大體積混凝土正文精編版

1、目錄1 前言 .11.1大體積混凝土研究現(xiàn)狀及存在的問題 .11.2本文研究的內(nèi)容及意義 .22 大體積混凝土裂縫成因分析與施工技術(shù)研究 .32.1裂縫與裂縫控制的概念及分類 .32.2大體積混凝土裂縫的成因 .32.2.1混凝土本身的影響 . .32.2.2其他因素的影響 . .42.3大體積混凝土施工方案和施工技術(shù)研究 .52.3.1大體積混凝土的設(shè)計(jì)構(gòu)造要求 . .52.3.2混凝土配合比及其材料 . .62.4混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù) .72.4.1混凝土的澆筑 . .72.4.2混凝土的養(yǎng)護(hù) . .72.4.3混凝土澆筑塊體表面保溫層的計(jì)算方法 . .82.4.4大體積混凝土澆筑的其它規(guī)定

2、 . .92.5本章小結(jié) .93 混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫控制理論 .113.1計(jì)算溫度應(yīng)力的基本假定 .113.2混凝土的基本物理力學(xué)性能 .113.2.1混凝土各齡期的收縮及收縮當(dāng)量溫差 . .113.2.2混凝土的彈性模量 . .123.2.3混凝土極限拉伸值 . .123.2.4大體積混凝土的應(yīng)力松弛系數(shù) . .133.3混凝土溫度的計(jì)算 .133.3.1混凝土的絕熱溫升計(jì)算 . .143.3.2非絕熱溫升 .153.3.3混凝土表面溫度的估算 . .153.3.4混凝土內(nèi)外溫差計(jì)算 . .153.4大體積混凝土溫度應(yīng)力計(jì)算及裂縫控制條件 .163.4.1自約束拉應(yīng)力的計(jì)算 . .163

3、.4.2外約束拉應(yīng)力計(jì)算 . .163.4.3控制溫度裂縫的條件 . .173.5本章小結(jié) .174 大體積混凝土施工實(shí)例一 .184.1工程概況 .184.2施工方案 .184.2.1原材料 . .184.2.2混凝土的攪拌、運(yùn)輸及準(zhǔn)備 . .184.2.3 混凝土澆筑 .184.2.4大體積混凝土的振搗 . .184.3大體積混凝土質(zhì)量控制 .194.3.1混凝土裂縫控制措施 . .194.3.2混凝土試塊留置及養(yǎng)護(hù) . .244.4混凝土質(zhì)量保證及成品保護(hù)措施 .254.4.1混凝土質(zhì)量保證措施 . .254.4.2成品保護(hù)措施 . .254.4.3安全文明施工措施 . .255 大體積

4、混凝土施工實(shí)例二 . .275.1工程概況 .275.2大體積混凝土原材料和外加劑的選用 .275.3混凝土配合比設(shè)計(jì) .275.4底板大體積混凝土質(zhì)量控制措施 .285.4.1大體積混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) . .285.4.2混凝土拌制及運(yùn)輸 . .295.4.3混凝土澆筑 . .305.4.4混凝土養(yǎng)護(hù) . .305.4.5混凝土的振搗 . .315.4.6成品保護(hù)及試塊制作和管理 . .315.5冬期施工混凝土質(zhì)量保證措施 .325.6大體積混凝土測(cè)溫 .326 結(jié)論與展望 .346.1結(jié)論 .346.2展望 .35致 謝 .36參考文獻(xiàn) .371前言1.1 大體積混凝土研究現(xiàn)狀及存在的問題隨著

5、中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的建筑行業(yè)也取得了輝煌的成就。其中，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)己經(jīng)處于世界領(lǐng)先的水平。 同時(shí)，也開發(fā)出了一批新型建筑材料， 出現(xiàn)了一大批的高層、 超高層工業(yè)或民用建筑。 因此， 大體積混凝土也越來越多的被應(yīng)用到各種各樣的實(shí)際工程之中。大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于lm 以上，施工時(shí)必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施妥善1 。處理水化熱引起的混凝土內(nèi)外溫度差，合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的混凝土結(jié)構(gòu)其施工特點(diǎn)是 : 整體性要求比較高， 要求連續(xù)澆筑 ; 結(jié)構(gòu)的體量較大， 澆筑混凝土后形成較大的內(nèi)外溫差和溫度應(yīng)力。大體積混凝土工程結(jié)構(gòu)較厚，體形較大、鋼筋較密，混凝土數(shù)量較多，施工條

