【大體積混凝土施工中的溫度控制技術(shù)6400字（論文）】

大體積混凝土施工中的溫度控制技術(shù)目錄TOC\o"1-3"\h\u一、大體積混凝土的溫度裂縫介紹 -1-（一）大體積混凝土概念 -1-（二）大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理 -1-二、大體積混凝土工程施工溫度控制 -2-（一）工程項目概述 -2-1.工程介紹 -2-2.水文條件 -2-3.工程項目的特點、難點分析 -2-（二）施工中的注意事項或預(yù)防 -3-1.混凝土施工方面的預(yù)防 -3-2.關(guān)于材料外界環(huán)境溫度控制 -3-（三）模板的施工澆筑方案 -3-1.混凝土澆筑的準(zhǔn)備工作 -3-2.模板安裝加固 -4-（四）大體積混凝土溫度抽樣測試 -4-1.測溫方法選擇 -4-2.測點布置 -4-3.溫度測試結(jié)果 -6-三、大體積混凝土溫度控制成因及預(yù)防措施 -7-（一）大體積混凝土裂縫成因 -7-1.收縮引起的裂縫 -7-2.溫度天氣的因素 -7-3.結(jié)構(gòu)荷載 -7-（二）大體積混凝土的溫控方案設(shè)計 -8-1.優(yōu)化配合比，降低水化熱 -8-2.控制澆筑溫度，合理澆筑 -8-3.優(yōu)化澆筑方案，合理降溫保溫 -8-（三）優(yōu)化降溫方案 -9-1.埋設(shè)冷卻水管 -9-2.混凝土面層保溫 -9-總結(jié) -10-參考文獻(xiàn) -12-大體積混凝土施工中的溫度控制技術(shù)一、大體積混凝土的溫度裂縫介紹（一）大體積混凝土概念就當(dāng)下來看，我們國家對大體積混凝土還沒有明確的解釋，而國外對大體積混凝土的相關(guān)釋義大致相同。日本木構(gòu)學(xué)會規(guī)定，最小橫截面厚度應(yīng)大于1cm。熱液引起的混凝土最高溫度與外界空氣溫度之間的差值越大，則估計25℃時的混凝土稱為大體積混凝土。美國混凝土協(xié)會(ACS)標(biāo)準(zhǔn)要求采取一切措施防止水化熱引起的體積變形，以減少混凝土裂縫。在一些地方標(biāo)準(zhǔn)中，如果厚度大于0.5m，則底部長度大于邊緣長度大體積混凝土。（二）大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理溫差引起的表面溫度裂縫很大?；炷两Y(jié)構(gòu)，特別是大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后，在硬化過程中釋放出大量水泥水化熱，不易散發(fā)，室內(nèi)溫度持續(xù)上升，溫度越高，混凝土表面的熱量蒸發(fā)得越快。混凝土表面和內(nèi)部的溫差越大。因為混凝土在水泥砂漿和骨料之間的熱膨脹系數(shù)不同，在加熱過程中，水泥砂漿與骨料之間的界面首先在溫度荷載作用下發(fā)生破壞，并隨著溫度的升高而發(fā)展。（a）表面裂縫（b）深層裂縫（c）貫穿裂縫圖1大體積混凝土溫度裂縫混凝土結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)在溫度應(yīng)力方面存在一定差異。在后期冷卻過程中，水泥砂漿界面裂縫和微裂縫繼續(xù)發(fā)展，使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)宏觀裂縫，破壞了混凝土結(jié)構(gòu)，這是混凝土攪拌過程中最薄弱的環(huán)節(jié)。在混凝土內(nèi)部，不同的澆筑時間、不同的散熱要求和不同的水泥用量，在遠(yuǎn)離基礎(chǔ)約束的混凝土內(nèi)部溫度場中，主要受非線性約束。圖2結(jié)構(gòu)補強法例如，如果外荷載超過設(shè)計承載力，地震、爆炸、火災(zāi)等會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。鋼筋銹蝕是由于構(gòu)件承載能力不足所導(dǎo)致的，如裂縫、通常采用結(jié)構(gòu)加固方法。