《大體積混凝土施工技術與裂縫控制（論文）5600字》

大體積混凝土施工技術與裂縫控制15105_WPSOffice_Level11前言 120734_WPSOffice_Level12大體積混凝土裂縫產生的原因 120734_WPSOffice_Level22.1水泥水熱化的影響 116808_WPSOffice_Level22.2外界氣溫變化的影響 210007_WPSOffice_Level22.3混凝土導熱性能 220211_WPSOffice_Level22.4約束力的影響 25012_WPSOffice_Level22.5混凝土的收縮變形影響 320734_WPSOffice_Level32.5.1沉縮變形 316808_WPSOffice_Level32.5.2干縮變形 310007_WPSOffice_Level32.5.3水泥的合縮 3774_WPSOffice_Level22.6混凝土的松弛、徐變 416808_WPSOffice_Level13大體積混凝土裂縫控制措施 426337_WPSOffice_Level23.1材料的選擇與混凝土的配合比 420211_WPSOffice_Level33.1.1水泥的用料。 45012_WPSOffice_Level33.1.2添加適量的添加劑。 4774_WPSOffice_Level33.1.3合理的使用混凝土的配合比。 49772_WPSOffice_Level23.2配筋的選用 525450_WPSOffice_Level23.3改進混凝土攪拌及澆筑施工技術 518244_WPSOffice_Level23.4加強混凝土的保溫養(yǎng)護 525126_WPSOffice_Level23.5降低混凝土溫度差 510007_WPSOffice_Level1結論 620211_WPSOffice_Level1參考文獻 71前言大體積混凝土結構在現(xiàn)代化建設領域中應用越來越多，譬如各種承重大的結構、各種形式的混凝土大壩、港工的比較大的建筑物、以及比較多特大型的基礎承臺等全是用其澆筑形成的。對于大體積混凝土，到現(xiàn)在國際上也沒有一個準確的定義。美國混凝土協(xié)會對于大體積混凝土給出他們的定義是：“在就地澆筑這個方面，不管是什么大體積混凝土，由于他的尺寸比較大，為了解決水化熱以及其導致的體積變化問題，必須要采取一定的方法以最大程度地緩解產生裂縫問題”。在日本，他們建筑學會所說的是：“但凡最小尺寸的結構斷面在是大于80cm的，并且因為水泥水化熱引起混凝土里面結構所產生的最高溫度與外邊的溫度相差大于25℃以上的混凝土，就會稱之是大體積混凝土”。而在國際上，預應力混凝土協(xié)會和各國還是有所不同的，他們的定義是：“只要是一次澆筑的混凝土它的最小尺寸大于0.6m，特別是用的水泥大于400kg/m3時，應該思考用水泥水化熱最低的水泥或采用其余降溫措施”。我國的《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496—2009中規(guī)定：“混凝土結構物實體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化熱引起的溫差變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土，稱之為大體積混凝土”。其實大體積混凝土除了體積比較大之外的特點,更主要是由于混凝土的水泥水化熱不太容易散發(fā),在外界因素或混凝土內力的約束狀態(tài)下,非常容易產生溫度收縮裂縫。