大體積混凝土裂縫控制技術(shù)研究

PAGE繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目大體積混凝土裂縫控制技術(shù)研究哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)姓名：謝石華班號(hào)：學(xué)號(hào)：201403120731310001專業(yè)：工程管理層次：專升本學(xué)習(xí)中心：湛江市廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：大體積混凝土裂縫控制技術(shù)研究工作起止日期：____2016__年_03月_22_日起2016_年_05_月_30_日止指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況、完成質(zhì)量的評(píng)價(jià)意見：指導(dǎo)教師簽字：指導(dǎo)教師職稱：評(píng)閱人評(píng)閱意見：評(píng)閱教師簽字：評(píng)閱教師職稱：答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會(huì)作出如下評(píng)定：學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯成績(jī)?cè)u(píng)定為：對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的特殊評(píng)語(yǔ)：答辯委員會(huì)主任（簽字）： 職稱：答辯委員會(huì)副主任（簽字）：答辯委員會(huì)委員（簽字）：年月日哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書姓名：謝石華學(xué)習(xí)中心：湛江市廣播電視大學(xué)班號(hào)：層次：專升本學(xué)號(hào)：201403120731310001專業(yè)：工程管理任務(wù)起止日期：2016年03月22日起畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：大體積混凝土裂縫控制技術(shù)研究立題的目的和意義：隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，工程逐漸向大跨度、大體積等方面發(fā)展，為此大體積混凝土受到工程人士的青睞，在工程建設(shè)的過程中，大體積混凝土由于體積大，水泥水化后產(chǎn)生的熱量難以及時(shí)的排除，從而造成混凝土產(chǎn)生裂縫，給工程帶來了巨大的安全隱患，為此對(duì)大體積混凝土的裂縫進(jìn)行研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)要求與主要內(nèi)容：本文從大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因入手，詳細(xì)的闡述了水泥水化熱、混凝土收縮、外界氣溫變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的因素對(duì)裂縫產(chǎn)生的影響；并對(duì)大體積混凝土裂縫的常用預(yù)防措施及處理方法進(jìn)行了論述；最后通過具體的工程實(shí)例，給出了大體積混凝土裂縫控制方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。進(jìn)度安排：同組設(shè)計(jì)者及分工：指導(dǎo)教師簽字：___________________年月日教研室主任意見：教研室主任簽字：___________________年月日哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE15摘要隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，工程逐漸向大跨度、大體積等方面發(fā)展，為此大體積混凝土受到工程人士的青睞，在工程建設(shè)的過程中，大體積混凝土由于體積大，水泥水化后產(chǎn)生的熱量難以及時(shí)的排除，從而造成混凝土產(chǎn)生裂縫，給工程帶來了巨大的安全隱患，為此對(duì)大體積混凝土的裂縫進(jìn)行研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文從大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因入手，詳細(xì)的闡述了水泥水化熱、混凝土收縮、外界氣溫變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的因素對(duì)裂縫產(chǎn)生的影響；并對(duì)大體積混凝土裂縫的常用預(yù)防措施及處理方法進(jìn)行了論述；最后通過具體的工程實(shí)例，給出了大體積混凝土裂縫控制方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞大體積混凝土；施工質(zhì)量；裂縫控制；裂縫處理目錄摘要 I第1章緒論 1第2章大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因分析 