大体积混凝土防裂措施探讨毕业论文Microsoft-Word-文档.doc

精品文档太原职业技术学院毕 业 论 文毕业生姓名：专业：建筑工程技术学号：指导教师：所属系（部）：建筑工程系二一一年五月太原职业技术学院毕业论文评阅书题目： 大体积混凝土防裂措施探讨 建筑工程 系 建筑工程技术 专业 姓名 设计时间：2011年3月7日2011年5月9日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：2011年月日太原职业技术学院毕业论文答辩记录卡 建筑工程 系建筑工程技术专业 姓名 答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 2011年月日IV欢迎下载。精品文档 前 言 随着科学技术的进步和各项基础设施建设的加快 ,各种建筑物、构造物的规模都在大幅度提升 ,与其相适应的大体积混凝土在土木工程中得到了广泛的应用，比如各种形式的混凝土大坝、港口建筑物、高层建筑的地下室混凝土底板以及很多大型设备的基础承台等都是用大体积混凝土浇筑而成的。由于大体积混凝土体积庞大 ,一次性混凝土浇筑量大 ,工程条件复杂 ,因而若施工措施控制不力 ,极易产生各种混凝土结构裂缝 ,轻者会影响混凝土的耐久性 ,重者还会严重影响混凝土的力学性能 ,削弱混凝土的整体性和承载能力 ,加快建筑工程的老化。因此 ,对大体积混凝土裂缝进行有效地预防 ,成为工程界普遍关注的课题。混凝土在现代工程建设中占有相当重要的地位，而在今天，工程中混凝土的裂缝较为普遍，尽管在施工中采取各种措施，但裂缝问题仍时有出现。大体积混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，表面干缩变形受到内部混凝土的约束也往往会导致裂缝。大体积混凝土中产生裂缝对结构的整体性和耐久性有显著的不可忽视的影响，因此，大体积混凝土施工中应严格控制裂缝产生和发展，以保证工程质量。大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。结合工程实际情况，从环境、设计、材料、施工等方面分析了大体积混凝土温度裂缝产生的原因，并从几个方面提出了防止温度裂缝产生的应对方法与施工程序，以保证大体积混凝土的整体性、防水性和使用耐久性。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证大体积混凝土顺利施工，才能控制大体积混凝土的内外温差和温度变形等原因而造成的各种不同程度的裂缝，从而提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀等性能。目 录前 言1摘 要41 工程概况52 大体积混凝土的定义53 产生裂缝的主要因素63.1水泥水化热的影响63.2混凝土收缩变形的影响63.3外界气温的影响73.4现浇混凝土结构83.5与材料性质和配合比有关的因素83.6与施工有关的因素83.7荷载作用94 大体积混凝土裂缝的类型及裂缝产生的原因94.1大体积混凝土的结构裂缝94.1.1 收缩裂缝94.1.2 温度裂缝104.1.3 安定性裂缝114.2大体积混凝土内按深度不同出现的裂缝114.2.1 贯穿裂缝114.2.2 表面裂缝124.3、其它常见的裂缝124.3.1荷载裂缝124.3.2沉降裂缝124.3.3腐蚀裂缝135 防止大体积混凝土产生裂缝的技术措施135.1设计措施135.1.1重视地基的处理135.1.2合理分缝分块135.1.3合理布置分布钢筋135.1.4混凝土设计标高不宜太高145.1.5设置后浇带145.2原材料控制措施155.2.1混凝土原材料的预冷却155.2.2低水泥水化热。165.2.3降低核心部分混凝土温度185.3施工方法控制措施185.4温度控制措施195.4.1大体积混凝土浇筑之前采取的温度控制措施195.4.2大体积混凝土浇筑过程中采取的温度控制措施205.4.3大体积混凝土浇筑之后采取的温度控制措施215.5混凝土施工215.5.1混凝土配合比的制定215.5.2 现场准备工作225.5.3在施工过程中钢筋工程及模板工程的质量控制225.5.4大体积混凝土施工265.5.5混凝土测温285.6采取合理的养护措施285.7加强检、测的技术管理295.8不利环境因素的对策305.9效果及结论306 结束语327 参考文献338 致 谢35大体积混凝土防裂措施探讨摘 要混凝土的应用在建设工程中无处不在，大体积混凝土一般都应用在工程重要的部位，我们必须保证其施工质量合格，不出任何纰漏，一旦大体积混凝土出现较大裂缝，对工程的损失是相当严重的。大体积水泥混凝土裂缝的控制较为复杂，裂缝的问题在实际工程中长期困扰着工程技术人员，其控制技术的研究具有重要的价值。大体积混凝土结构的截面尺寸较大，由于水泥在水化热反应过程中释放的水化热所产生的温度变化、外界环境变化和混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，从而导致大体积混凝土结构出现裂缝。裂缝的产生会影响到结构的性能,严重时还会影响到结构的安全使用，这是我们所面临的一系列问题。关键词：大体积混凝土，裂缝，温差，降温，防裂措施，养护1 工程概况 本工程为天融中心商业广场，是一座综合性建筑，地下共三层，其中住宅楼部分地下三层为6级人防地下室，地下二、三层车库局部战时为6级人防物资库；人防工程防护类别为甲类，人防工程防护等级为核6、常六级；地下14层位大底盘商业用房。