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋時，應(yīng)根據(jù)工程條件和預(yù)應(yīng)力大小選擇預(yù)應(yīng)力施工方法。鋼板加固宜采用3號鋼或16號錳鋼，厚度2-6mm。該膠粘劑用于粘接JGN鋼板膠粘劑。二、大體積混凝土工程施工溫度控制（一）工程項目概述1.工程介紹本研究以泉州某大型市政建筑的施工工程隊作為研究對象。泉州某大型市政混凝土工程項目建筑面積45643.48m2，占地面積為16090.58㎡，其中4﹟、6﹟、8﹟、9﹟、11﹟樓建筑面積為3222.24m2×5，13﹟、15﹟樓建筑面積為4646.94m2×2，14、16﹟、18﹟樓建筑面積為3478.44㎡×3，17﹟樓建筑面積為9803.08m2×1，建筑檐高位72.20m，建筑層高為3.00米，建筑等級為二級，建筑耐火等級為二級、耐久年限為50年，墻體上除了混凝土之外，所有內(nèi)外墻材料均采用燒結(jié)固體聚乙烯MU10。2.水文條件研究結(jié)果表明，場地內(nèi)含水層均為第四系砂礫石孔隙含水層，主要賦存于第四系中更新統(tǒng)下荒山組沖積層和下更新統(tǒng)東深井組冰水堆積層的砂層中，地下水類型以有限孔隙水為主，透水性好，水量豐富，穩(wěn)定埋深10.4-25.0m，高度118.56-123.16m，水面年變化2-3m6地下水位位于底板以下，局部地方地下水位與底板持平，高速公路開挖受地下水影響不大。3.工程項目的特點、難點分析（1）施工規(guī)模大、施工時間短、施工難度高、專業(yè)實力強的電力行業(yè)的項目管理標(biāo)準(zhǔn)高于其他行業(yè)，對施工管理的要求也更詳細(xì)；（2）該項目工程量大，過程繁復(fù)、建設(shè)密集。各工序施工重疊，現(xiàn)場施工的集成度和一致性都很高，需要更有經(jīng)驗的現(xiàn)場管理人員來保證項目施工的安全進(jìn)行。（二）施工中的注意事項或預(yù)防1.混凝土施工方面的預(yù)防混凝土是由水、水泥和骨料組成的非均質(zhì)材料。在控制裂縫的同時，還可以得到控制混凝土構(gòu)件裂縫的方法，包括選擇合理的水泥品種、經(jīng)檢驗合格的骨料選擇適當(dāng)?shù)奶砑觿┖蛣┝俊Ｔ谂渲苹炷習(xí)r，精準(zhǔn)把握水灰比和水泥用量，選擇質(zhì)量好的礫石，以降低孔隙率和砂率。同時進(jìn)行振動壓實，減少混凝土收縮，提高混凝土抗裂性。7此外，需要加強表面壓力的維護(hù)?；炷翍?yīng)振搗密實。注意面板表面的壓實，以減少收縮。2.關(guān)于材料外界環(huán)境溫度控制選用優(yōu)質(zhì)石料，嚴(yán)格檢查砂石含量，降低水灰比，加強振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度，并在混凝土中添加緩凝劑，減緩澆注。將木鈣與減水劑混合，以改善加工性能，減少水泥用量。8天氣炎熱時，可將混凝土用冷水或冷水?dāng)嚢璧缴羁又校诶鋮s骨料前放置相應(yīng)的遮光板，來有效降低混凝土的攪拌和澆注溫度。是的，混凝土砌塊應(yīng)留有一定的孔隙，并通過冷水或空調(diào)冷卻?；炷翝仓戤吅螅皶r用草袋、木屑、砂等覆蓋屋面，達(dá)到節(jié)水的目的。在夏天，這應(yīng)該是一個很好的時間來延長緩慢冷卻。（三）模板的施工澆筑方案1.混凝土澆筑的準(zhǔn)備工作制定具體的澆筑計劃，檢查模板，支持，應(yīng)確保正確的高度，位置，尺寸、強度、剛度、穩(wěn)定和嚴(yán)格滿足要求；模板的垃圾、灰塵和油鋼應(yīng)干凈；木模板應(yīng)該加水潤濕，但不允許水。模板和鋼筋應(yīng)做好預(yù)檢和隱檢，檢查鋼筋的品種、數(shù)量、尺寸、安裝和錨固。準(zhǔn)備和檢查材料、設(shè)備等。注意天氣預(yù)報，雨雪天氣不要澆筑混凝土。制定施工組織和技術(shù)安全報告。2.