32.1水泥水化熱 32.2收縮裂縫 32.3外界氣溫變化引起的裂縫 5第3章大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施 63.1注意原材料的選擇 63.2采用合理的施工方法 73.3科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)措施 73.4減小環(huán)境氣候的影響 8第4章案例分析 94.1工程概況 94.2裂縫預(yù)防措施 94.2.1設(shè)計(jì)圖紙時(shí)的控制 104.2.2混凝土原材料的選擇 104.3取得的效果 11結(jié)論 13參考文獻(xiàn) 14致謝 15緒論混凝土具備原材料充足、制造工藝成熟簡(jiǎn)易、成本較低等諸多優(yōu)點(diǎn)，故而其在工民建中的用量越來越大。除此之外，混凝土還具有良好的耐久性、抗壓強(qiáng)度值高、強(qiáng)度等級(jí)可變等特點(diǎn)。相對(duì)其優(yōu)點(diǎn)，混凝土的主要缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度低，難以獨(dú)立承擔(dān)拉應(yīng)力，易于開裂。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的高速提升，工民建行業(yè)涉及到的大體積混凝土工程數(shù)量日益增多。大型水利工程、核電站底板工程、橋梁承臺(tái)、大型設(shè)備基礎(chǔ)及高層建筑基礎(chǔ)等均在這一行列。創(chuàng)新的施工技術(shù)與施工工藝結(jié)合科學(xué)的混凝土調(diào)配技術(shù)，為大體積混凝土工程的順利開展與普遍應(yīng)用提供了前提保障。大體積混凝土的裂縫控制問題是一項(xiàng)國(guó)際性的技術(shù)難題，許多國(guó)家都成立了專門的研究機(jī)構(gòu)，理論成果頗多，但在工程實(shí)踐中仍然缺乏成熟和實(shí)用的理論依據(jù)，一些規(guī)范和規(guī)程尚不能全面解決現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)和施工中提出的問題。據(jù)有關(guān)檢測(cè)及工程實(shí)踐資料可知，現(xiàn)役混凝土結(jié)構(gòu)基本上都是處于帶裂工作的狀態(tài)，區(qū)別在于有些結(jié)構(gòu)的裂縫寬度較小，無礙于結(jié)構(gòu)的安全使用，按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，其存在是能夠被接受的；而有些裂縫的寬度則超出了規(guī)范的要求，并會(huì)在各種荷載或外界理化因素的作用下，導(dǎo)致硅結(jié)構(gòu)深度碳化、保護(hù)層脫落、受力筋銹蝕等后果，進(jìn)而使得硅結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度降低甚至喪失，耐久性變差，情況惡劣時(shí)可能有發(fā)生結(jié)構(gòu)崩塌的危險(xiǎn)，此類裂縫危害極大，必須嚴(yán)加控制。大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。但出現(xiàn)裂縫并不是絕對(duì)地影響結(jié)構(gòu)安全，它都有一個(gè)最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3mm；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2mm。對(duì)于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當(dāng)裂縫寬度在0.1～0.2mm時(shí)，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過一段時(shí)間后，裂縫可以自愈。如超過0.2～0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應(yīng)盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使用，必須進(jìn)行化學(xué)灌漿加固處理。大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，但卻對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。積混凝土體積龐大，在水泥水化的過程中容易產(chǎn)生大量的水化熱，從而不可避免的造成混凝土裂縫，為此對(duì)大體積混凝土裂縫進(jìn)行分析具有十分重要的意義。本文從大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因入手，詳細(xì)的論述了水泥水化熱、混凝土收縮裂縫以及外界氣溫變化引起的裂縫和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面裂縫產(chǎn)生的原理和形式。