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高层建筑施工论文LONG AND STRONG!大体积混凝土的裂缝控制 作者 ： 刘媛媛 摘要：本文结合一大堆论文资料，分析大体积混裂缝产生的原因，并提出了控制措施。由于能力有限，疏漏在所难免，望老师海涵。 关键词：大体积混凝土；温度裂缝；施工控制英文摘要：In this paper, analyze the large volume of causes of cracks, and proposed control measures. Limited capacity, Omission is inevitable, beg the forgive of the teacher.Key words: mass concrete; temperature cracks; construction control 引言“随着城市经济飞快的发展，越来越多的超级建筑出现在人们的生活中，这不得不说是人类创造奇迹的过程。然而超级建筑也不是无本之木，无源之水。伴随着超级建筑的超级需求，一系列新的问题随之而来。温家宝在接受记者采访时时说过：一个很小的问题，乘以13亿，都会变成一个大问题； 一个很大的总量，除以13亿，都会变成一个小数目。超级建筑如此，我们今天说的大体积混凝土也如此。大体积混凝土我国目前尚无明确定义日本建筑学会标准(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”。巨大的体积，在热的作用下，高热处必产生巨大的膨胀。水化过程中混凝土强渡尚低，在如此大的体积变化下，开裂似乎就不是一个可以忽视的问题。通缝的出现，钢筋的锈蚀带来的不仅仅只是工期的延长和美观的影响，更是质量与寿命的可怕影响！因此，大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键，也是确保建筑施工质量的关键之一 原因分析 1、水泥选用不当，水化热过高 水泥水化热引起温度应力和温度变形而产生裂缝。水泥水化过程中产生大量热量，每克水泥水化放热量约达120cal/g，混凝土内部升温约在300c以上。当混凝土内部与表面温度差大时，就产生温度应力和温度变形，混凝土内部的温度应力与混凝土厚度及水泥用量，品种有关，与混凝土结构尺寸愈大，厚度愈厚，温度应力愈大，引起裂缝的可能性愈大。 /2、 混凝土内外约束条件的影响 大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当结构产生温度变形时，受到地基的限制，而产生外部约束应力，当混凝土升温时，产生膨胀变形约束，中心产生压应力，此时混凝土弹性模量小，徐变和应力松驰度大，使混凝土与地基连接不牢固。当温度下降，中心产生较大拉应力，此时混凝土抗拉强度低于温度产生拉应力时，混凝土将出现垂直裂缝，此裂缝往往是贯穿性裂缝，这是影响到结构安全度和使用功能，是致命的裂缝。当混凝土内部由于水泥水化热而形成结构中心升温高，热膨胀大，中心产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度和钢筋的约束力，同时也会产生深层裂缝，是非贯穿性裂缝也会影响使用年限。 3、外界气温度化的影响 大体积混凝土在施工阶段，常受到外界气温变化的影响，外界气温越高，浇筑温度也愈高，当气温下降，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土内部的温度梯度，会造成温差与温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。 4、混凝土的收缩变形的影响 （1）混凝土塑性收缩变形发生在混凝土硬化之前，混凝土仍处于塑性状态，它产生主要是上部混凝土的沉降受到钢筋和骨料限制或平面面积较大的混凝土，其水平方向的减缩比垂直方向更难，这就会形成不规则的深层裂缝，这种裂缝通常是互相平行。 （2）混凝土的体积变形，混凝土在终凝后体积产生变化，有可能产生收缩或膨胀，随之温度变化而变化。 （3）干燥收缩是混凝土中的水份80%要蒸发，20%水份是硬化所需。随着水份蒸发就会出现干燥收缩，表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，表面收缩应力受到中心收缩应力的约束，表面产生拉应力而出现裂缝。 （4）混凝土匀质性影响，配合比不严格计量，其坍落度，外加剂，骨料粒径不同及振捣密实度不同，造成混凝土的弹性模量不同，形成收缩变形不均匀，导致应力集中而引起裂缝。 （5）结构造型差异显殊，厚度差别较大或留孔，留槽都会产生应力集中而形成裂缝。 控制过程 一.材料 水泥品种 经过比较，用P.O 32.5号普通硅酸盐水泥，水泥物理性能详见表1。高层建筑施工论文表1.外加剂工程采用高效泵送剂，经检测混凝土的减水率20%，初凝时间（20）5 h。在上闸首廊道混凝土中采用HLC-防渗抗裂剂，掺量为胶凝材料（水泥+粉煤灰+HLC-）的8%（即内掺法）。粉煤灰经对比选用的粉煤灰，其技术指标见表2，检验结果表明该粉煤灰属于级灰品质，比重为2.05g/cm3。表2.粉煤灰品质检验掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度，但其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量的降低。因此对早期抗裂要求较高的工程，粉煤灰掺入量应少些，否则表面易出现细微裂缝。粗、细骨料选择选用当地的玄武岩作为粗骨料，其中粒级516 mm占30%，粒级1631.5 mm占70%，经筛分试验表明所用碎石符合531.5 mm连续级配。控制含泥量1%，针片状颗粒10%。选用宿迁的中砂作为细骨料，细度模量为2.80，控制含泥量2%。混凝土配合比二.施工工艺 浇筑方法根据划分的3个施工段，因地制宜地确定总体浇筑顺序。浇筑方法采用“斜面分层、薄层浇捣、循序推进、一次到边”连续施工的方法，每个泵负责一定宽度范围的浇筑带，各泵浇筑带前后略有错位，形成阶梯式分层推进局面，以达到提高泵送工效，简化混凝土泌水处理，确保上下混凝土层的结合。对于第3段2400m3混凝土浇筑，采取3台泵、36辆运输车，通过对每泵混凝土方量的统计，控制每泵泵送量为2530m3/h，避免施工中冷缝的出现。第6/10页 振捣根据混凝土泵送时自然形成的流淌斜坡度，在每条浇筑带的浇捣面前、中、后各布置3 台振动器，第1台布置在混凝土卸料点，振捣手负责出管混凝土的振捣，使之顺利通过面层钢筋流入底层；第2台设置在混凝土斜面的中间部位，振捣手负责斜面混凝土的密实；第3台设置在坡脚及底层钢筋处，因底层钢筋间距较密，振捣手负责混凝土流入下层钢筋底部，确保下层钢筋混凝土的振捣密实。振捣手振捣方向为：下层垂直于浇筑方向自下而上，上层振捣自上而下，严格控制振动棒移动的距离、插入深度、振捣时间，避免各浇筑带交接处的漏振。泌水处理流动性的混凝土在浇筑过程中，上涌的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌到坑底，故我们采取的措施是在混凝土垫层施工时，使其施工成一定的坡度，使大量的泌水顺垫层坡度流入到周围的排水沟盲沟，通过积水坑排放到基坑外，当混凝土的坡脚接近后浇带、模板顶端或底板面标高时，我们要求振捣手改变混凝土的浇筑方向，即由顶端往回浇筑，与斜坡面形成一个积水潭，用软管及时排除最后的泌水。表面处理泵送混凝土由于强度高，表面水泥浆较厚，故在混凝土浇筑后至初凝前，应按初步标高进行拍打振实后用长木尺抹平，赶走表面泌水，初凝后至终凝前，用木蟹打压实，紧跟着用铁抹刀抹光闭合收水裂缝。