于是僅用混凝土的幾何尺寸大小來說明大體積混凝土,就比較容易忽視混凝土的溫度收縮裂縫以及為了避免有裂縫而應該采用正確的施工要求。2大體積混凝土裂縫產生的原因2.1水泥水熱化的影響水泥在遇到水之后會發(fā)生一定的反應，這個反應會有很大的熱量，這個熱量就是大體積混凝土在于結構內部所產生的主要高溫，實驗中證實，最常見的硅酸鹽水泥在遇到足夠的水時每克就能有500J的熱量。眾所周知大體積混凝土的截面尺寸是比較大的以及它的散熱性能不是特別好，大量的熱量在內部出不來，就會使混凝土內部溫度是直線上升，根據資料知道，水泥水化產生的溫度上升值，一般在水利水化工程的溫度是在15℃一25℃，建筑工程與水利水電還是不同的，一般情況下是在20℃一30℃左右。實際情況中所用的水泥的種類與用多少水泥產生的熱量是不同的。如果所用的水泥硅酸三鈣多的話，那么水泥水化所產生的熱量就比較大，還有一種情況就是水泥水化所產生的熱量會根據用的水泥多有更大的熱量。2.2外界氣溫變化的影響外界溫度對于正在施工過程中的大體積混凝土還是有很大的影響的。不言而喻，如果外界溫度高的話，那么澆筑混凝土時它的溫度也會高；如果是溫度比較低的情況下，這就會非常容易產生內外溫差變大，特別是在氣溫一下子降到很低，那么大體積混凝土的外部溫度低，而大體積混凝土的內部溫度高，這對于在施工中的大體積混凝土是有很大的危害。對于混凝土來說，它的內部溫度主要是由水泥水化產生大量的熱量與澆筑時受到外界高溫等不同溫度的之和，不同的是溫度應力主要是由于溫差造成結構不能伸縮所引起的，所以說溫度應力是隨著溫差變動的，與此同時，大體積混凝土在高溫的情況下是非常難散出熱量的，一般情況下混凝土內部結構能達到60℃~65℃的高溫，而且能夠一段時間一直持續(xù)。針對這一問題，制定一個有效的溫度把控的方法，避免由于混凝土內部溫度與外部溫度相差比較大造成非常大的溫度應力，這是十分重要的。2.3混凝土導熱性能混凝土有一個非常差的特性，那就是它的導熱性能非常低，對于剛澆筑的混凝土，它的抗拉強度不是特別強，而且彈性模量非常小，不能夠約束由于水泥水化熱所產生的熱量造成的溫度突然上升，以至于溫度應力也是非常低的，混凝土形成的后期，彈性模量會由于時間的慢慢增長而變高，對混凝土的內部約束力也會變大，就會形成非常大的拉應力，如果混凝土的拉應力大于抗拉強度，那就會使混凝土產生裂縫。2.4約束力的影響造成混凝土體積變化的因素有很多，其中之一即是內部溫度與外部溫度的升降變化，假若深入分析，其深層次原因即是由約束作用導致。從約束因素進行深入了解，主要是分為了兩種約束即是內約束和外約束。這對混凝土結構影響是十分大的。內約束主要是由于混凝土內部結構各部分彼此制約。而外約束是其結構與外邊的結構進行制約。對于外約束而言，能夠把它分全約束、自由體以及彈性約束這三種情況，產生這三種情況主要是由于約束對于結構的制約作用。對于用混凝土澆筑完的大型設施會與地基緊緊連在一起，大體積混凝土的結構會由于溫度變化體積變大，地基中接觸的部位對體積變化進行妨礙，導致大體積混凝土的的外約束力馬上就會呈現(xiàn)出來，而且大體積混凝土的結構變形越大，其所產生的外約束越強。造成壓應力的原因有很多種，其中最主要的一種原因是大體積混凝土結構與外約束面發(fā)生約束力。對于出凝時的混凝土，它的彈性模量不是特別大，徐變較強，應力與彈性模量對比情況下是非常大的，綜上原因，就會導致此階段的壓應力是十分小的。