大体积混凝土施工中温度与裂缝控制-文档资料

1、大体积混凝土施工中温度与裂缝控制1. 引言钢筋混凝土结构， 因为材料价廉物美， 施工方便， 承载力大， 可装饰强等特点， 应用十分广泛， 在现代工程建设中占有重要的 地位。而由于钢筋混凝土结构的受力特点、混凝土的材料特性、 混凝土施工技术等原因， 混凝土的裂缝以及如何预防混凝土开裂 是工程建设中带有一定普遍性的技术问题，特别是大体积混凝 土，影响裂缝产生的因素更多，预防混凝土开裂的难度更大。而 混凝土裂缝一旦形成， 特别是贯穿性裂缝出现在重要的结构部位 危害极大，它会影响结构的整体性，降低结构的耐久性，削弱构 件的承载力， 甚至会危害到建筑物的安全使用。 所以如何采取有 效措施防止混凝土开裂，

2、 特别是大体积混凝土开裂， 是一个值得 研究和探讨的问题。2. 温度裂缝的成因混凝土裂缝产生的原因可分为两类： 一是结构型裂缝， 是由 外荷载引起的， 包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构 次应力造成的受力裂缝。 二是材料型裂缝， 是由非受力变形变化 引起的， 主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。 而对于大体 积混凝土，通常结构断面尺寸较大，一次性浇筑的混凝土量多， 聚集的大量水化热不易散发， 导致混凝土内外温差较大， 在受到 内外约束的情况下， 混凝土内部会产生较大的温度应力导致裂缝 产生，因此温度应力引起的裂缝更应当重点关注， 并在施工过程 中有效加以控制。温度裂缝产生的原因有以下

3、两个方面： 混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热， 内部温度不断 上升，使混凝土表面和内部温差较大， 混凝土内部膨胀高于外部， 此时混凝土表面将受到很大的拉应力， 而混凝土的早期抗拉强度 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。结构温差较大， 当大体积混凝土浇筑在约束地基 （例如桩基） 上时，由于受到外界的约束，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，裂缝易发生深进，直至贯穿整 个混凝土整体。温度裂缝形成的过程一般分为三个时期： 一是初期裂缝， 就 是在混凝土浇筑的升温期，

4、由于水化热使混凝土浇筑后 2-3 天温 度急剧上升， 内热外冷引起“约束力”， 超过混凝土抗拉强度引 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， 水化热散尽时结构的温度接近环境温度， 结构 温度引起“外约束力”， 超过混凝土抗拉强度引起裂缝。 三是后 期裂缝， 当混凝土接近周围环境条件之后保持相对稳定， 而当环 境条件下剧变时，由于混凝土为不良导体，形成温度梯度，当温 度梯度较大时，混凝土产生裂缝。3. 温度的控制和预防温度裂缝的措施 大体积混凝土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。 对混凝土温度裂缝控制的 好坏，直接影

5、响结构的受力和耐久性要求。在实际施工过程中， 温度控制和预防混凝土温度裂缝主要可以采取以下措施：3.1 降低水泥水化热施工中， 可以通过精心设计混凝土配合比； 采用掺加粉煤灰 和减水剂的“双掺”技术； 选用级配良好的粗骨料和中粗砂； 充分利用混凝土的后期强度（60d或90d）作为混凝土强度评定值等措施，减少水泥用量，减缓水化反应速度，降低了水化热。3.2 减少混凝土内外温差工程实践中， 常采取降低混凝土入仓温度； 预埋水管采用冷 水循环降温；分层浇筑并控制每层厚度充分利用浇筑层面散热； 根据环境温度采取适当的保温措施等方法控制混凝土内外温差。3.3 改善约束条件 工程中可以通过合理的分缝分块或

6、设置后浇带； 避免基础过大的起伏，底板高低起伏和截面突变处，做成渐变形式，避免结 构突变而产生应力集中； 转角和孔洞处增设构造加强筋； 当基础 设置于岩石地基或混凝土垫层上时设置滑动层； 合理安排施工工 序，避免过大的高差和侧面长期暴露等方法，改善约束条件，减 少对混凝土收缩的影响，降低混凝土开裂的可能性。3.4 加强测温和养护大体积混凝土浇筑前应根据工程实际情况， 科学制定混凝土 测温方案， 及时掌握混凝土结构内部温度变化情况， 采取相应的 保温、降温措施，控制混凝土结构内外温差在允许范围内（一般 不超过25 C），减轻温差对混凝土裂缝影响。同时，混凝土养护也是大体积混凝土施工中一项十分关键