6、件較為復(fù)雜，施工技術(shù)要求高，必須同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性要求，另外， 還存在如何控制和防止溫度應(yīng)力，變形裂縫產(chǎn)生等問題。隨著大體積混凝土施工技術(shù)不斷地提高， 高質(zhì)量的施工技術(shù)也成為社會(huì)發(fā)展的必然要求。隨著生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷提高，建設(shè)領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大，大體積混凝土逐漸應(yīng)用于大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。但是，由于混凝土內(nèi)部蓄熱量大，溫度應(yīng)力增大， 使得混凝土裂縫的控制問題成為設(shè)計(jì)及施工中的一個(gè)急2水泥水化熱引發(fā)的溫度應(yīng)力是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的根本原因。從此美國開始了對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的研究，開發(fā)了多種技術(shù)措施，這些技術(shù)措施包括:(l) 開發(fā)低熱水泥(2) 降低混凝土中水泥用量(3)

7、開發(fā)新的混凝土施工工藝(4) 降低混凝土的澆筑溫度(5) 對(duì)大體積混凝土的表面進(jìn)行保溫，控制其內(nèi)外的溫差早在二十世紀(jì)50 年代，“工業(yè)建筑溫度伸縮縫問題”在建筑領(lǐng)域里是屬于一個(gè)具有規(guī)范性的問題 1 。人們?cè)谇叭搜芯康幕A(chǔ)上開始研究溫度應(yīng)力、溫度控制的方法。在國內(nèi)，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算大體積混凝土其中心最高溫度、施工溫度應(yīng)力以及表面溫度， 這種做法能夠簡(jiǎn)化計(jì)算且具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。但由于未能考慮大體積混凝土內(nèi)部溫度的連續(xù)性及連續(xù)變化的外界溫度的影響，同時(shí)采用經(jīng)驗(yàn)值確定澆筑厚度的溫降修正系數(shù)，所得結(jié)果與實(shí)際施工過程中的溫度場(chǎng)變化的規(guī)律相差很大。由于假設(shè)溫度場(chǎng)與實(shí)際溫度場(chǎng)不符， 加上沒有考慮徐變的影

8、響，施工期溫度應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際混凝土的應(yīng)力場(chǎng)也不相符合。 依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算很難了解實(shí)際工程溫度應(yīng)力。目前，許多學(xué)者應(yīng)用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)， 綜合考慮混凝土的入模溫度、混凝土的彈性模量在澆注過程的變化規(guī)律以及水泥水化熱散熱規(guī)律和外界氣溫變化規(guī)律，采用有限差分法或有限單元法求解一、二及三維大體積混凝土溫度場(chǎng)， 有些學(xué)者全面的總結(jié)了大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度與裂縫控制最新研究結(jié)果及各種工業(yè)結(jié)構(gòu)的裂縫控制方法，提出了較為實(shí)用的大體積混凝土工程裂縫的控制方法以及溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算方法，并已在大量工程中得到了廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 混凝土溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的仿真計(jì)算也受到人們的重視。

9、考慮諸多隨機(jī)性， 就溫度場(chǎng)獲得而言，首先是近似處理結(jié)構(gòu)邊界條件; 其次是考慮氣溫、水泥和日照等影響因素的隨機(jī)性 ; 再次是估算原材料溫度、混凝土出機(jī)溫度、 澆筑溫度 ; 四是考慮混凝土的配合比的隨機(jī)性引起的絕熱溫升隨機(jī)性; 五是采用半經(jīng)驗(yàn)半理論公式換算混凝土熱學(xué)參數(shù)的隨機(jī)性，如:導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)等。就溫度應(yīng)力場(chǎng)的獲得而言，一方面考慮是隨機(jī)溫度場(chǎng)的隨機(jī)性，另一方面， 考慮混凝土材料力學(xué)特性如彈性模量、徐變度等， 利用隨機(jī)性分析大體積混凝土的溫度場(chǎng)分布規(guī)律是當(dāng)今此類結(jié)構(gòu)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)3 。目前，對(duì)大體積混凝土施工的研究體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(l) 為了防止大體積混凝土構(gòu)件過長，致使構(gòu)件底部或者是構(gòu)

10、件的部分?jǐn)嗝嬖谑湛s過程中約束應(yīng)力過大， 及當(dāng)應(yīng)力超過混凝土的在此齡期時(shí)的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土將產(chǎn)生裂縫，故用伸縮縫將一個(gè)構(gòu)件分成若干施工段。于是，伸縮縫間距研究也就成為大體積混凝土結(jié)構(gòu)的主要研究對(duì)象4 。(2) 為了解決前面相關(guān)研究理論不能解決的問題，在后期研究過程中，主要表現(xiàn)在混凝土組成材料的性能和大體積混凝土的配合比以及養(yǎng)護(hù)降溫等方法的研究。1.2 本文研究的內(nèi)容及意義本文在前人研究的基礎(chǔ)上，大量查閱國內(nèi)外與大體積混凝土相關(guān)文獻(xiàn)，主要研究和介紹了以下內(nèi)容 :(l) 介紹了大體積混凝土應(yīng)力的理論計(jì)算和分析方法， 并將計(jì)算分析結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證當(dāng)前理論的正確性；(2) 研究了

