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1、题 目： 略论大体积混凝土浇筑 院 系： 杨凌职业技术学院 专 业： 水 利 工 程 姓 名： 汤 帅 指导教师： 穆 创 国 杨凌职业技术学院目 录摘 要I第1章 绪 论1第2章 大体积混凝土裂缝产生原因22.1 前言22.2 大体积混凝土裂缝形成的原因22.2.1温差裂缝22.2.2收缩裂缝3第3章 大体积混凝土裂缝防治措施43.1设计措施43.2施工措施43.2.1优选混凝土各种原材料43.2.2施工控制措施5第4章 大体积混凝土浇筑方案74.1混凝土配合比设计74.2混凝土的浇筑方案选用74.3预测温度、设计养护方案8结 束 语9参 考 文 献10摘 要本文在导师的指导下，对大体积混凝
2、土做简要的阐述，以供讨论。大体积混凝土: 混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。 南水北调工程倒虹吸截面尺寸大，墙体厚，底板厚度达1.36m，属于大体积混凝土施工，大体积混凝土因其施工难度较大，对结构的安全影响深远，一直是施工中的重要控制点，而其最易出现的问题是成品混凝土出现裂缝，从而导致混凝土的抗渗、抗裂性能下降，影响整体建筑物的永久性和安全性，特别对于倒虹吸这样有压运行的建筑物，更须做好预控措施，最大限度地防止裂缝的产生。 本文系统地分析了大体积混凝土裂缝产生原因，在理论联系实际中探讨了大体积混凝土裂缝的防治措施。 关键词：大
3、体积混凝土 温差 开裂 控制第1章 绪 论从不同的国家来看，各国的规范对混凝土构筑物的裂缝都有不同的控制范围和要求，要保证混凝土构筑物不出现裂缝可以说是不可能的。在我国，对在不同环境下混凝土构筑物，在不同的介质情况下，所规定的混凝土裂缝宽度也不同。所以说，对混凝土构筑物的裂缝我国规范规定在设计上有一定的允许宽度。国际上也都根据本国的特点，对混凝土的裂缝都有明确的规定，说明混凝土结构的裂缝在一定范围内是允许的，要想控制混凝土构筑物不裂缝是很难的，关键是怎么控制能让在施工中尽量小产生裂缝和把裂缝的宽度应该控制在什么范围内，能使我们在施工中不受经济损失。 在重大工程项目和高层建筑施工中，通常混凝土一
4、次浇筑量较大，这种大体积混凝土的浇筑极易出现裂缝，如果施工中不加以控制，会产生许多严重的后果。所以，在浇筑大体积混凝土的施工，一定要认真组织施工，合理安排施工工序，才能确保混凝土的质量。本文对大体积混凝土施工中裂缝产生的原因及防治措施，大体积混凝土施工方案及施工主要技术难点进行了简要的阐述，以供讨论。第2章 大体积混凝土裂缝产生原因2.1 前言近年来，随着国民经济和建筑技术的发展，建筑规模不断扩大，大型现代化技术设施或构筑物不断增多，而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点，日益受到人们的欢迎，于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混
5、凝土，一般理解为尺寸较大的混凝土，美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。这就提出了大体积混凝土开裂的问题，开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题，裂缝一旦形成，特别是基础贯穿或者裂缝出现在重要的结构部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，同时会可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂，是一个值得关注的问题。2.2 大体积混凝土裂缝形成的原因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
6、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。造成大体积混凝土开裂的主要原因是温度应力和收缩引起的裂缝。2.2.1温差裂缝混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗
7、拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。2.2.2收缩裂缝混凝土的收缩引起收缩裂缝。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，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。如果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。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。第3章 大体积混凝土裂缝防治措施3.1设计措施1) 精心设计混凝土配合比。在保
8、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
9、设计变更。3.2施工措施3.2.1优选混凝土各种原材料a、水泥的选择 理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失，可适度增加活性细掺料替代水泥。b、骨料的选择在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时，采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低