接著對(duì)大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施進(jìn)行分析，主要包括注意原材料的選擇、采用合理的施工方法、科指出了大體積混凝土裂縫的三種常用的處理方法表面修補(bǔ)法、填充法、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法、灌漿法，最后利用工程案例進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)用分析。大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因分析大體積混凝土由于體積巨大，水泥水化熱以及其他因素的影響，從而使得大體積混凝土不可避免的造成混凝土裂縫，為此本章從大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因入手，對(duì)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的論述，指出了水泥水化熱、混凝土收縮、外界氣溫變化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面造成裂縫的原理。2.1水泥水化熱水泥水化熱是造成大體積混凝土裂縫的主要原因，水泥水化熱在1~3天的時(shí)候最多，具體的水化溫度及水化步驟如下描述。水泥在水化反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的水化熱，這成為大體積混凝土內(nèi)部溫升的主要熱量來源，試驗(yàn)證明每克普通硅酸鹽水泥放出的熱量可達(dá)500J。由于大體積混凝土截面尺寸大及混凝土導(dǎo)熱性能較差，水化熱集聚在硅結(jié)構(gòu)內(nèi)部難以散失，所以會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度急驟攀升。實(shí)測(cè)資料顯示，由水化熱引發(fā)的溫升值，在水利水電工程中大都集中于15℃~25℃，而在建筑工程中絕大多數(shù)在20℃~30℃之間。一般來說，水泥的水化過程從水化速率的角度來講，可以分為三個(gè)階段：第一階段可以稱為彈性階段，在初始時(shí)刻，水泥顆粒和水接觸并反應(yīng)，放熱率很快，但是由于石膏的存在，在水泥粒子的表面會(huì)形成一層鈍化模，使放熱率降低，第二階段可以稱為塑性臨界階段，這一階段水泥水化熱釋放率最快，水泥顆粒也隨之增長(zhǎng)很快，第三階段可以稱為塑性階段，水泥的水化產(chǎn)物在水泥粒子的表面堆積的厚度逐漸增厚，水泥的水化放熱率逐漸降低，這個(gè)時(shí)候的反應(yīng)由擴(kuò)散控制。上面的一部分關(guān)于放熱的，在水化的初期，水泥粒子之間為彼此分離的，水泥處于塑性狀態(tài)，不存在強(qiáng)度，在水泥粒子不斷水化增長(zhǎng)的過程中，水泥粒子之間的接觸面積逐漸增大，這一微觀現(xiàn)象的宏觀表現(xiàn)即為水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)。粒子之間的接觸面積越大，水泥的抗壓強(qiáng)度，彈性模量也增大。2.2收縮裂縫混凝土由于外界氣溫以及混凝土內(nèi)部水化熱量造成內(nèi)外溫度的不同，容易在混凝土澆筑完畢之后產(chǎn)生收縮裂縫?；炷潦湛s裂縫主要包括三個(gè)方面即：混凝土的沉縮變形、混凝土的干縮變形以及水泥的合縮等三個(gè)方面。1.沉縮變形混凝土拌合物是固體顆粒(水泥和集料)、水和空氣交混而成的三相體系。澆灌成型后，絕大部分空氣逸出，固體粒子互相接觸，形成一個(gè)孔隙中充滿著水的空間構(gòu)架。由于粒子之間僅有微弱的摩擦力，不足以阻止相互的滑移，它們將繼續(xù)憑借其重力沉降，彼此互相靠近，并使空隙減小。與此同時(shí)，混凝土與外界接觸的表面(包括澆灌層的頂面和模板漏縫)上毛細(xì)管抽吸作用也促進(jìn)了空隙水的排出。隨著這種受制沉降的進(jìn)行，混凝土的體積必將逐漸減縮，直至水泥水化形成的結(jié)構(gòu)聯(lián)系足以阻止粒子不再繼續(xù)滑動(dòng)為止?；炷恋倪@種起因于固體沉降、空隙減小的體積減縮可以稱為沉縮。從理論上說，混凝土的沉縮就是增實(shí)作用的延續(xù)，對(duì)混凝土各種性能會(huì)有積極影響。然而，實(shí)際上發(fā)生的不均勻沉縮卻會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生一些不規(guī)則的混凝土塑性收縮裂縫。這種裂縫通常是互相平行的，間距一般為0.2~1.0m，并且有一定的深度，它不僅可以發(fā)生在大體積混凝土中，而且可以發(fā)生在平面尺寸較大、厚度較薄的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。2.干縮變形混凝土硬化以后，仍然含有相當(dāng)數(shù)量的可以蒸發(fā)的水。如果暴露在干燥空氣之中(相對(duì)濕度低于95%)，這些水必將逐漸蒸發(fā)離去。與此同時(shí)，混凝土的外包體積將有相應(yīng)的減縮。這種體積變化稱為混凝土的干縮。單位體積混凝土發(fā)生的體積減縮除以3稱為干縮率。水總是從表面蒸發(fā)離去的。在干燥空氣中，混凝土表層的孔隙水很快離去，然而外界的空氣擴(kuò)散進(jìn)入表層內(nèi)，取代已經(jīng)離去的水原先所占據(jù)的空間。