屋面建筑标高20.400m；大底盘以上为多塔楼结构，其中办公楼部分包括设备层共9层，住宅楼部分包括设备层共27层。结构形式：主体结构分为地下部分，地上裙房部分和裙房以上的塔楼三部分。其中地下部分为一整体，首层地面以上，在裙房中部设置伸缩缝，形成东西两个大底盘多塔结构。本工程基础采用钢筋混凝土梁板式筏形基础。住宅楼部分采用钢筋混凝土剪力墙结构；办公楼部分采用钢筋混凝土框架-剪力墙。公寓部分采用钢筋混凝土框架-剪力墙；裙房采用钢筋混凝土框架-剪力墙；地下部分采用钢筋混凝土框架-剪力墙。2 大体积混凝土的定义 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、大形设备基础、水利大坝等。它的主要特点就是体积大，一般实体尺寸大于或等于1m。它的表面系数比较小,水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求较高等特点。除了必须具有足够的强度、刚度和稳定性以外，还应满足结构物的整体性和耐久性等方面的特殊要求。如何防止大体积混凝土因水泥水化热引起的温度裂缝，一直是工程技术界长期关心和共同研究的重要课题。到底混凝土块体多大，才能称为大体积混凝土呢？目前为止很难下一个确切的定义，一般认为一次浇筑量大于1000 m3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2 m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土为大体积混凝土。日本建筑学会标准(JASS5)的定义是“结构断面最小尺寸在80cm以上；水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25摄氏度的混凝土，称为大体积混凝土”。总之大体积混凝土还没有一个统一的定义。3 产生裂缝的主要因素3.1水泥水化热的影响 混凝土由干硬性转向泵送大流动性预拌混凝土施工,水泥用量,用水量都增加,水泥活性增加,比表面积加大,砂率提高等,导致水化热及收缩变形显著增加,体积稳定性下降了。混凝土的水化热是由水泥水化作用而产生的, 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，水泥凝结硬化过程中会产生大量的热量,大体积混凝土测温试验研究表明，混凝土结构表面可以自然散热，水泥水化过程中放出大量的热量，且主要集中在浇筑后的7天左右，内部的最高温度多数发生在浇筑后的最初35天，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350Kg/m3550 Kg/m3来计算，每立方米混凝土将放出17500KJ27500KJ的热量，这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，从而使混凝土内部升高(可达70左右，甚至更高)，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。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发可使大体积混凝土内部温度上升到50（冬)至70(夏) ,而混凝土表面则散热较快,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,而拉应力超过极限抗拉强度时,混凝土表面将产生裂缝。3.2混凝土收缩变形的影响水化热使混凝土内部升温的时间很短,大约在浇筑后的 2-7d这时混凝土的弹性模量很小,约束应力很小,但降温阶段很长,可延续10-30d甚至更长时间。当混凝土降温时,由于逐渐散热而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发,以及胶质体的胶凝作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩,在收缩时受到基底或结构本身的约束,产生很大的收缩应力(拉应力) ,如果产生的收缩应力超过混凝土的极限抗拉强度,会在混凝土中产生收缩裂缝,这种裂缝有时会贯穿全断面,成为结构性裂缝,带来严重的危害。3.2.1塑性收缩裂缝发生在砼硬化前的塑性状态，主要是上部砼的均匀沉降受到了限制，如遇有钢筋或大的砼骨料，或者平面面积较大的砼，其水平方向的减缩比垂直方向更难时，就会形成不规则的深裂缝。3.2.2体积变形；混凝土终凝后发生体积变化，既可能收缩也可能膨胀，其变化幅度为4010-610010-6。温度较高，水泥用量较多，自身体积变形将趋于增大。3.2.3干燥收缩变形；混凝土中80%水份要蒸发，约20%的水份是水泥硬化所必需的。最初失去的30%自由水份几乎不引起收缩，随着混凝土的继续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，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，表面干燥收缩快，中心慢，由于表面干缩受到中心混凝土的约束，表面产生拉力而出现裂缝。3.2.4混凝土匀质性影响：混凝土拌合或浇注时，由于坍落度，外加剂、石子粒径与品种，以及振捣的密实度不同，都会影响砼的匀质性，造成弹性模量不均匀，在收缩变形过程中导致应力集中，引起裂缝。