11、大體積混凝土裂縫的成因，提出控制大體積混凝土施工裂縫的有效措施；(3) 提出實(shí)用的計(jì)算混凝土裂縫的方法；(4) 根據(jù)本工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理方法、施工工藝的選擇方法、制定合理施工方案的步驟等；(5) 根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出大體積混凝土施工應(yīng)注意的主要問題，并提出相關(guān)解決方案；利用前面的方法對(duì)背景工程中的大體積混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行了溫度場(chǎng)分析和溫度監(jiān)控。從材料選用、澆筑方式、養(yǎng)護(hù)等方面入手，采取綜合措施控制溫度裂縫，達(dá)到預(yù)期目的。2 大體積混凝土裂縫成因分析與施工技術(shù)研究2.1 裂縫與裂縫控制的概念及分類裂縫是指固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象，在學(xué)術(shù)上屬于結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度理論范疇5 ，是

12、一種人們可以接受的材料特征。建筑結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的，如對(duì)建筑物抗裂要求過高，必將付出巨大的代價(jià)，科學(xué)的研究是將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。因此， 建筑物的裂縫控制是指將裂縫的預(yù)測(cè)、預(yù)防和處理工作。大體積混凝土裂縫主要包括以下幾種:(1) 微觀裂縫一般認(rèn)為，混凝土的微觀裂縫主要包括: 粘著裂縫；水泥石裂縫；集料裂縫。在這三種裂縫中，前兩種較多，集料裂縫出現(xiàn)較少?；炷脸霈F(xiàn)的微裂縫主要指前兩種。微觀裂縫的存在，對(duì)混凝土的基本性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。由于混凝土微裂縫的分布規(guī)律是不規(guī)則的而且是非貫穿的， 所以具有微裂縫的混凝土是可以承受一定拉力的。但是，在結(jié)構(gòu)受拉力較大的部位，微裂縫很容易擴(kuò)展并貫穿整

13、個(gè)結(jié)構(gòu)，較早地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂。實(shí)際上混凝土結(jié)構(gòu)物主要是剪拉破壞。混凝土的構(gòu)造理論可以解釋混凝土微裂縫的成因，即視混凝土為各種材料組成的非均質(zhì)材料。在混凝土水化和硬化的同時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的體積變形; 各種材料之間的不均勻變形產(chǎn)生了相互約束應(yīng)力。按照構(gòu)相關(guān)計(jì)算模型，不均勻變形引起內(nèi)應(yīng)力就導(dǎo)致粘著微裂縫出現(xiàn)?？偟膩碚f，混凝土結(jié)構(gòu)有裂縫是絕對(duì)的，無裂縫是相對(duì)的，裂縫控制的目的也就是將混凝土控制在無大于0.05 裂縫的狀態(tài)。(2) 宏觀裂縫寬度不小于0.05 的裂縫稱為宏觀裂縫，宏觀裂縫是由微觀裂縫擴(kuò)展而來的。引起混凝土產(chǎn)生結(jié)構(gòu)宏觀裂縫的主要原因包括: 外荷載 ; 結(jié)構(gòu)次應(yīng)力 ; 變形應(yīng)力，當(dāng)上述應(yīng)力超

14、過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫6 ?；炷恋暮暧^裂縫按其成因有荷載裂縫、變形裂縫、施工裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫。根據(jù)它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)中的分布區(qū)域，可分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫?；炷粮煽s變形和自身溫度場(chǎng)變化的內(nèi)部約束或由于氣溫驟降引起混凝土表面裂縫?；炷羶?nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，當(dāng)它們大于混凝土同齡期的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。一般情況下不會(huì)形成貫穿裂縫或深層裂縫。內(nèi)部裂縫是由于在出現(xiàn)表面裂縫澆筑塊頂面上澆筑新混凝土形成的。深層裂縫是出現(xiàn)在脫離基礎(chǔ)約束范圍以外的表面裂縫，由于混凝土降溫的過程較長，在混凝土塊內(nèi)部溫度場(chǎng)復(fù)雜，裂縫向縱深發(fā)展，形成了深層裂縫，但是其內(nèi)部仍是連續(xù)的。基礎(chǔ)貫穿裂縫是切斷混凝土結(jié)