此后一方面下一層混凝土的孔隙水蒸發(fā)，使已經(jīng)進(jìn)入混凝土體內(nèi)的空氣的濕度提高，另一方面濕空氣又憑借擴(kuò)一散作用與外界的干燥空氣進(jìn)行交換，使?jié)穸冉档停瑥亩箍紫端靡岳^續(xù)蒸發(fā)。這種干燥過程一直進(jìn)行到混凝土內(nèi)部最深處的蒸汽壓與外界空氣的蒸汽壓持平為止。3.水泥合縮水泥化合物與水化合時(shí)，只有一部分水進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，而另外還需要一部分水用以填補(bǔ)反應(yīng)物結(jié)構(gòu)中的空格而被耗費(fèi)掉。因此，反應(yīng)產(chǎn)物的分子體積總是較反應(yīng)物的分子體積和所消耗的水的體積的總和要小。這種起因于化學(xué)結(jié)合的體積減縮可以稱為合縮。根據(jù)水泥的品種不同，其合縮的數(shù)量也存在較大差異，對(duì)于合縮強(qiáng)烈的水泥，施工時(shí)對(duì)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)當(dāng)及早開始進(jìn)行，否則將會(huì)導(dǎo)致混凝土表面層產(chǎn)生裂縫。2.3外界氣溫變化引起的裂縫大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工期間，外界氣溫的變化情況對(duì)防止大體積混凝土開裂有重大影響。外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高。如果外界溫度下降，會(huì)增加混凝土的降溫幅度，特別是在外界溫度驟降時(shí)，會(huì)增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差，這時(shí)對(duì)大體積混凝土抗裂極為不利?；炷恋膬?nèi)部溫度是外界溫度、澆筑溫度、水化熱引起的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)散熱降溫等各種溫度的疊加，而溫度應(yīng)力則是溫差所引起的溫度變形造成的，溫差越大，溫度應(yīng)力也越大。同時(shí)由于大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部溫度有時(shí)高達(dá)80℃以上，而且延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。因此，應(yīng)研究合理的溫度控制措施，以防止大體積混凝土內(nèi)外溫差引起的過大溫度應(yīng)力。不同于混凝土澆筑階段水化熱所引起的溫度荷載，自然環(huán)境條件變化引起的溫度荷載極不穩(wěn)定，也更難控制。就混凝土工程結(jié)構(gòu)而言，由于自然環(huán)境條件變化所產(chǎn)生的溫度荷載，一般可分為以下三種類型：（1）日照溫度荷載；（2）驟然降溫溫度荷載；（3）年溫溫度荷載。日照溫度荷載主要是太陽(yáng)輻射作用所致，還有氣溫變化和風(fēng)速影響，在實(shí)際應(yīng)用中可簡(jiǎn)化為只考慮太陽(yáng)輻射和氣溫變化這兩種因素。降溫溫度變化主要是由強(qiáng)冷空氣的侵襲作用和日落或在夜間形成的內(nèi)高外低的溫度分布，一般只考慮氣溫變化和風(fēng)速的影響。年溫變化則是極緩慢的氣溫變化所致，由于其長(zhǎng)期的緩慢作用，使得結(jié)構(gòu)物整體發(fā)生均勻的溫度變化，因此可忽略。大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施大體積混凝土裂縫產(chǎn)生后容易對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性造成顯著的影響，因此在具體的工程實(shí)踐中必須采取相關(guān)的措施，預(yù)防大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施主要包括原材料的選擇、合理的施工措施以及科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方法。3.1注意原材料的選擇大體積混凝土的原材料選擇主要包括水泥的品種、水泥量的多少以及粗細(xì)骨料的類型及含量，下面對(duì)水泥的品種及含量以及骨料的類型進(jìn)行詳細(xì)的論述。1.水泥的選擇在材料方面控制大體積混凝土的開裂，主要從減小混凝土的收縮，降低水化熱，增強(qiáng)混凝土抗拉強(qiáng)度等方面入手。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在選用水泥品種時(shí)，應(yīng)綜合考慮水化熱、強(qiáng)度、坍落度等因素。某些水泥的水化熱雖然低，但強(qiáng)度也低，在配制混凝土?xí)r，需用較多的水泥，結(jié)果混凝土的發(fā)熱量可能比采用水化熱較大、強(qiáng)度較高的水泥時(shí)還要大。目前在大體積混凝土中應(yīng)用最多的是礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。2.骨料的選擇施工用細(xì)骨料的選用：必須選擇級(jí)配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然中粗河砂（中砂細(xì)度模數(shù)為2.5~3.0,含泥量≤2.5%,泥塊含量≤0.5%不得使用山砂和海砂。