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。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。3.3外界气温的影响 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。混凝土具有热胀冷缩性质，大体积混凝土结构在施工期间,外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有着重大影响，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。混凝土内部的温度由浇筑温度、水泥水化热绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加而成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,当外部环境或内部结构温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生温度应力，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6070，并且有较长的延续时间。当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是随温度变化而扩张或合拢。外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。另外，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，导致混凝土裂缝的产生。3.4现浇混凝土结构现浇混凝土结构、砖混结构刚度增加,抗震烈度提高,结构约束比过去显著增大,如框架梁柱约束了楼板的变形,桩基约束了大体积承台的体积变形。3.5与材料性质和配合比有关的因素 水泥的非正常凝结与非正常膨胀、骨料的级配不当及含泥量过凝土配合比不当(水泥因素大,用水量大,砂率大等) ,选用的水泥、外加剂,掺和料匹配不当 造成大体积混凝土产生裂缝。由于山西省太原市城区城市管理需要，必须采用商品混凝土，商品混凝土水灰比大，混凝土的收缩变形大。如果采用泵送，则水灰比更大。山西地区商品混凝土多采用普通硅酸盐水泥，其早期强度高但水化热大。商品混凝土供应商为了提高混凝土的和易性，多采用河卵石作为粗骨料。由于卵石强度比碎石低，所以水泥用量增加，水化热提高。另外骨料的粒径及级配也会影响水泥用量，骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的水泥用量就越小，水化热就随之减少。3.6与施工有关的因素 合理的混凝土配合比是能否成功控制温度裂缝的关键因素，其中水泥用量是关键中的关键。所以在大体积混凝土施工前，施工单位应与设计单位，商品混凝土供货商协同设计合理的混凝土试验配合比。另外施工方案及施工工艺也很重要。混凝土浇捣方式及顺序、分层厚度、振捣方式、混凝土二次抹面、混凝土养护都对温度裂缝的产生有一定的影响。在大体积混凝土施工各阶段采取常规测温技术测量混凝土的内外温度，及时了解温差对大体积混凝土质量的影响，以便采取相应的技术措施。3.7荷载作用结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降等等。钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋共同承担极限状态的承载力,结构设计师需根据地基情况,静、动荷载,环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。从国内外有关规范可知,对结构变形作用引起的裂缝问题,存在着两类学派:一是设计规范规定很灵活,没有验算裂缝的明确规定,而由设计人员自由处理。另一类则是设计规范有明确规定,对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制,如我国混凝土结构设计规范(GB50010 - 2002) ,工程师对结构变形裂缝控制考虑不周,是结构荷载裂缝发生过多的主要原因，因此在设计时设计人员必须严格按照规范内容采取措施进行控制裂缝。4 大体积混凝土裂缝的类型及裂缝产生的原因4.1大体积混凝土的结构裂缝大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、碳化收缩裂缝、温差裂缝、安定性裂缝等。4.1.1 收缩裂缝 混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。水灰比对自身收缩影响较大，一般来说，当水灰比大于0.5时，其自干燥作用和自身收缩与干缩相比小得可以忽略不计；但是当水灰比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自身收缩与干缩则几乎各占一半。自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。因此在模板拆除之前，混凝土的自身收缩大部分甚至全部已经完成。