15、構(gòu)的大裂縫?；炷了療釡厣龑?dǎo)致澆筑溫度過高，形成最高溫度，當(dāng)降到最低溫度時(shí)，即產(chǎn)生基礎(chǔ)溫差，當(dāng)溫度應(yīng)力大于同齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生基礎(chǔ)貫穿裂縫。2.2 大體積混凝土裂縫的成因根據(jù)有關(guān)資料，混凝土早期裂縫 80%左右由施工因素造成的， 15%左右因混凝土材料方面的原因造成， 5%左右因設(shè)計(jì)不當(dāng)造成。混凝土裂縫的產(chǎn)生主要與材料、施工、設(shè)計(jì)、使用環(huán)境等有關(guān)。因此，混凝土產(chǎn)生裂縫原因主要有以下幾點(diǎn)?；炷帘旧淼挠绊?1) 混凝土的體積穩(wěn)定性混凝土的體積穩(wěn)定性是指混凝土在抵抗物理、化學(xué)作用下產(chǎn)生變形的能力。體積穩(wěn)定性不好致使混凝土的抗?jié)B性性能降低，溶液性的物質(zhì)滲透到混凝土中，造成混凝土的耐久性能

16、下降?；炷恋捏w積變化可以分為三個(gè)階段?；炷劣不暗捏w積變化混凝土硬化過程中的體積變化混凝土硬化后的體積變化(2) 混凝土的收縮 7收縮是混凝土本身所固有的一種重要特性。在沒有負(fù)載的情況下，混凝土的開裂往往由于收縮變形而導(dǎo)致?；炷恋氖湛s變形主要包括以下幾個(gè)方面等。干燥收縮自收縮塑性收縮化學(xué)減縮溫度收縮碳化收縮沉降收縮(3) 混凝土的徐變?cè)谌我夂奢d作用下，混凝土結(jié)構(gòu)除了發(fā)生彈性變形外，還產(chǎn)生一種隨時(shí)間緩慢增加的非彈性變形，稱為“徐變變形”。徐變變形比瞬時(shí)彈性變形大1 3 倍。徐變變形是混凝土內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的粘性滑動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)變形不變，混凝土內(nèi)部約束應(yīng)力減小，稱為“應(yīng)力松弛” 8 。徐變能降

17、低大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，減少收縮裂縫，也能削減結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)和因基礎(chǔ)不均勻沉降引起局部應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力峰值。有時(shí)在工程施工中可在保持大體積混凝土強(qiáng)度不變的條件下，設(shè)法提高混凝土的徐變以減緩結(jié)構(gòu)裂縫的目的。但結(jié)構(gòu)的徐變也有不利的一面，比如徐變會(huì)不斷加大結(jié)構(gòu)的變形 ; 在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變會(huì)還會(huì)引起預(yù)應(yīng)力的損失等，所以應(yīng)綜合考慮徐變的影響。(4) 混凝土所用材料的影響水泥和水混凝土結(jié)構(gòu)開裂主要是由于本身收縮受到約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度。混凝土產(chǎn)生的收縮值及強(qiáng)度值因水泥種類、 水泥用量拌制不同而不同。 水泥的細(xì)度問題是需要我們特別關(guān)注的，水泥的細(xì)度越細(xì)，混凝土越容易開裂。砂、石骨

18、料混凝土骨料的含泥量越高越容易開裂。這是由于骨料表面所帶的泥份妨礙了骨料與水泥漿之間的咬合粘結(jié)，弱化了界面結(jié)構(gòu)，因而降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度。外加劑和摻合料試驗(yàn)表明摻化學(xué)外加劑的混凝土干縮值較大。使用一般化學(xué)外加劑比使用促凝性AE減水劑的干縮值低?；炷恋某跗诟煽s值在使用外加劑的情況下較大，不摻外加劑比使用促凝性 AE減水劑混凝土的干縮值低。 混凝土摻加膨脹劑時(shí)養(yǎng)護(hù)的要求更高。 在早期養(yǎng)護(hù)不好時(shí)，膨脹混凝土更容易發(fā)生裂縫。其他因素的影響(1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素在實(shí)際工程中，可以通過理論計(jì)算來控制裂縫；通常采用構(gòu)造設(shè)計(jì)來對(duì)變形作用引起的裂縫加以控制 9 。結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，要先假定結(jié)構(gòu)物的受力體系有關(guān)參數(shù)，

19、而常規(guī)的計(jì)算模型與很多結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)有一定的差別， 使得內(nèi)力計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相差很大， 這些未考慮到的可能內(nèi)力一般會(huì)引起結(jié)構(gòu)裂縫。對(duì)于約束條件的影響。結(jié)構(gòu)在變形變化時(shí)，會(huì)受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該抑制即稱為“約束” 。結(jié)構(gòu)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的約束稱為“內(nèi)約束” ，不同結(jié)構(gòu)之間一的約束稱為“外約束” 。大體積混凝土由于變形受到約束才產(chǎn)生應(yīng)力。在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形，應(yīng)是混凝土線膨脹系數(shù)和溫差的乘積，即: =T·（2.1 ） 溫度收縮時(shí)的相對(duì)變形;T溫差 ; 線膨脹系數(shù)。當(dāng) 大于混凝土的極限拉伸值 p 時(shí)，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。由于混凝土產(chǎn)生徐變變形; 結(jié)構(gòu)不可能受到全約

