作法是在垫层混凝土上，先铺一层低强度水泥砂浆，以降低新旧混凝土之间的约束力。为了防止护 坡桩对混凝土的约束力，还可在大体积混凝土四周与护坡桩之间砌筑隔离 墙，既作为模板，又减小了大体积混凝土的外约束力。 （9） 设置后浇缝。 当大体积混凝土平面尺寸过大时， 可以适当设置后浇缝， 以减小外约束力和温度应力，同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。 （10）当分层浇筑时，为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计 者将温度筋作适当调整。温度筋宜细密，一般用 8 钢筋，间距 15 ，双 向布筋，这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应力争在浇筑下层混凝土后进行，这样便于混凝土的保温覆盖和保持钢筋的整洁。 对于一次绑扎成形的钢筋网架，混凝土下料高度过大时，应采用溜槽或串 筒下料，防止混凝土离析。 （11）混凝土中掺加一定数量的毛石。这样可以减少水泥用量，同时毛石 还可吸收混凝土中一定的水化热，这是防止大体积混凝土产生裂缝的良好措施。 3.5.2其他质量通病的类型大体积混凝土施工中质量问题除去主要的裂缝外，还有常见的质量通病：麻面、蜂窝、孔洞、混凝土强度不够等。这些质量缺陷也严重影响混凝土的外观质量和使用安全。麻面现象：混凝土局部表面出现缺浆粗糙或形成许多小坑、麻点等， 形成一个粗糙面，但无钢筋外露现象。蜂窝现象：混凝土结构表面出现酥松、浆少石子多，石子之间出现空隙，形成蜂窝状的孔洞。孔洞产生现象：混凝土结构内部有空腔，局部没有混凝土，或蜂窝特别大，钢筋局部或全部裸露。混凝土强度不够产生的现象：同批混凝土的试件抗压强度平均值低于设计要求强度等级，或同批混凝土中个别试件强度值过高或过低，出现异常情况。 一、大体积混凝土产生麻面的质量控制图8麻面现象1、大体积混凝土产生麻面的原因分析 (1)模板粘贴物未清理干净，表面粗糙，折模时混凝土表面被粘掉。 (2)模板拼缝不严，堵塞不密实，局部出现漏浆。 (3)混凝土浇筑前，模板湿润不够，混凝土表面的水分被吸去，使混 凝土失水过多，出现麻面现象。 (4)混凝土浇筑时振捣不密实，特别是大型结构，气泡末排出都集中 在混凝土表面形成气泡孔。2、 大体积混凝土产生麻面的控制与防治措施 (1)混凝土浇筑前，清冼模板表面的一切粘贴物，使其表面干净，均匀地涂刷好脱模剂。 (2)在混凝土浇筑前， 用水充分湿润模板， 并冲洗模板内的一切杂物， 防止混凝土表面失水过多形成麻面。图9蜂窝现象 (3)模板缝隙要拼接严密，检查缝隙是否堵塞严实，防止漏浆。 (4)混凝土应分层浇筑振捣，严防漏振，振捣有序，排除气泡。3、大体积混凝土产生麻面的处理措施 清除麻面部位松散混凝土后， 用清水将表面冲刷干净， 充分湿润后用 1：2 水泥素浆抹平压光。 二、大体积混凝土产生蜂窝的质量控制 1、大体积混凝土产生蜂窝的原因分析（1)混凝土配合比不准确或砂、石、水泥计量错误，造成砂浆少石子多。 (2)混凝土搅拌时间不够，拌和不均匀，和易性较差。 (3)混凝土运输及下料不当，造成混凝土离析。 (4)振捣方法不当，下料与振捣配合不好，振捣不密实，或漏振。 (5)模板缝隙堵塞不严，造成漏浆，形成蜂窝。 2、体积混凝土产生蜂窝的控制与防治措施 (1)严格控制好混凝土配合比，经常检查，保证材料计量准确。 (2)控制好混凝土的拌和时间和均匀性，坍落度适合。 (3)模板缝隙应堵严，随时检查模板的支撑情况，防止漏浆。 (4)控制好混凝土浇筑高度，超过 2时应设串筒或留槽。 (5)混凝土应分层浇筑分层振捣，防止漏振。 3、大体积混凝土产生蜂窝的处理措施 (1)发现蜂窝后要经有关人员检查，不得随意处理，安排有修补经验 的人员进行修补处理。修补后必须经过认真检查验收。(2)小蜂窝，洗刷干净后用 1：2 水泥砂浆抹平压实。(3)较大蜂窝，凿除松散石子或颗粒，尽量凿成喇叭口，用水冲洗干 净，用高一级标号细石混凝土振实压光。 (4)蜂窝面积大的，先支模，再用高标号细石混凝土浇筑，振捣密实， 加强养护。三、大体积混凝土产生孔洞的质量控制图10孔洞现象1、积混凝土产生孔洞的原因分析 (1)钢筋稠密部位，特别是预埋件或预留孔洞部位，混凝土浇筑不顺 畅，局部地方无法振捣密实，使混凝土无法充满模板而形成孔洞。 (2)浇筑时，混凝土的坍落度太小，甚至已初凝。 (3)混凝土出现离析，浆石分离，石子成堆，严重跑浆，又未及时进 行振捣。 (4)混凝土浇筑方法不当，混凝土从高处倾落，自由高度太大，又未 采取处理措施，造成混凝土产生离析。振捣不到位，形成松散状态，出现 松散孔洞或特大蜂窝。 (5)不按施工顺序和工艺认真操作，造成漏振。 (6)错用外加剂，造成过早成型振实困难。 (7)大体积混凝土采用斜向分层浇筑，很可能造成底部附近混凝土孔 洞或一次下料过多，同时振捣力量不足或振捣不当等也易造成孔洞。 2、大积混凝土产生孔洞的控制与防治措施 (1)在钢筋稠密处及关键和复杂部位，应采用细石混凝土浇筑，并认 真进行振捣。 (2)采用正确的振捣方法，严防漏振。 (3)加强下料控制，保证混凝土不产生离析。 (4)加强施工管理和质量检查，控制好混凝土工程每道工序质量。 3、大体积混凝土产生孔洞的处理措施孔洞的处理， 通常要经过监理和有关技术负责人共同检查后， 视具体 情况而确定处理方案。 (1)孔洞不大的情况， 可凿除孔洞周围松动的石子和浮浆， 用水清洗， 然后浇比原混凝土高一级的细石混凝土，表面抹光即可。 (2)孔洞面积较大时，首先凿除孔洞内的松散石子和砂浆，用高压水 冲干净，然后用高一级的细石混凝土浇筑，可掺适量的膨胀剂，并仔细振 实，认真养护。 (3)需要支模的孔洞，浇筑前支牢模板，再浇筑混凝土。(4)露筋较多时，先清理外露钢筋上的混凝土和铁锈，用水冲洗湿润 后，压抹 1：2 水泥砂浆，然后再浇筑混凝土。 (5)混凝土孔洞情况非常严重的，必须要经过监理和相关部门共同检 查分析，确定处理方案。第四章 大体积混凝土的发展以及局限因素4.1大体积混凝土的成就80 年代以来，在全国一些大城市相继建造了一批高层建筑和高耸构筑物。这些建筑物的基础，都采用了大体积混凝土，通过这些工程的实践，促进了大体积混凝土施工技术的发展。 对大体积混凝土工程的研究，取得不少成就，主要是： （1）在设计上，为改善大体积混凝土的内外约束条件以及结构薄弱环节的 补强，提出了行之有效的措施。 （2）在施工技术上，从选料，配合比设计、施工方法，施工季节的选定和测温养护等，采取一些综合性的措施，有效地克服了大体积混凝土的裂缝。这部分可以参照 大体积混凝土温度应力及温度控制如图所示。图11大体积混凝土温度应力及温度控制（3）在施工组织管理上，为了解决大体积混凝土一次浇筑量大的问题，在精心组织、协调指挥下采用了集中搅拌、罐车运输、泵送混凝土等技术。4.2大体积混凝土施工的限制因素一、大体积混凝土没有个一明确的定义目前国内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”。从上述两国的定义可知：大体积混凝土不是由其绝对截面尺寸的大小决定的，而是由是否会产生水化热引起的温度收缩应力来定性的，但水化热的大小又与截面尺寸有关。