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。但是，许多断面尺寸虽不很大，且水灰比也不算小的混凝土，也必须考虑水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响，也需要考虑将温度收缩和自身收缩叠加的影响。塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。4.1.2 温度裂缝 一是由于温差较大引起的 , 砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热 , 内部温度不断上升 , 使砼表面和内部温差较大 , 砼内部膨胀高于外部 , 此时砼表面将受到很大的拉应力 , 而砼的早期抗拉强度很低 , 因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大 , 离开表面就很快减弱 , 因此裂缝只在接近表面的范围内发生 , 表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大 , 受到外界的约束引起的 , 当大体积混凝土浇筑在约束地基(例如桩基) 上时 , 又没有采取特殊措施降低 , 放松或取消约束 , 或根本无法消除约束 , 易发生深进 , 直至贯穿的温度裂缝。一般(人为)分为三个时期: 一是初期裂缝 就是在砼浇筑的升温期 , 由于水化热使砼浇筑后 2天 3天温度急剧上升 , 内热外冷引起 “约束力 ”, 超过砼抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝 就是水化热降温期 , 当水化热温升到达峰值后逐渐下降 , 水化热散尽时结构物的温度接近环境温度 , 此间结构物温度引起 “外约束力 ”, 超过砼抗拉强度引起裂缝。三是后期裂缝 , 当砼接近周围环境条件之后保持相对稳定 , 而当环境条件巨变时 , 由于砼为不良导体 , 形成温度梯度 , 当温度梯度较大时 , 砼产生裂缝。温度裂缝的产生一般是不可避免的 , 重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内 , 要进行有效的控制 , 就必须进行科学预测 , 以保证控制的准确性。对温度应力的控制现场一般是进行温控。在浇筑砼时 , 采用温度传感片和测温仪 , (从浇筑开始测温)包括入模温度 , 环境温度 , 并及时抹压(特别是初凝前)和保温保湿养护。浇筑完后根据温控指标 , 及时调整保温保湿养护条件。温度影响系数受多种因素影响 , 其中温度、湿度、散热界面(土、空气等) , 初凝时间、风速、温差等影响较大 , 特别是风速和温差较大时 , 温度影响系数则大大降低 ,最高温升也将降低 , 这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快 , 形成大的温度梯度 , 夏季选用蓄水养护 ,秋冬季加盖草袋、海绵 , 如果工地气候风大、干燥特征拆模后及时采取防风 , 保温措施 , 并及时回填土 , 结果证明这些方法对温度影响系数的改变是非常有用的 , 事实表明控制也是非常成功的。4.1.3 安定性裂缝 安定性裂缝表现为龟裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起。4.2大体积混凝土内按深度不同出现的裂缝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。4.2.1 贯穿裂缝大体积混凝土的贯穿裂缝主要是由于混凝土的收缩和降温引起的。大体积混凝土浇筑初期 ,混凝土处于升温阶段及塑性状态 ,弹性模量较小 ,因而变形引起的应力较小 ,所以温度应力一般可以不计。当混凝土开始降温时 ,因散热而产生收缩 ,加之混凝土硬化过程中 ,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发 ,以及胶质体的胶凝作用 ,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩会受到基地和结构本身的约束 ,产生很大的拉应力。如果产生的拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度 ,就有可能在混凝土中产生贯穿性裂缝 ,从而会影响结构的整体性、耐久性和防水性 ,甚至将影响正常使用。4.2.2 表面裂缝大体积混凝土的表面裂缝主要是由于温度作用引起的。大体积混凝土结构浇筑后 ,水泥水化热大 ,热量聚集在混凝土内部不易散发 ,因而使混凝土内部温度升高并与表面温度产生温差 ,形成温度梯度。当温度超过 25 28 时 ,会使大体积混凝土内部产生压应力 ,表面产生较大的拉应力。如果表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度 ,就会在混凝土表面产生温度裂缝。施工阶段的气温骤降也是影响表面裂缝产生的重要因素。外界气温愈高 ,混凝土的浇筑温度就高 ,当外界温度骤然下降时 ,混凝土表层温度会随着环境 温度迅速降低 ,而内部温度则降低很慢 ,因而会大大增加外层混凝土与内部混凝土之间的温度梯度 ,增加混凝土结构开裂的几率。特别是在冬季寒潮来临时 ,如果不实施一定的控制措施 ,很容易产生混凝土的表面裂缝。