20、束，而且，所以溫差在25甚至 30情況下，混凝土亦可能不開裂。因此，改善約束對(duì)于防止混凝士開裂的效果很明顯。(2) 施工方面的因素違章施工、不當(dāng)施工造成混凝土裂縫夏季施工時(shí)由于混凝土的經(jīng)時(shí)坍損較大，混凝土的和易性和流動(dòng)性較差，如果現(xiàn)場(chǎng)工人人為加水，就會(huì)降低混凝土強(qiáng)度，造成不同配比混凝土的干縮裂縫和凝縮裂縫。主要由以下原因造成：施工時(shí)預(yù)留孔洞、預(yù)埋通風(fēng)采暖水電管道，未采取鋼筋加強(qiáng)措施，造成裂縫 ; 主要結(jié)構(gòu)部位模板支撐不利，或拆模過早造成混凝土內(nèi)部受振，或者混凝土內(nèi)部在未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)超負(fù)荷造成裂縫; 混凝土養(yǎng)護(hù)工作管理不嚴(yán)，造成混凝土早期強(qiáng)度增長時(shí)失水，收縮量大，產(chǎn)生裂縫 ; 現(xiàn)場(chǎng)澆筑停歇時(shí)間

21、超過混凝土終凝時(shí)間，沒有處理好接頭部位等。施工時(shí)混凝土振搗方式不當(dāng)不正確的振搗方式會(huì)造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂，或混凝土產(chǎn)生均勻沉降收縮而在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫?；炷琉B(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起混凝土開裂10現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成混凝土收縮開裂最主要的原因。混凝土澆筑后，若表面不及時(shí)覆蓋進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，表面水分迅速蒸發(fā)，很容易產(chǎn)生收縮裂縫，特別是在風(fēng)速、 相對(duì)濕度低、環(huán)境氣候的因素外界氣溫的變化情況在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工期間對(duì)防止大體積混凝土開裂有重大影響?；炷恋膬?nèi)部溫度是各種溫度的疊加，而溫度應(yīng)力則是溫差所引起的溫度變形造成的，與溫差呈正比。因此，應(yīng)采取合理的溫度控制措施，以防止大體積混

22、凝土溫度應(yīng)力過大。2.3 大體積混凝土施工方案和施工技術(shù)研究大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的，其主要原因是溫度應(yīng)力引起的應(yīng)變?cè)斐傻?。要想避免大體積混凝土的質(zhì)量問題也應(yīng)進(jìn)行綜合治理11 。大體積混凝土的設(shè)計(jì)構(gòu)造要求(l)大體積混凝土基礎(chǔ)的工程設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及生產(chǎn)工藝的要求外，宜符合下列要求 :混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)宜在C25C40 的范圍內(nèi) ;配置承受溫度應(yīng)力及控制溫度裂縫開展的構(gòu)造鋼筋;當(dāng)大體積混凝土置于巖石類地基上時(shí)，宜在混凝土墊層上設(shè)置滑動(dòng)層 ; 設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能減少大體積混凝土外部約束；設(shè)計(jì)單位提出溫度場(chǎng)和應(yīng)變的相關(guān)測(cè)試要求；大塊式基礎(chǔ)及其他筏式、箱體基礎(chǔ)不宜設(shè)置永久變形縫及豎向施

23、工縫；大體積混凝土應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求設(shè)置水平施工縫的;(2) 大體積混凝土工程施工前，應(yīng)驗(yàn)算澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力，確定施工階段升溫峰值，內(nèi)外溫差及降溫速率的控制指標(biāo)，制定溫控的技術(shù)措施。一般情況下， 混凝土入模溫度絕熱溫升值最大值不超過 45 ; 內(nèi)外溫差不超過溫速率為 2.0 /d 。30; 降(3) 大體積混凝土施工前，應(yīng)掌握近期氣象情況( 如高溫、寒潮等) 。在冬期施工時(shí)，應(yīng)制定相應(yīng)措施。(4) 大體積混凝土模板宜采用鋼模板、木模板或鋼木混合模板?；炷僚浜媳燃捌洳牧?l) 經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意，當(dāng)大體積混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為 C20 以上時(shí)，可利用混凝土 60