一段時間后，當大體積混凝土的內部溫度慢慢接近于外部溫度時，這時候就會有非常大的拉應力，如果大體積混凝土的抗拉強度不能夠約束住拉應力，那么混凝土就會開裂。2.5混凝土的收縮變形影響造成混凝土收縮變形的方面有很多，其中有最主要的三個方面，分別是澆筑時的沉縮變形、混凝土硬化后的干縮變形以及攪拌混凝土時的水泥的合縮。2.5.1沉縮變形混凝土的原材料主要是由水泥、砂、石子、水以及外加劑組成的。對于澆筑完的混凝土，混凝土里面的空氣會慢慢的出來，就會導致里面的顆粒形成制約，那么就會成為一個間隙有很多水的結構體。因為各種顆粒肯定會有非常小的摩擦力，這微小的摩擦力抵擋不了顆粒間的移動，還有就是重力的影響也是大于摩擦力的，這就導致了各種顆粒慢慢的往下降，同時顆粒之間慢慢的緊挨起來，這就會使空隙越來越小。此時，混凝土里面還有大量的水分，由于外界環(huán)境的影響，肯定會有大部分水分流失，這也是會導致體積慢慢的變小，一直會到因為水泥水化的作用使顆粒不能夠滑移。把上述兩種原理稱之為沉縮變形。從表面上看，伸縮對于混凝土的每種性能都有非常大的樂觀影響，使大體積混凝土有更好的自身保護，但是在實際情況中，有時候會發(fā)生一些錯綜復雜的沉縮，這就會對混凝土有很大的危害，而且還會產生一些彼此平行的裂痕。不管是大體積混凝土還是普通混凝土，這種情況都會發(fā)生。2.5.2干縮變形已經硬化的混凝土，混凝土內部還是有一定量的水分沒有釋放出來，長期的與外界環(huán)境接觸，其水肯定會慢慢的被蒸發(fā)出來，必然會使混凝土的體積變小，這種情況就叫做干縮變形。在單位體積混凝土中，其發(fā)生變小的體積除以3就叫做干縮率。水分通常易在表面蒸發(fā)掉，在比較干燥的環(huán)境里，存在混凝土表面的水分會快速蒸發(fā)掉，表層以外的空氣進到混凝土表面以內。表層以下一層的水分繼續(xù)蒸發(fā)使在混凝土內部存在的水分逐步減少，并且混凝土內部的空氣濕度顯著提高?；炷羶炔繚穸容^高的空氣在與外界空氣交換的過程中濕度逐步降低，在這種過程的反復進行中混凝土內部的水分不斷減少，直至混凝土內部的蒸氣壓和表層以外的蒸氣壓平衡。混凝土在干縮和拉伸作用下產生的影響是同一數(shù)量等級的。在實際結構體中要正確的加以對待。防止結構物表面發(fā)生開裂亦或是結構物大面積開裂等問題。2.5.3水泥的合縮水泥本身的化學物質和水混合時，有小部分水與之發(fā)生化合反應，但是其他的水分是被消耗掉了。所以，發(fā)生化學反應的水泥化合物和水分的體積總和必然是大于反應產物總體積的，這種過程導致體積減少稱之為合縮。依照不同品種的水泥，成分和原料配量有所差異，其發(fā)生合縮的效果也有所不同。對此，在施工過程中，施工人員應根據不同的水泥要對混凝土進行不同的養(yǎng)護措施，防止混凝土表層開裂。2.6混凝土的松弛、徐變混凝土在荷載的作用下，由于時間的慢慢增長導致發(fā)生一系列的變化稱之為徐變變形。彈性、徐變這兩種變形最終會導致大體積混凝土最終變形。引起結構開裂的原因有很多，其中之一即是徐變變形。在結構物能保持某種變形一直是固定值的時候，因為有了徐變變形，時間一長約束應力就會慢慢變小，對于這種情況叫做“應力松弛”。混凝土的松弛的大小是與混凝土的時間長短成反比的，混凝土的形成后的時間越短，由于徐變造成的松弛就會越大。徐變還能造成其他方面的的松弛，那就是溫度應力的松弛，只不過，這個現(xiàn)象對混凝土有一定的保護作用，是防止混凝土開裂的。有利就有弊，徐變也會產生對混凝土開裂的其它應力，那就是異號應力。尤其是降溫比升溫要是快的話，這種情況就非常容易使混凝土產生裂縫。