如果經(jīng)取樣檢驗(yàn)有含泥量超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)，須在采砂場(chǎng)或撈砂船上安裝沖洗裝置，必要時(shí)還需在現(xiàn)場(chǎng)安裝沖洗設(shè)備，確保質(zhì)量良好的原材料投入使用。施工用粗骨料的選用：必須選用多級(jí)配、松散堆積密度大于1500公斤/每立方米，緊密空隙率小、粒型良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、線脹系數(shù)小的潔凈碎石，(壓碎值≤16%，含泥量≤1.0%，泥塊含量≤0.25%，針片狀含量≤10%)，不得使用砂巖碎石。在選擇碎石場(chǎng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮碎石加工設(shè)備的型號(hào)、性能、用途、生產(chǎn)規(guī)模、有無沖洗設(shè)備等因素，以防止碎石粉塵及片針狀超標(biāo)現(xiàn)象和供貨量不足問題。3.2采用合理的施工方法大體積混凝土在施工過程中需要注意的方面主要包括：混凝土的澆筑與振搗、控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度等幾個(gè)方面。1.混凝土的澆筑與振搗。對(duì)于大體積混凝土澆筑，除了一般的施工工藝外，應(yīng)采取一些技術(shù)措施，減少混凝土的收縮，提高極限拉伸，這對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有很大作用。改進(jìn)混凝土的攪拌工藝對(duì)改善混凝土的配合比、減少水化熱、提高極限拉伸有著重要的意義。傳統(tǒng)的混凝土攪拌工藝在混凝上攪拌過程中水分直接潤(rùn)濕石子表面，在混凝土成型和靜置的過程中，自由水進(jìn)一步向石子與水泥砂漿界面集中，形成石子表面的水膜層。在混凝土硬化以后，由于水膜層的存在而使界面過渡層疏松多孔，削弱了石子與硬化水泥砂漿之間的粘結(jié)，形成了混凝土最薄弱的環(huán)節(jié)，從而對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度和其它物理力學(xué)性能產(chǎn)生不良的影響。為了進(jìn)一步提高混凝土質(zhì)量，可采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪拌新工藝。這樣可以有效地防止水分向石子與水泥砂漿界面的集中，使硬化后的界面過渡層的結(jié)構(gòu)致密，粘結(jié)加強(qiáng)，從而使混凝土強(qiáng)度提高10%左右，也提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值。當(dāng)混凝土強(qiáng)度基本相同時(shí)，可減少7%左右的水泥用量。2.出機(jī)溫度和澆筑溫度控制。為了降低大體積混凝土總溫升和減小結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，控制出機(jī)溫度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比熱較小，但其在每混凝土中所占的重量較大；水的比熱最大，但它在混凝土中所占的重量卻最小。因此，對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子和水的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響較小。針對(duì)以上的情況，在施工中為了降低混凝土的出機(jī)溫度，應(yīng)采取有效的方法降低石子的溫度。在氣溫較高時(shí)，為了防止太陽(yáng)的直接輻射，可在砂、石子堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置，必要時(shí)可向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料?；炷翉臄嚢铏C(jī)出料后，經(jīng)過運(yùn)輸、泵送、澆筑、振搗等工序后的溫度稱為混凝土的澆筑溫度。由于澆筑溫度過高會(huì)引起較大的冷縮和干縮，因此，應(yīng)適當(dāng)?shù)乜刂苹炷恋臐仓囟取Ｒ话闱闆r下，混凝土的最高澆筑溫度應(yīng)控制在40℃以下。3.3科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)措施混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度控制方法，一般可歸納為兩大類。第一類是降溫法，即在混凝土澆筑成型后，通過循環(huán)的冷卻水進(jìn)行降溫，借以減少混凝土內(nèi)外的溫差。第二類是保溫法，混凝土澆筑成型后，通過保溫材料(如常用的模板、草袋、鋸末、塑料布等)、碘鎢燈或定時(shí)噴澆熱水等方法，以提高混凝土表面及四周散熱面的溫度。在每次混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)按溫控技術(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：1.