24、天的后期強(qiáng)度作為混凝土強(qiáng)度評(píng)定、工程交工驗(yàn)收及混凝土配合比設(shè)計(jì)的依據(jù)。(2) 在保證設(shè)計(jì)所規(guī)定強(qiáng)度、耐久性等要求和滿足施工工藝特性的前提下，應(yīng)按照合理使用材料、減少水泥用量和降低混凝土的絕熱溫升的原則進(jìn)行大體積混凝土配合比選擇。(3) 大體積混凝土配合比選擇時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)盡量減少水泥用量，使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度得到有效控制，以降低養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。(4) 大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:混凝土強(qiáng)度等級(jí)的設(shè)計(jì)依據(jù)可利用混凝土60 天或 90 天后期強(qiáng)度；混凝土拌合物，澆注時(shí)坍落度應(yīng)低于160 士 20 ; 水泥用量宜控制在230 450kg/m3 ( 強(qiáng)度等級(jí)在 C25 C40)；拌合水

25、用量不宜大于 190kg/m 3；礦物摻合料的摻量， 應(yīng)根據(jù)工程的具體情況和耐久性要求確定; 粉煤灰摻量不宜超過水泥用量的 40%;礦渣粉的摻量不宜超過水泥用量的 50%;兩種摻合料的總量不宜大于混凝土中水泥重量的 50%；水膠比不宜大于0.55 ；砂率宜為38 45%；3拌合物泌水量宜小于10L/m ；混凝土配合比應(yīng)通過計(jì)算和試配確定，對(duì)泵送混凝土還應(yīng)進(jìn)行泵送試驗(yàn)；混凝土配合比設(shè)計(jì)方法應(yīng)按現(xiàn)行的普通混凝土配合比設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程執(zhí)行；(5) 配制大體積混凝土所用水泥的選擇及其質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定12:所用水泥應(yīng)符合下列國家標(biāo)準(zhǔn): 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；硅酸鹽水泥、普通

26、硅酸鹽水泥 ；當(dāng)采用其他品種時(shí)其性能指標(biāo)必須符合有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)要求；應(yīng)優(yōu)先選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，大體積混凝土施工所用水泥其 7 天的水化熱不宜大于 270KJ/kg ；當(dāng)混凝土有抗?jié)B指標(biāo)要求時(shí)，所用水泥的鋁酸三鈣(C3A) 含量不應(yīng)大于8%；所用水泥在攪拌站的入罐溫度不應(yīng)大于60。(6) 大體積混凝土所用骨料的選擇，除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求外，應(yīng)符合下列規(guī)定 :細(xì)骨料采用中砂，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.3 ，含泥量不大于在攪拌前進(jìn)行水洗，檢測(cè)合格后方可使用；粗骨料宜選用粒徑531.5mm，級(jí)配良好，含泥量不大于泵送施工時(shí)粗骨料的粒徑可適當(dāng)增大；(7) 混凝土中摻用的外加劑

27、及混合料應(yīng)符合下列規(guī)定:3%，當(dāng)含泥量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)1%，非堿活性的粗骨料; 非作為改善性能和降低混凝土硬化過程水泥水化熱的礦物摻合料; 粉煤灰和高爐?；V渣粉，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)用于水泥混凝土中的粉煤灰GB1596、用于水泥混凝土中的粒化高爐礦渣粉GB/T18046 的規(guī)定；所用外加劑的質(zhì)量及應(yīng)用技術(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土外加劑GB8076、混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB50119和有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。外加劑的品種、摻量應(yīng)根據(jù)工程具體情況通過水泥適應(yīng)性和實(shí)際效果實(shí)驗(yàn)確定; 必須考慮外加劑對(duì)硬化混凝土收縮等性能的影響 ; 慎用含有膨脹性能的外加劑; 對(duì)耐久性要求較高和寒冷地區(qū)的大體積混凝土

28、宜采用引氣劑或引氣減水劑；2.4 混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)混凝土的澆筑(l)混凝土的澆筑方法可采用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑( 如圖 2.1 所示，數(shù)字為澆筑先后次序) ，不得隨意留施工縫，并符合下列規(guī)定；混凝土的攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，混凝土的攤鋪厚度不宜大于600 : 當(dāng)采用非泵送混凝土?xí)r，混凝土的攤鋪厚度不宜大于400 ；分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，其層間的間隔時(shí)間應(yīng)盡量縮短，必須在前層混凝土初凝之前，將其次層混凝土澆筑完畢。層間最長的時(shí)間間隔應(yīng)不大于混凝土的初凝時(shí)間?；炷恋某跄龝r(shí)間應(yīng)通過試驗(yàn)確定。 當(dāng)層間間隔時(shí)間超過混凝土的初凝時(shí)間時(shí)