这种裂缝在混凝土升温阶段和降温阶段都有可能发生 ,在混凝土热量通过表面向周围环境散发过程中 ,表面温度低于内部温度 ,形成内外温差。当这种温差 沿着厚度方向呈非线性分布时 ,引起混凝土的非均匀变形。起初混凝土处于塑性状态 ,凝结硬化过程中 ,其弹性模量随强度不断增长 ,当温差产生的拉应力超过当时混凝土的极限抗拉强度时 ,就会在混凝土表面产生裂缝。4.3、其它常见的裂缝除上面的各种裂缝以外，还有荷载裂缝、沉降裂缝、腐蚀裂缝等。4.3.1荷载裂缝在荷载作用下，当构件截面产生拉应力时，会引起构件拉伸变形，当拉应力超过砼本身的抗拉强度设计值时将产生裂缝。此类裂缝由于在设计规范里有明确的规定，因此在设计时设计人员都会采取措施进行控制。4.3.2沉降裂缝现浇构件因地基或砌体过大不均匀沉降;模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等,均可导致产生沉降裂缝。4.3.3腐蚀裂缝由于有害离子C1 - ,SO42 - ,Mg2 + 等侵入混凝土内部,导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。5 防止大体积混凝土产生裂缝的技术措施为了防止裂缝，减少温度可以从控制温度和改善约束条件两方面着手。下面谈到的一些技术措施，不仅是相互联系，而且相互影响，因此必须全面考虑合理使用，才能收到防止裂缝的实效。实践经验表明,大体积混凝土结构的裂缝由荷载引起的可能性很小,大多数是温度裂缝。为了防止大体积混凝土的裂缝,概括起来主要有以下几个措施:5.1设计措施5.1.1重视地基的处理大体积混凝土一般都是厚实体重的整浇式结构物，地基对基础的影响十分明显。在设计时主要应防止地基产生不均匀下沉，以及改善对基础的约束影响，5.1.2合理分缝分块合理分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围，同时也可利用浇注快的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。另外对于建筑工程来说，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要。从现有施工技术水平出发，合理的分缝分块，应能使结构起到调节温度变化的作用，确保混凝土有自由伸缩的余地，以达到释放温度应力为目的，接缝的处理还必须满足防止渗漏水的要求。5.1.3合理布置分布钢筋钢筋与混凝土共同工作的基础是两者之间的粘结力。由于钢的弹性模量约为混凝土弹性模量的715倍，所以当混凝土内应力达到抗拉强度而开始裂缝时此时钢筋的应力很小，将不超过1020MPa左右。因此想利用钢筋来防止混凝土裂缝的出现，就不可能达到目的，但是合理布置分布钢筋，可以起到减轻混凝土的收缩程度，限制裂缝的开展。对于大块体基础来说，如果块体之间配筋过少，从加强结构整体性和减少温度应力出发，也应适当增加一些温度配筋。5.1.4混凝土设计标高不宜太高在大体积混凝土的结构物中，力学强度饿安全贮备通常都很高。过高的强度贮备，会使水泥用量增多，费用增大，施工中还会导致混凝土内部温度过高，造成内外温差过大，从而引起结构物的开裂。一般来说，混凝土的强度指标及其耐久性指标（如抗裂、抗渗、抗冻、耐腐蚀等性能）成对应关系，但并不是正比例关系，它还受到具体工程、原材料性质和施工工艺水平等条件的影响。因此要配制一种既否和设计标号，有满足于工程环境相适应的优质混凝土，乃是设计和施工双方所面临的共同任务。5.1.5设置后浇带允许设置后浇缝时,合理地设置后浇缝。施工后浇带的设置是目前大体积砼设计常用的方法，其主要作用是释放早期砼硬化过程中的收缩应力，减小砼收缩变形。施工后浇带宽为0.81.0米，间距30米左右，后浇带宜设在受力较小的部位，一般在跨度的三分之一处，并应避免在大跨度处设置。后浇带宜在两个月以后采用强度等级比原设计砼高一级的补偿收缩砼进行浇注。浇注时的温度宜低于主体砼浇筑时的温度，且宜低于25度。只要条件允许，后浇带浇注时间应尽量延后，后浇带砼浇注前应凿毛并清理干净，浇注时振捣密实，保湿保温养护。江苏盐城大成建筑工程有限公司根据以往的施工经验和本工程具体情况，在设计交底和施工图纸会审时建议设计单位在底板混凝土中掺入水泥重量的0.25%左右的缓凝型减水剂木质素磺酸钙，可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；同时又减少10%拌合用水，节约10%左右的水泥，从而降低水化热。混凝土中掺入适量粉煤灰，不仅改善了混凝土的工作强度，减少混凝土的用水量，减少泌水和离析现象；同时代替部分水泥，减少了水化热。掺入适量膨胀剂，有效地补偿混凝土干缩，并在一定程度上补偿冷缩，改变混凝土分子结构组织，增加密实性，提高抗渗能力。同时建议调整钢筋配置方案，增设温度传递分布筋，将混凝土内部热量及时传递出来，防止内部热量积蓄。在配筋率不变情况下，采用上下皮配筋差异方案，即底皮钢筋在无柱板带处采用双向25200，在有柱板带处采用双向25150，下皮筋均采用双向25150。由于混凝土厚1.8m，考虑到散热速度，在底皮钢筋和顶皮钢筋之间设置了25温度分布筋，兼做马凳钢筋，每平方米1根，上下采用搭接焊，上下错位分布。减小钢筋直径，加密钢筋间距在一定程度上缓和了混凝土收缩，上下搭接的连通钢筋能快速把中间热量传递出来，减小裂缝产生的比例。