保溫養(yǎng)護(hù)措施，應(yīng)使混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求，控制降溫速度，使之小于1.5℃/d；2.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，但不得少于15天。保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行；3.保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)保持混凝土表面的濕潤(rùn)。保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。保溫養(yǎng)護(hù)的目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差以降低混凝土塊體的溫度應(yīng)力，其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體承受溫度應(yīng)力時(shí)的抗裂能力，達(dá)到防止或控制溫度裂縫的目的。同時(shí)，在養(yǎng)護(hù)過程中保持良好濕度和防風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，施工人員應(yīng)根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施。3.4減小環(huán)境氣候的影響為了降低入模溫度，通常不要選擇在夏季高溫時(shí)澆筑混凝土，可在夜間作業(yè)；為了減小混凝土內(nèi)外溫差和防凍，也不宜在冬季低溫時(shí)澆筑混凝土。在混凝土澆筑前要充分了解天氣情況，對(duì)于澆筑時(shí)氣候?qū)炷量赡墚a(chǎn)生的影響要有一定預(yù)見性并能做好充分的準(zhǔn)備。在澆筑混凝土以前，對(duì)基礎(chǔ)、預(yù)埋鐵件及與新混凝土接觸的冷壁（老混凝土、預(yù)制混凝土模板等），應(yīng)用蒸汽清除所有的冰、雪、霜凍，并使其表面溫度上升。如果基礎(chǔ)及冷壁的內(nèi)部溫度較低，還需要提前進(jìn)行預(yù)熱。如果不進(jìn)行預(yù)熱，澆筑混凝土以后，接觸面附近的新混凝土溫度將很快降至零度以下。預(yù)熱所需溫度、深度和持續(xù)時(shí)間，由溫度計(jì)算決定。計(jì)算原則應(yīng)使接觸面附近的新混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度之前不凍結(jié)。一般來說，應(yīng)使基礎(chǔ)深度100mm內(nèi)溫度在5℃以上。案例分析4.1工程概況北京南站主站房及雨篷為仿天壇的橢圓形建筑形態(tài)，長(zhǎng)軸500m，短軸350m，沿長(zhǎng)軸方向兩翼部分為各兩跨鋼結(jié)構(gòu)通透雨篷，中間站房為橢圓形建筑，高架層候車廳長(zhǎng)軸332.6m，短軸195m，最高檐高40m。總建筑面積42萬(wàn)m2，其中地下一層，為全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（部分豎向柱為鋼筋鋼管混凝土柱）；地上兩層，均為鋼結(jié)構(gòu)形式?；A(chǔ)底板為超大尺寸的大體積混凝土結(jié)構(gòu)?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35，抗?jié)B等級(jí)P10，基礎(chǔ)底板混凝土澆筑總方量約152100m3，澆筑時(shí)間從2011年8月中旬開始到2012年1月底完成。由于北京南站基礎(chǔ)底板混凝土方量巨大，而且混凝土在冬季進(jìn)行澆筑，所以混凝土澆筑的質(zhì)量更容易受到外界環(huán)境的影響。在基礎(chǔ)底板的內(nèi)部，為了防止大體積混凝土裂縫嚴(yán)重，在設(shè)計(jì)方面，加強(qiáng)了底板的底部配筋。圖4-1北京南站大體積混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)圖4.2裂縫預(yù)防措施混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因：（1）由外荷載引起的，即按常規(guī)計(jì)算的主要應(yīng)力引起的裂縫；（2）結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，這是由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)算假設(shè)模型的差異引起的裂縫；（3）變形應(yīng)力引起的裂縫，就是由混凝土結(jié)構(gòu)的溫升膨脹和降溫收縮引起的裂縫。大體積混凝土多是變形應(yīng)力引起的裂縫。因此，北京南站基礎(chǔ)底板層大體積混凝土裂縫的控制，應(yīng)以變形應(yīng)力引起的裂縫為本工序控制的關(guān)鍵。4.2.1設(shè)計(jì)圖紙時(shí)的控制設(shè)計(jì)圖紙從基礎(chǔ)底板開始共劃分為I、II、III三個(gè)區(qū)。II區(qū)為主站房，地下一層為出站大廳，地上高架層為候車大廳；I、III區(qū)在II區(qū)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置，地下室為停車庫(kù)（場(chǎng)），地上為鋼結(jié)構(gòu)通透雨篷。