29、， 層面應(yīng)按施工縫處理。a 一分層連續(xù)澆注b一推移式連續(xù)澆筑圖 2.1混凝土澆筑工藝對(duì)于工程量較大、澆筑面積也大、一次連續(xù)澆筑層厚度不大( 一般不超過能力不足時(shí)的混凝土工程，宜采用推移式連續(xù)澆筑法。(2) 大體積混凝土施工采取分層澆筑混凝土?xí)r，水平施工縫的處理應(yīng)符合下列規(guī)定3m)，且澆筑13 :清除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動(dòng)的石子，并均勻的露出粗骨料；在上層混凝土澆筑前，應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤，但不得有積水；對(duì)非泵送及低流動(dòng)度混凝土，在澆筑上層混凝土?xí)r，應(yīng)采取接漿措施。(3) 混凝土的拌制、 運(yùn)輸必須滿足連續(xù)澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求，并應(yīng)符合下列

30、規(guī)定 :當(dāng)炎熱季節(jié)澆筑大體積混凝土?xí)r，混凝土攪拌場(chǎng)、站宜對(duì)砂、石骨料采取遮陽、降溫措施；當(dāng)采用自備攪拌站時(shí)，攪拌站應(yīng)盡量靠近混凝土澆筑地點(diǎn)，以縮短水平運(yùn)輸距離；當(dāng)采用泵送混凝土施工時(shí)，混凝土的運(yùn)輸宜采用混凝土攪拌運(yùn)輸車。混凝土攪拌運(yùn)輸車的數(shù)量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。(4) 在混凝土澆筑過程中， 應(yīng)及時(shí)清除混凝土表面的泌水。 在大體積混凝土澆筑過程中，由于混凝土表面泌水現(xiàn)象普遍存在， 為保證混凝土的澆筑質(zhì)量， 要及時(shí)清除混凝土表面泌水。因?yàn)楸盟突炷恋乃冶纫话惚容^大， 泌水現(xiàn)象也比較嚴(yán)重， 不及時(shí)清除， 將會(huì)降低結(jié)構(gòu)的混凝土質(zhì)量 14 ?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)(l) 在每次混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)按

31、溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，并應(yīng)符合下列規(guī)定 15 :保溫養(yǎng)護(hù)措施，應(yīng)使混凝上澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求；保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間，應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力 ( 包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力 ) 加以控制、確定，但不得少 15 天。保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行；保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)保持混凝土表面的濕潤。(2) 混凝土澆筑后 46 小時(shí)內(nèi)可能在表面上出現(xiàn)塑性裂縫，可采取二次壓光或二次澆灌層處理。(3) 塑料薄膜、草袋鋸末等可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚。覆蓋層的厚度應(yīng)根據(jù)溫控指標(biāo)的要求計(jì)算。(4) 在大體積混凝土施工時(shí)， 可因地制宜地采用保溫性能好而又便宜的材料用

32、作大體積混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)中。混凝土澆筑塊體表面保溫層的計(jì)算方法混凝土結(jié)構(gòu)的表面保溫層厚度受外界氣溫、養(yǎng)護(hù)方法、結(jié)構(gòu)厚度及混凝土本身性能等許多因素的影響。可用下列步驟近似估算:(1) 混凝土澆筑體表面保溫層厚度0.5h i (TbTq )（2.2 ）0 (TmaxK bTb )其中 混凝土表面的保溫層厚度（m）； 0 混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)（KJ/mh·） i 第 i 層保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（ KJ/mh·）Tb混凝土澆筑體表面溫度（）T 混凝土達(dá)到最高溫度（澆筑后3 5 天）的大氣平均溫度（）qTmax混凝土澆筑體內(nèi)的最高溫度（）h混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際厚度（m）計(jì)算時(shí)可取T -T=15

33、 20， T -T =20 25bqmaxbb傳熱系數(shù)修正值，取1.3 2.3 ，見表 (2.1)K表 2.1 傳熱系數(shù)修正值 Kb保溫層種類KK12由易透風(fēng)材料組成， 但在混凝土面層2 02 3上再鋪一層不透風(fēng)材料在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層不易透1 61 9風(fēng)材料在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層不1 31 5易透風(fēng)材料由不易透風(fēng)的材料組成 （如油布、 帆1 31 5布、棉麻氈、膠合板）注： 1、 K1 值為風(fēng)速 4m/s 情況； 2、 K2 值為風(fēng)速 >4m/s 情況(2) 保溫層相當(dāng)于混凝土虛擬厚度的計(jì)算16多種保溫材料組成的保溫層總熱阻( 考慮最外層與空氣間的熱阻) 按式 (2.3)計(jì)算

34、 :n1i（2.3 ）RSi1i2·式中 R s保溫層總熱阻（m h /kJ ） i 第i 層保溫材料厚度（m） i 第i 層保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（kJ/ m · h） 固體在空氣中的放熱系數(shù)（KJ/ h·），可按表（ 2.2 ）取值表 2.2 固體在空氣中的放熱系數(shù)風(fēng)速 風(fēng)速 （ m/s）光滑表面粗糙表面（ m/s）光滑表面粗糙表面018.442221.03505.090.036096.60190.528.646031.32246.0103.1257110.86221.035.713438.59897.0115.9223124.74612.049.346452.9