7、的 工作。一般可以采取蓄水法保温养护、内散外蓄综合养护、尽快 回填土等方法， 控制混凝土内表温差， 促进混凝土强度的正常发 展及防止混凝土裂缝的产生和发展。4. 工程应用实例4.1 工程概况东城桃园一号楼工程为 24 层剪力墙结构， 5 层有一转换层， 一层地下混凝土为超长结构，东西向 65.6m,南北向35m,总建 筑面积20515M2上部为住宅，下部为商业用房和地下停车库。 底板厚度2200mm设计混凝土等级C40P6 次性浇筑混凝土约 10000M3。4.2 主要技术措施东城桃园一号楼工程是我公司 2009 年重点建设项目，为确 保混凝土质量， 减少混凝土裂缝， 施工过程中采用了补偿收缩

8、混 凝土、膨胀加强带、掺加抗裂纤维等技术措施，而跨关键区域除 应用以上技术措施外， 作为大体积混凝土在温度裂缝的控制方面 重点采取了以下技术措施：4.2.1 在降低水泥水化热方面通过与设计、监理、质检站相关人员沟通，确定利用混凝土的 60d 强度作为混凝土强度评定值；邀请市建筑设计院专家， 和商品混凝土厂技术人员一起， 经 过多次试配， 选用了水化热低又有利于抗渗的粉煤灰水泥、 聚羧 酸高效减水剂，精心设计混凝土配合比， 每立方米混凝土与普 通混凝土相比减少水泥用量 40kg；根据现场条件尽量选用粒径较大， 级配良好的粗骨料，选 用中粗砂， 改善混凝土的和易性， 减少用水量，减缓水化反应 速度

9、，降低了水化热。4.2.2 在降低混凝土内外温差方面 由于该大体积混凝土浇筑时间为 5月底，气温较高， 且混凝 土运输距离较远， 我们要求混凝土厂在拌合混凝土时加冰水， 并 用冷水将碎石冲洗，控制混凝土的入仓温度在20 C以内。采用分段分层浇筑的方法，控制每层厚度不大于30cm，充分利用浇筑层面散热。 4.2.2.3 混凝土终凝后立即进行蓄水保温， 以免混凝土表面发生急剧降温形成的温度梯度。4.2.3 在改善约束条件方面考虑到该地板面积较大， 混凝土浇筑时结合后浇带进行合理 的分缝分块，使结构长度不超过 20m。在 2.2m 厚底板与普通 600 厚底板交接处做成渐变形式，避 免了结构突变而产

10、生应力集中。征求设计同意， 取消了防水卷材上的混凝土保护层， 以减少 对地板的约束作用。4.2.4 在测温和养护方面 邀请市建筑设计院有关专家帮助编制了混凝土测温方案， 合 理设置测温点，做到既突出重点，又兼顾全局，。测温仪器宜选择便携式建筑电子测温仪， 它能够直观、 准确、 快捷地数字显示混凝土内部温度， 可任意布置测温点， 具有可靠 性好，适用范围广， 室温操作环境； 体积小、 重量轻、操作简单， 并有夜间测温读数功能。测温从混凝土浇筑后24h开始，第I5d每2h测温1次， 第6d后每4h测温1次，1015d后，每8h测一次，测至温度 稳定为止。及时对混凝土内外温度进行监测， 掌握混凝土结

11、构内部温度 变化情况，并做好记录。根据混凝土内部温度变化情况，采取相 应的保温、降温措施，控制混凝土结构内外温差在允许的范围内， 一般不超过25 C,保证了混凝土的质量。对大面积的底板面， 采用先一层塑料簿膜， 后一层草包作保 温保湿养护。有效地防止了混凝土早期和中期裂缝。4.3 工程实践效果该工程于 2009年 3 月 6 日开始主体结构施工， 2009 年 10 月 10 日主体结构封顶，确保了工程如期完工。经过西安市新城 区建筑工程质量监督站检测， 混凝土结构各项指标完全达到设计 及规范要求。5.结束语大体积混凝土结构温度裂缝的产生与控制是相当复杂的，通过以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行的理论探讨 和工程实践，我们认为导致裂缝产生的主要原因是水泥硬化过程 中释放大量的水化热所产生的温度应力超过混凝土的极限抗拉 强度。所以如何控制大体积混凝土水化热升温和结构物体内外温 差，是大体积混凝土能否