5.2原材料控制措施结合山西省太原市商品混凝土市场，选用信誉较好的太原市昌达商品混凝土公司的商品混凝土，要求采用强度等级高的水泥，以减少水泥用量，并采用级配好的碎石作为粗骨料。在混凝土开盘鉴定时，派技术人员到厂方现场检查，要求供货方严格按配合比下料。施工现场由材料员和实验员检验混凝土塌落度，其不合格的混凝土不得使用在工程上。5.2.1混凝土原材料的预冷却混凝土原材料的预冷却，不仅可以降低混凝土的浇注温度，而且还可削减混凝土内部的最高温度，并减少最高温度与稳定温度之间的差值，从而把混凝土内的温度变化控制在允许范围之内，以防止裂缝的产生。5.2.1.1冷却搅和水或掺冰屑在暑期施工中，一般采用冷却拌和水或掺冰屑的办法，达到降低混凝土拌和温度的目的。在拌和水中加冰，必须使冰在拌和过程中完全融化，否则，待混凝土浇筑后冰屑融化，在混凝土中形成空洞，影响混凝土的质量。5.2.1.2预冷骨料当混凝土体积特大或气温很高时，单靠冷却拌和水法往往满足不了要求，故还需与预冷骨料配合使用，预冷骨料通常有湿法、干法与真空气法三种。 （1）湿法冷却：主要有浸水法、喷水法 。1）浸水法：粗骨料的预冷最常用的是浸水法，既把骨料放在12的冷水中进行冷却。故其方法是建一些大容积的料仓（称为冷却塔），内装约1/3的冷冻水，用进料皮带机将骨料送入仓内，直到装满为止，然后不断通入冷冻水，循环至预定时间内停止进水，排去仓内水，最后将骨料卸入出料皮带机，运送至搅拌站的石子料仓内。这种方法冷却效果好，工艺流程简单，但需要大量的冷却设备。2）喷水法：骨料在运输过程中，在指定地点装设喷水管，沿途喷洒冷水。这种方法冷却效果不好，耗水多，经济效益差。（2）干法冷却：是用冷空气对骨料进行吹风冷却，亦有两种方式：一种方式是在搅拌楼的骨料仓内进行冷却。此时需将料仓封闭，由通风系统通入冷风。为了达到预定冷却效果，骨料需在仓内滞留一定的时间。另一种方式是在运送过程中用冷风使骨料冷却。此时，沿输送骨料的皮带机应设冷风道、冷气供风管及回风管。冷风还需有足够的长度。（3）真空气法：是利用在骨料中水分蒸发、吸热而冷却骨料。冷却时，将骨料装满在封闭的料仓中，抽出几乎所有的空气。然后将真空保持一定的时间。 5.2.2低水泥水化热。5.2.2.1水泥的选用尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，或利用混凝土的后期强度(90d180d)以降低水泥用量，减少水化热(因为每加减10kg水泥，温度会相应增减1，水化热与水泥用量成正比)。在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（15d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。5.2.2.2混凝土强度选用避免用高强混凝，尽可能选用中低强度混凝土，基础混凝土的强度等级宜在C25C35的范围选用，利用后期强度R60。5.2.2.3大体积混凝土配合比的选择在满足设计要求及施工工艺要求的前提下，应尽量减少水泥用量，以降低混凝土的绝热温升。 （1）外加剂的使用使用外加剂也是控制温度裂缝的重要措施之一,许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,外加剂的正确合理使用,比单纯地靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。1）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。2）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。3）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。提高水泥浆与骨料的黏结力,提高的混凝土抗裂性能。4）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。5）掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。6）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。7）掺外加剂混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。8）掺入适量的膨胀剂，能有效补偿一部分砼的收缩从而控制或避免砼的收缩开裂，目前我国生产的膨胀剂品种很多，如UEA、ZY、SY、CAS、HCAS等。以ZY为例，将68%（替换水泥用量）的ZY加入到普通砼中，拌水后生成大量的膨胀性结晶水化物水化硫酸钙，使砼产生适度膨胀，在钢筋和邻位的约束下，改变了砼内部的应力结构，在砼结构中建立0.20.7Mpa的预压应力，这一压应力可大致抵消砼硬化过程中收缩产生的拉应力，从而避免或大大减轻砼结构的开裂。（2）严格控制骨料级配和含泥量。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%83%，因此在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。一般来说，可以选用粒径4mm40mm的粗骨料，尽量采用中砂，严格控制砂、石子的含泥量(石子在1%以内，砂在2%以内)。控制水灰比在0.6以下。