35、4298.0128.4261138.29543.063.021267.49599.0140.5955151.55214.076.612482.132510.0152.5139164.9341混凝土表面向保溫介質(zhì)放熱的總放熱系數(shù)( 不考慮保溫層的熱容量) ，可按式 (2.4) 計(jì)算 :1s（2.4 ）Rs式中s 總放熱系數(shù)（kJ/m 2· h·）2·Rs 保溫層總熱阻（m h/kJ ）保溫層相當(dāng)于混凝土的虛擬厚度，可按式(2.5) 計(jì)算 :h'0（2.5 ）s式中h' 混凝土的虛擬厚度（m）s 總放熱系數(shù)kJ/m2·h·0 混凝土

36、的導(dǎo)熱系數(shù)（KJ/mh·）按保溫層相當(dāng)于混凝土的虛擬厚度，進(jìn)行大體積混凝土澆筑體溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力計(jì)算，應(yīng)驗(yàn)證保溫層厚度是否滿足溫控指標(biāo)的要求。2.4.4大體積混凝土澆筑的其它規(guī)定(l) 在大體積混凝土保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)對(duì)混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差和降溫速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果可隨時(shí)掌握與溫控施工控制數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)，調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施以滿足溫控指標(biāo)的一要求。(2) 在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，不得采用強(qiáng)制、不均勻的降溫措施。(3) 大體積混凝土施工時(shí)， 主要采用鋼模和木模。 當(dāng)采用鋼模時(shí)， 根據(jù)保溫養(yǎng)護(hù)的需要，鋼模外也應(yīng)采取保溫措施，當(dāng)采用木模時(shí)，可把木模作為保溫材料考慮。無論鋼模、木

37、模在模板拆除后， 都應(yīng)根據(jù)大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)部實(shí)際的溫度場(chǎng)情況，按溫控指標(biāo)的要求采取必要的保溫措施。(4) 對(duì)標(biāo)高位于± 0.000 以下的部位，應(yīng)及時(shí)回填土；士0.000 以上部位應(yīng)及時(shí)加以覆蓋，不宜長期暴露在風(fēng)吹日曬的環(huán)境中。2.5 本章小結(jié)本章中主要探討了大體積混凝土裂縫成因與控制方法，通過本章對(duì)有關(guān)內(nèi)容的論述，我們可以得出以下結(jié)論或觀點(diǎn):(l)大體積混凝土的裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫，其中，微觀裂縫又可分為: 粘著裂縫，水泥石裂縫，集料裂縫。宏觀裂縫按其成因可分為荷載裂縫、變形裂縫、施工裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫。 根據(jù)它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)中的分布區(qū)域， 可分為貫穿裂縫、 深層裂縫及表

38、面裂縫三類。(2) 大體積混凝土裂縫大小受以下三方面因素影響:混凝土土本身性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的因素。施工方面的因素(3) 大體積混凝土制定施工方案時(shí)應(yīng)該注意的問題和具體施工措施制定時(shí)應(yīng)該考慮的因素， 提出了關(guān)于大體積混凝土施工的一些指導(dǎo)性意見。 具體而言， 大體積混凝土施工方案的制定應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面 :大體積混凝土的設(shè)計(jì)構(gòu)造要求: 包括規(guī)范一般要求和應(yīng)力計(jì)算方法。設(shè)計(jì)配合比及材料的選用方法。大體積混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)具體措施 : 包括澆筑方法的選取、水平施工縫的留設(shè)、保溫方法、表層保溫層的計(jì)算等。大體積混凝土冬季施工應(yīng)該注意的問題 : 包括混凝土出機(jī)溫度與澆筑溫度的選擇、 基礎(chǔ)與冷縫的預(yù)熱、 原材料的加熱、 混凝土運(yùn)輸過程中的保溫、 澆筑過程中如何減少熱量的損失以及保溫養(yǎng)護(hù)方案等。17 :3 混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫控制理論3.1 計(jì)算溫度應(yīng)力的基本假定建筑工程中，大體積混凝土，在計(jì)算與分析中可做以下假定混凝土收縮變形較大；均為配筋結(jié)構(gòu)，配筋率較高，對(duì)控制裂縫有利；降溫與收縮的共同作用是導(dǎo)致混凝土開裂的主要原因；地基是非剛性的；控制裂縫的方法主要依靠合理配筋、改進(jìn)設(shè)計(jì)、采用合理的澆筑方案和澆筑后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等措施。3.2 混凝土的基本物理力學(xué)性能混凝土是一種非均質(zhì)的合成材料，其物理力學(xué)性能與組成材料的各自性能有關(guān)。計(jì)算混凝土的溫度及收