3大體積混凝土裂縫控制措施3.1材料的選擇與混凝土的配合比合理的篩選材料和利用混凝土的配合比是為了讓其有更小的抗裂能力，即使其抗拉的強度變的更大、熱強比更小等。需要注意以下幾個方面：3.1.1水泥的用料?；炷林刈⒁馄淇沽涯芰统惺芨邚娕c低熱的性能。通常將適量的粉煤灰加入到硅酸鹽水泥內部。對混凝土的外部不僅要求其抗裂性能，還考慮其耐腐蝕性，高強度等，所以通常選擇高標號的硅酸鹽水泥。3.1.2添加適量的添加劑。添加劑的種類有膨脹劑、減水劑等。其中用的最為廣泛的是減水劑，它的主要作用是減水與增塑。添加減水劑后能大大的減少水的用量、水泥的用量，節(jié)約成本，減少資源浪費。膨脹劑的作用是使混凝土發(fā)生膨脹，來保證混凝土內部的平衡狀態(tài)從而減少裂縫的產生。同時，在鋼筋配備足量的前提下，混凝土需要有一定的內部壓力，這也需要有混凝土的膨脹來平衡。以此來保證平衡溫度產生的影響，獲得了其防滲透和抗開裂的作用。3.1.3合理的使用混凝土的配合比。把關好砂石和骨料其中的泥沙含量，在確保其強度的前提條件下，盡可能的減少水泥的用量并且減少混凝土的絕熱與溫升。3.2配筋的選用鋼筋是鋼筋混泥土內部拉應力的主要承擔對象，然而，其受大體積混凝土溫度的影響不大。因此，配筋的選用可以直接控制裂縫的發(fā)生和擴張，是裂縫產生大大減少，將一些尺度較大的裂縫改變成尺寸較小的裂縫。以此來降低因為混凝土的開裂而產生的不良影響。多項調查結果體現(xiàn)，加強混凝土最大強度的方法主要是加大鋼筋的配比。3.3改進混凝土攪拌及澆筑施工技術對于大體積混凝凝土而言，在施工過程中澆筑的面積比較大，這就急需要有振搗技術。大體積混凝土對于一般混凝土而言，在澆筑的工程中更能夠發(fā)生一種比較嚴重的情況，那就是會有傾斜面。此時就會凸顯出振搗的重要性了，振搗過后就能使混凝土裂縫少產生很少，提高其質量。而且在攪拌過程中可以加一些砂漿與裹石，這些工作可以增強其結構的強度，還可以節(jié)省一小部分的原材料，同時也能使水泥水化產生的熱量減少。針對于大體積混凝土，減少其內部溫度與外部溫度相差比較大的措施有很多種，其中最主要的一種方法是分塊澆筑法。其方法還能夠分成水平分段與豎向分層這兩種澆筑。在大體積混凝凝土的施工過程中一定要把握好施工的時間，各個施工步驟中間不能時間一定要控制到位，時間太長或者時間太短都會產生一定的影響使大體積混凝土開裂。3.4加強混凝土的保溫養(yǎng)護對于施工結束的混凝土，其抗拉強度是非常小的，而且還阻擋不住其的變形，如果保濕與保溫的措施做不到位的話，混凝土的外部非常容易產生不利于混凝土的裂縫?；炷恋谋刈钪饕褪菫榱丝s小內部結構溫度與外部結構溫度差的。使混凝土減少裂縫的產生。不管處于任何環(huán)境下施工，施工完的混凝土表面都得進行合理的保溫措施。保溫措施有很多，最有效的一種措施就是覆蓋保溫層。而且保溫層還有助于混凝土的保濕，保濕對于混凝凝土的質量有非常大的影響，能盡大可能的減少裂縫的產生，混凝土的保濕有很多作用，最顯著的就是能夠提高其抗裂性能3.5降低混凝土溫度差大體積混凝土澆筑時應避開炎熱天氣。夏季施工時，可對骨料預冷，攪拌混凝土時采用低溫水或冰水等；混凝土運輸過程中要有遮陽設施。在配合比設計時摻加適量的緩凝型減水劑。入模時采取措施改善和加強模內通風，確保入模溫度在合理范圍內。夏季應避免暴曬，冬季應采取保溫措施。對于混凝土的養(yǎng)護一定要加長時間，而且一定要把握好混凝土的降溫時間和控制住混凝土降溫的快慢?！皯λ沙谛睂τ?/p>