10、混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。c、掺加外加料和外加剂 掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量，从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。掺加适量的减水剂，它可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热，同时可明显延缓水化热释放速度。3.2.2施工控制措施a、控制混凝土入模温度入模温度的高低，与出机温度密切相关，另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。在温度较高的情况下进行施工，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。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。如果是在冬季进行施工，
11、因为要防止早期混凝土被冻问题，所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前还应该对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热，对原材料应视气温高低进行加热。b、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。保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。c、砼温度控制、监测与养生1)、温度控制、监测为降低大体积混凝土的水化热，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。为能够较准确地测量出砼内部温度，在砼中预埋测温管，用水银温度计测温。上下层温差控制在1520之内。根据各测点的温度，可及时绘制
12、出混凝土内部温度变化曲线，对照混凝土理论计算值，分析存在的问题，有的放矢地采取相应的技术措施。2)、砼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，以便控制混凝土的内外温差，促进砼强度的正常发展及防止裂缝的产生和发展。从砼浇筑完成到终凝这段时间的养护对砼而言十分重要。混凝土浇筑完毕后，在其顶面及时加以覆盖，要求覆盖严密，并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用有二：一是蓄水保温，防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度骤变，二是保持内外温差的稳定。此外，倒虹吸侧墙拆模后尽快回填，用土体保温，避免气温骤变时产生有害影响，同时可延缓降温速率，避免产生裂缝。d、健全施工组织
13、管理：在制订技术措施和质量控制措施的同时，还需落实组织指挥系统，逐级进行技术交底，做到层层落实，确保顺利实施。第4章 大体积混凝土浇筑方案4.1混凝土的浇筑方案选用浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种： 1、全面分层： 即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向
14、两端或从两端向中间同时进行浇筑。 2、分段分层： 混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。 3、斜面分层： 要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。 4.2预测温度、设计养护方案 在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温
15、度+水化热温升值环境温度。在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值环境温度。为了防止大体积混凝土裂缝的产生，通过计算预测了混凝土的浇筑温度、混凝土温升值的可能产生应力，并据此制定了降低浇筑温度腔制温升值措施，预先制定减缓降温速率的方案和一旦出现意外情况的应急措施。经检查未发现温度裂缝，可见完善的养护及选料等措施等起到了良好效果。结 束 语1）基础大体积混凝土施工，一次浇筑量大，厚度大，强度等级高，在夏季炎热天气施工，技术难度大。混凝土浇筑后，经过3个星期保温保湿养护，效果理想。要施工好超厚、高强度等级的大体积混凝土，
16、关键要有一个先进的混凝土配合比，有一套严谨的施工组织设计，有一套科学的养护工艺，有一种严谨的工作作风。2）配制大体积混凝土，关键在于水化热要低，大掺量I级粉煤灰和低用量的矿渣32 .5 MPa水泥相结合是该工程成功的关键之一。它有效地降低了水化热，提高了可泵性，从而提高了表层混凝土的强度。在大体积混凝土的湿热养护条件下，混凝土早期强度发展得很好，有效地防止了混凝土裂缝的出现。微膨胀剂确实起到了补偿收缩作用。根据计算，自降温开始，混凝土表层就应该出现拉应力。可是在实测中，始终未测到拉应力。除混凝土松弛，养护阶段没发生干缩外，微膨胀剂功不可没。3）大体积混凝土施工，养护和浇筑同样重要。保湿是前提，
17、控制降温速度是关键，监测是根据。总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑完的保温工作，该项技术是完全可以取得满意的效果。参 考 文 献参考文献：1 龚召熊：水工混凝土的温控与防裂. 北京：中国水利水电出版社，19992 戴镇潮：大体积混凝土的防裂. 混凝土，2001，（9）：103 覃维祖：混凝土的收缩、开裂及其评价与防治.混凝土，2001，（7）：34 迟陪云：大体积混凝土开裂的起因及防裂措施.混凝土，2001，（12）：315 康方中：浅谈现浇商品混凝土楼板变形裂缝的成因和防治.混凝土，2003，（5）：186 段 峥：现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治.混凝土，2003，（5）：487 尤启俊：外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响.混凝土,2004，（9）：32、338王铁梦。 工程结构裂缝控制。 中国建筑工业出版社，1999.10 9王铁梦。 王铁梦教授谈控制混凝土工程收缩裂缝18个因素。 混凝土，2003.11 10孙修艾，程曙明。 大面积框架结构梁板混凝土一次整体浇筑施工技术。 建筑术，2003.5 11江正荣。 建筑施工工程师手册。 中国建筑工业出版社，2002.12