底板混凝土后浇带处理常规后浇带处理存在的问题：在底板大体积混凝土施工中，有较多的混凝土第7/10页 浆等通过隔离钢板网流入后浇带内，而底板钢筋的贯穿给后浇带内的后期清理带来困难。因此我们在本工程中采用了以下措施：在后浇带下设加强止水部分，加深形成一条深200mm排污沟，并向二端找坡。在排污沟内有少许砂浆难以完全清出，由于设置的排污沟比底板落深20Omm，亦可让其留在排污沟内，对结构也不会产生影响。后浇带的浇筑时间、混凝土级配要求等必须满足设计要求。应特别注意后浇带附加防水区处的止水施工质量，止水带的选材必须严格，接长不留隐患。在后浇带加强止水部分的垫层上加铺防水卷材，并向每边延长500mm以上。后浇带处钢筋不断开，侧向采用双层钢板网作侧模。后浇带留置完毕，马上铺盖木板，以防杂物掉入造成清理困难。三.养护 一般养护大体积混凝土的裂缝特别是表面裂缝，主要是由于内外温差过大产生的。浇筑后，水泥水化热使混凝土温度升高，表面易散热温度较低，内部不易散热温度较高，相对地表面收缩内部膨胀，表面收缩受内部约束产生拉应力。对大体积混凝土这种拉应力较大，容易超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。因此，加强养护是防止混凝土开裂的关键之一。在养护中要加强温度监测和管理，及时调整保温和养护措施，延缓升降温速率，保证混疑土不开裂。养护需要7天以上（浇筑完7天内是混凝土水化热产生的高峰期），具体时间将根据现场的温度监测结果而定。第8/10页 (1)、混凝土浇注完毕后即转入养护阶段，此时浇注混凝土的水化作用已基本确定，温度的控制转为降温速度和内外温差的控制，这可通过给浇注体表面覆盖保温材料进行保温养护来实现。覆盖材料可采用草袋，也可用水直接覆盖在基础表面，本桥采用了水覆盖法。(2)、采用蓄水养护，蓄水深度取50cm以上。在升温阶段，蓄水层能吸收混凝土的大量水化热、减少外部低温环境的影响，起到保温养护与间接散热、降温的双重作用。在降温阶段，蓄水层能起到延缓混凝土内部的降温速度、减少混凝土表面的热扩散、保持均匀散热的作用，能有效地防止混凝土因急剧降温而产生的裂缝。经验证明该方法效果较好。(3)、冷却水管使用完毕后用与承台强度等同的水泥浆封闭。冬季养护冬末春初，气温变化大，日晚温差大，初春雨量多。根据有关工程经验加之理论计算，采取塑料薄膜与草袋相间覆盖的方法，随混凝土的浇筑顺序，在每一段混凝土表面收光后，即混凝土处于硬化阶段时，及时铺上塑料膜作为密封层，防止混凝土热量流失使之表面处于湿润，然后铺上草袋。根据测温报告数据，采用2层草袋2层薄膜，为防止气温骤变影响，在混凝土升温和早期降温过程中，有控制地加强保温层，在混凝土降温中期，为加快降温速率，采取白天掀开部分保温层，晚间加之覆盖的做法，混凝土降温后期则采取逐日掀开保温层的做法。如有需要，可在埋设冷却水管时在混凝土中一起布设测温点，并在养护中通过量测测温点的温度，用于指导降温、保温工作的进行，从而控制混凝土内外温差在20左右。设计要求针对以往廊道进出口圆弧段凹面部位容易出现裂缝，施工中采取了在圆弧段中部开一竖向缺口作为后浇带，缩短侧墙的分段长度；另外在廊道侧墙迎水面将水平钢筋加密一倍，增加混凝土表面的抗裂能力，通过这些措施，对裂缝的开展起到了一定的控制作用。第9/10页 监测要求混凝土内部埋设热电偶，每两小时观测一次，随时掌握混凝土在浇筑过程和养护期的温差变化，指导调节保温层厚度，实现动态监控和动态调整。其他工作施工期重视和做好天气预报资料的收集、应用工作，向当地气象部门订购中短期天气预报资料。遇到低温天气施工，要保证混凝土入仓温度不低于5，高温季节施工，要控制混凝土入仓温度不高于30，并特别注意对混凝土表面温度进行控制，底板混凝土内外温差不大于20，廊道混凝土内外温差不大于15。结语从工程的施工控制可知，控制温度裂缝应根据工程的具体情况选择施工措施：可以控制大体积混凝土水泥用量，选用低水化热水泥，掺加合适的外加剂，优化混凝土配合比，完善浇注工艺，以及加强养护工作和温度检测工作