另外还可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量，降低了水化热，而且石块本身也吸收了热量，使水化热能进一步降低，对控制裂缝有一定好处。 （3）适当搀加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。5.2.3降低核心部分混凝土温度浇注混凝土时预埋钢管，混凝土硬化过程中向钢管内通入冷水，以降低核心部分混凝土温度。5.3施工方法控制措施 5.3.1大体积混凝土施工时内部应适当预留一些孔道，在内部通循环冷水或冷气冷却，降温速度不应超过0.51.0/h。5.3.2对大型设备基础可采用分块分层浇筑(每层间隔时间5d7d)，分块厚度为1.0m1.5m，以利于水化热散发和减少约束作用。5.3.3当混凝土浇筑在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时，在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层(浇二度沥青胶撒铺5mm厚砂子或铺二毡三油)，底板高低起伏和截面突变处，做成渐变化形式，以消除或减少约束作用。5.3.4加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。5.3.5可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15以上。5.3.6.采取二次投料法,二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水,加强早期养护,提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。5.3.7根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。5.3.8用保温隔热法对大体积混凝土进行养护.5.3.9控制水化热的升温 ,混凝土中心与表面的最大温差不高于25 30 ,总降温差小于 30 。5.3.10控制降温速度 ,充分利用混凝土的徐变。5.3.11用草袋和塑料薄膜进行保温和保湿;塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板 ,在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。5.3.12常用的浇筑方案有以下几种。5.3.12.1全面分层 在整个模板内全面分层，浇筑区面积即为基础平面面积，第一层全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，第二层要在第一层混凝土初凝之前，全部浇筑振捣完毕。采用这种方案，结构的平面尺寸一般不宜太大。（如下图a）5.3.12.2分段分层 混凝土从底层开始浇筑，进行一定距离后就回头浇第二层，如此向前呈阶梯形推进。当结构的厚度不大，分层较少时，混凝土浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可从第二层依次分层浇筑。适于在结构平面面积较大时采用（如下图b）5.3.12.3斜面分层（如下图c）当结构的长度大大超过厚度三倍时，可采用本方案。振捣工作从浇筑层斜面的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的浇筑质量。5.3.13设置后浇带，用后浇带减少温度收缩。5.3.14 对大体积混凝土基础，可在与岩石地基或混凝土垫层之间设置滑动层(隔离层)，如刷沥青、铺卷材等，以消嵌固作用，释放约束力。5.4温度控制措施 温度控制的目的，就是要对混凝土的初始温度（浇筑温度），和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。温度控制措施必须建立在严密的科学基础上。不但要有温度控制的要求，而且还应计算出各龄期混凝土内的温度应力。只有采取温度及应力“双控制”的方法，才能最大限度地避免结构物出现开裂的情况。5.4.1大体积混凝土浇筑之前采取的温度控制措施5.4.1.1在大体积混凝土工程施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇注的温度、温度应力及收缩应力进行验算，确定施工阶段大体积浇注块体的升温峰值、里外温差及降温速度的控制指标及制定温控施工技术措施。温度控制应围绕如何防止因温度变形而引起的结构物开裂为核心。5.4.1.2防止地下室尤其是底板裂缝的产生，主要应从降低温度应力、提高混凝土早期强度和极限拉伸强度着手。5.4.1.3混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。5.4.1.4表面保温材料保护可以减少内外温差，但不可避免地招致混凝土体内温度很高，从受约束而导致贯穿裂缝的角度看，是一个潜在恶化裂缝的条件，因为体内热量迟早是要散发掉的。5.4.1.5人工控制混凝土温度还需注意的问题是防止过速冷却和超冷，过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大，而且早期的过速超冷会影响水泥胶体体系的水化程度和早期强度，更易产生早期热裂缝。