由于对大体积混凝土没有统一定义，以截面尺寸来简单判断是否是大体积混凝土的现象比较常见，给工程带来不同程度的损失。例如：有些工程虽然厚度达到80cm(或1m)，但也不属于大体积混凝土的范畴，业主却要求施工单位按大体积混凝土标准施工，造成不必要的浪费；有些工程虽然厚度未达到80cm(或1m)，但水化热却较大，施工单位却没有按大体积混凝土的技术标准施工，造成结构裂缝，结果采取种种措施加以补救，又造成额外费用。从而影响施工进度以及大量额外资金的浪费。二、大体积混凝土是否允许有裂缝目前的土木建筑工程，以混凝土结构占主导地位，混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝，而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。大体积混凝土由于其水化热产生温差形成温差应力，表面裂缝容易产生，这些裂缝对于结构正常使用一般不会有影响。但是，目前工程实践中普遍采用大体积混凝土不允许裂缝的标准，导致保养和温度控制措施复杂，额外费用较大。那么，如果在不影响工程质量的情况下，是否允许大体积混凝土寻在裂缝呢？三、筑温度问题浇筑温度是指混凝土出罐后，经运输、振捣后的温度。混凝土结构工程施工及验收规范GB5020492对浇筑温度作了规定：“不宜超过28”。此规定没有考虑到全国地方差异，例如上海、南京、武汉等我国南方地区高温季节施工大体积混凝土，若不采取特殊措施是很难达到这一要求的，若采取措施就得花较大的费用。那么浇筑温度超过28是否一定开裂呢？江苏常州某些工程浇筑温度达到35，由于保温降温措施得力，也没有出现温差裂缝。南京。上海、武汉等地的某些大体积混凝土工程浇筑温度超过28，个别工程达到41，也没有出现危害结构安全和影响使用功能问题。因此，在混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002中，对于浇筑温度无不宜超过28的限制。 控制浇筑温度是有好处的，要降低浇筑温度必须从降低混凝土出机温度入手，其目的是降低大体积混凝土的总温升值和减小结构的内外温差。降低混凝土出机温度最有效的方法是降低石子的温度，由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，可要求商品混凝土供应商在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制混凝土的浇筑温度方面，通过计算混凝土的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，少在白天进行，以免因暴晒而影响质量。 四、降温速率问题大体积混凝土的温度变化曲线一般如图所示。先是一个升温过程，升到最高点后就慢慢降温，升温的速度要比降温的速度大。 那么大体积混凝土何时达到最高点呢？主要决定于配合比、几何尺寸、现场条件等因素，根据工程统计，一般的大体积混凝土浇筑后34d出现最高点。 图12大体积混凝土温度变化曲线国家规范对于温度控制有前述规定，但对于降温速率未提出明确要求。如大体积混凝土升温时内表温差过大，会造成表面裂缝；那么降温速率过快，会造成贯穿性冷缩缝，也是绝对不允许的。 理论上，任何材料的允许温差与材料的极限值有关。对于大体积混凝土而言，如果降温过快，虽然内表温差仍然控制在规范要求之内，但由于混凝土内部温差过大，温差应力达到混凝土的极限抗拉强度时，理论上就会出现裂缝，而且此裂缝出现在大体积混凝土的内部，如果相差过大，就会出现贯穿裂缝，影响结构使用，因此，降温速率的快慢直接关系到大体积混凝土内部拉应力的发展。 那么，降温速率到底取多大值呢？理论上要求温