每個(gè)區(qū)段又分為三個(gè)小區(qū)共九個(gè)施工分區(qū)。在每個(gè)區(qū)段根據(jù)規(guī)范要求，設(shè)計(jì)圖紙中結(jié)構(gòu)按縱橫向30~40米左右距離設(shè)置1000毫米寬的后澆帶。依據(jù)后澆帶I、III區(qū)結(jié)構(gòu)各劃分為30個(gè)流水段，II區(qū)共劃分為36個(gè)流水段。這樣將整個(gè)基礎(chǔ)底板劃為96個(gè)混凝土澆筑板塊，不僅能使大體積混凝土變形應(yīng)力得到較好釋放，同時(shí)為施工混凝土的運(yùn)輸、澆筑組織帶來很大方便。但分隔后基礎(chǔ)底板板塊仍較大，最大的澆筑面積2500m2，混凝土一次澆注量約5000m3，所以還需采取進(jìn)一步的措施。4.2.2混凝土原材料的選擇大體積混凝土的溫升是由于水泥在水化熱過程中放熱引起的，為了最大限度地降低水化熱采取了如下措施：（1）選用水化熱較低的優(yōu)質(zhì)水泥。本工程選用北京市琉璃河水泥廠生產(chǎn)的長(zhǎng)城P.42.5水泥，含堿量小于0.6%，水化熱較低；（2）盡量減少水泥用量。本工程采用摻加I級(jí)粉煤灰，粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng)，是其活性的來源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹，同時(shí)粉煤灰的火山反應(yīng)進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土中總的空隙率降低，孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的細(xì)化，分布更加合理，使硬化后混凝土更加致密，相應(yīng)收縮值也減少，但粉煤灰不宜過多。本工程選用S95級(jí)礦粉，礦物摻合料具有優(yōu)異的火山灰效應(yīng)和“微珠”效應(yīng)及填充密實(shí)效應(yīng)，不僅降低水泥用量，提高了混凝土的強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)保護(hù)了環(huán)境，降低了成本，利用與粉煤灰“雙摻”的疊加效應(yīng)來改善混凝土的流動(dòng)性、微孔結(jié)構(gòu)、孔隙數(shù)量，從而達(dá)到降低混凝土的熱脹；（3）抗裂防水劑，采用CSA混凝土抗裂防水劑。（4）為了保證工程質(zhì)量，確?；炷临|(zhì)量萬(wàn)無一失，決定采用摻加聚丙烯改性纖維來提高混凝土的抗裂性。聚丙烯纖維同水泥基料有極強(qiáng)的粘結(jié)力，并在混凝土內(nèi)部構(gòu)成一種均勻的亂向支撐體系，從而產(chǎn)生一種有效的二級(jí)加強(qiáng)作用，增強(qiáng)了混凝土的韌性，抑制了微細(xì)裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，因此可在混凝土中發(fā)揮有效的抗裂作用。本工程摻量為每m3混凝土0.9千克；（5）粗骨料，5~25mm米碎石，低堿活性骨料，要求含泥量小于等于1%，增加石子用量并選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗骨料，石子入灌前需澆水潤(rùn)濕；（6）細(xì)骨料，水洗中砂，低堿活性骨料，要求含泥量小于等于1%；3.混凝土的制備和連續(xù)供應(yīng)混凝土的制備質(zhì)量是否穩(wěn)定和能否連續(xù)供應(yīng)直接影響到混凝土的澆筑質(zhì)量和大體積混凝土裂縫的控制?；A(chǔ)底板混凝土量約152100m3，全部采用預(yù)拌混凝土。開工前，經(jīng)過三方考察確定7家具有較強(qiáng)生產(chǎn)能力的混凝土公司，其單位名稱為：北京虎躍混凝土有限公司，北京北斗星混凝土有限公司，北京通惠綠洲混凝土有限公司，北京火車頭混凝土有限公司，北京住總商品混凝土中心，北京豐臺(tái)區(qū)榆樹莊構(gòu)件廠，北京新奧混凝土有限公司。工程統(tǒng)一要求：（1）要求各攪拌站采用同一廠家生產(chǎn)同一品牌水泥、抗裂防水劑、纖維、粉煤灰、礦粉；（2）要求各攪拌站統(tǒng)一采用確定的雙摻混凝土配合比進(jìn)行試配，合格后必須經(jīng)中鐵建工集團(tuán)北京南站指揮部審核，并論證確認(rèn)后再進(jìn)行正式生產(chǎn)；（3）攪拌機(jī)組操作人員和質(zhì)量檢測(cè)人員共同努力，保證混凝土質(zhì)量均勻穩(wěn)定；（4）采用地下水?dāng)嚢?，不加熱，控制混凝土入模溫度?8°C以下，冬季不低于10°C；4.3取得的效果為了及時(shí)有效地掌握基礎(chǔ)底板混凝土實(shí)際的溫度變化，采用自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)和常規(guī)測(cè)溫兩種測(cè)溫方法。該測(cè)溫自基礎(chǔ)底板混凝土澆筑開始，全天候連續(xù)監(jiān)測(cè)30天，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化趨勢(shì)以溫度曲