超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。5.4.1.6降低砼浇注温度. （1）大体积砼最好选在春秋季施工，以降低浇注温度。（2）夏季砂石材料应避免阳光直晒，并可喷冷水雾或冷气预冷，（3）浇筑砼时采用减少装卸转运次数、给砼泵搭遮阳棚、在砼泵管上覆盖湿麻袋等辅助措施来降低砼浇注温度，最好不要让砼在太阳下直接爆晒。（4）用低温水或冰水搅拌混凝土。 （5）保证模内通风，加速模内热量散发。5.4.2大体积混凝土浇筑过程中采取的温度控制措施5.4.2.1合理安排施工程序，控制混凝土浇注面在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积高差过大。在结构完成后及时间回填土，避免其侧面长期暴露。5.4.2.2在温度较高的情况下进行施工，降低混凝土浇筑时的温度。可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖，以减少阳光对其的辐射，同时对浇筑前的砂石用冷水降温。5.4.2.3在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。在混凝土的内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护，以便加快混凝土内部的热量散发。5.4.2.4降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，减少和避免裂缝风险。热应力的控制手段主要是控制混凝土的内外温差T。T=Tp+Tr-Tf式中：Tp是起始浇筑温度；Tr是水泥水化温升；Tf是天然或人工冷却后浇筑块的稳定温度。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。5.4.3大体积混凝土浇筑之后采取的温度控制措施5.4.3.1混凝土浇筑后，做好表面的长时间保温保湿养护，延缓降温时间和速度，以充分发挥混凝土的“应力松弛效应”，以减低温度应力。夏季及常温应在浇筑后及时洒水养护，以保持混凝土表面经常湿润为原则，模板上亦应经常洒水。夏季应避免曝晒，注意保温。冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度。当气温骤降，为防止表面散热过快，内外温差过大，可用碘钨灯或其他加热装置加热表面。5.4.3.2采取长时间“应力松弛效应”。加强测温和温度监测与管理,采取信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25度以内,基面温差和基底面温差均控制在20度以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。5.4.3.3规定合理的拆模时间，拆模时间应考虑气温环境等情况，必须有利于温度控制，即拆模后混凝土的温差不能太大，拆模后及时回填土。 5.4.3.4混凝土的养护时间，应根据水泥品种而定。利用后期强度的混凝土，以及在干燥、炎热气候条件下，应延长养护时间，至少养护28天，对裂缝有严格要求时，应再适当延长。大体积混凝土养护时间：普硅水泥14d；火山灰质水泥、矿渣水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥21d；在现场掺用混合材料的水泥21d。5.5混凝土施工5.5.1混凝土配合比的制定根据工程具体情况，与设计单位、商品混凝土供货商协商后决定不采用泵送而采用塔吊运输，通过实验室试配确定了混凝土配合比，按照国家现行混凝土结构工程施工及验收规范、普通混凝土配合比设计规程及粉煤灰混凝土应用技术规范中的有关技术要求进行设计。混凝土塌落度控制在5cm8cm之间；C35,PS8混凝土配合比（kg/ m3）为：水泥：砂子：石子：水=330:771:1087:163；掺合料（kg/ m3）；水灰比0.48，砂率40%。5.5.2 现场准备工作5.5.2.1基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。5.5.2.2基础底板上的地坑、积水坑采用组合钢模板支模，不合模数部位采用木模板支模。5.5.2.3将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。5.5.2.4浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。5.5.2.5项目经理部应与建设单位联系好 施工 用电，以保证混凝土振捣及施工照明用。5.5.2.6管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。5.5.3在施工过程中钢筋工程及模板工程的质量控制根据平面控制网，在防水保护层上放出轴线和基础墙、柱位置线；每跨至少两点用红油漆标注。顶板混凝土浇筑完成，支设竖向模板前，在板上放出该层平面控制轴线。待竖向钢筋绑扎完成后，在每层竖向筋上部标出标高控制点。5.5.3.1机具准备1)、剥肋滚压直螺纹机械连接机具由该项技术提供单位配备。高峰期钢筋施工时至少保证5台钢筋剥肋滚压直螺纹机，其技术参数如下表示：设备型号GHG40型滚丝头型号40型可加工范围1640整机质量(kg)5902)、限位挡铁：对钢筋的夹持位置进行限位，型号划分与钢筋规格相同。3)、螺纹环规：用于