模板安裝加固嚴(yán)格按照工程圖紙進(jìn)行設(shè)計，注意防排水措施?；炷炼罩捎谜w拼裝鋼模板、螺栓連接、腳手架圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工?；炷翝仓戤吅?，采用機(jī)械振搗或人工振搗的方法進(jìn)行壓實。預(yù)留槽鋼尺寸、位置正確，槽鋼平整，端部預(yù)埋鋼板與槽鋼中心線垂直。澆筑混凝土承臺時，由于承臺厚度較大，應(yīng)分層澆筑，每層厚度不得超過30cm。布置鋼筋橫截面和預(yù)應(yīng)力孔道，并與設(shè)計監(jiān)理協(xié)商修改。（四）大體積混凝土溫度抽樣測試1.測溫方法選擇監(jiān)控澆筑機(jī)溫度和混凝土澆筑過程溫度。本工程混凝土內(nèi)部溫度采用fas-t-dz120溫度傳感器測量，大氣溫度和保溫層溫度是用水銀溫度計測量的。溫度范圍為：-50℃～120℃，測溫精度為±0.3℃。一方面，溫度監(jiān)測可以幫助我們了解混凝土澆筑溫度及其原因。導(dǎo)線長度不一樣的話，電阻就不一樣。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線長度為600mm。澆筑混凝土?xí)r，除保護(hù)標(biāo)志外，還應(yīng)檢查溫度是否正常。測溫時，按測溫點的數(shù)量和溫度測量依次進(jìn)行，測量要準(zhǔn)確、快速，溫度測量點要及時進(jìn)行記錄。溫度測量點覆蓋在原始模型的隔熱材料上。通過這些試驗和監(jiān)測工作，施工單位可以及時提供反映大體積混凝土溫度變化的信息，并采取有效的技術(shù)措施。2.測點布置混凝土凝固后的熱釋放對溫度裂縫對混凝土hi產(chǎn)生相應(yīng)的影響。溫度測點的布置應(yīng)反映混凝土內(nèi)部溫度場的變化，使500mm和1600mm區(qū)域的測點布置更加均勻，地下車庫通道更加集中。測量點應(yīng)根據(jù)成型結(jié)構(gòu)的截面尺寸和平面尺寸進(jìn)行布置。地層高度方向測點間距一般為500-800mm，平面尺寸一般為2500-5000mm。測點邊緣溫度超過50mm。其中C5區(qū)有22個溫度測試點。平面布局和垂直布局具體見圖3-3。圖3C5區(qū)裙樓測溫點布置示意圖在C1-C4區(qū)域，共有25個測溫范圍。平面和垂直布局具體見圖3。圖4C1-C4區(qū)主樓測溫點布置示意圖混凝土澆筑后12小時內(nèi)開始測溫，9天之內(nèi)每2小時測一次，9天之后每8小時測一次。根據(jù)混凝土中溫度的變化情況，可隨時增減測溫次數(shù)，有效保證測溫工作的準(zhǔn)確性。如出現(xiàn)異常，必須及時通知有關(guān)單位。3.溫度測試結(jié)果應(yīng)在澆筑地面混凝土后15小時，澆筑地面混凝土前10天測量混凝土溫度?，F(xiàn)場環(huán)境溫度和混凝土原材料溫度應(yīng)連續(xù)測量并記錄原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析，繪制每日溫度曲線，分析不同原材料的溫度變化。第三天，水化熱引起的新拌混凝土內(nèi)部溫度最高，溫差應(yīng)力最大。利用采集的混凝土溫度數(shù)據(jù)，自動繪制混凝土溫度成熟度計算曲線。如圖5-8所示，選擇代表區(qū)域的溫度曲線進(jìn)行描述。圖5裙樓筏板基礎(chǔ)5測區(qū)溫度監(jiān)測曲線圖6主樓筏板基礎(chǔ)5測區(qū)溫度監(jiān)測曲線圖7主樓筏板基礎(chǔ)16測區(qū)溫度監(jiān)測曲線圖8主樓筏板基礎(chǔ)17測區(qū)溫度監(jiān)測曲線三、大體積混凝土溫度控制成因及預(yù)防措施（一）大體積混凝土裂縫成因1.收縮引起的裂縫在混凝土硬化的初始階段，水泥等骨料的體積發(fā)生變化；在后一個階段，混凝土中的水分會蒸發(fā)，變形收縮，形成高收縮應(yīng)力。收縮應(yīng)力到達(dá)一定階段時，混凝土中就會出現(xiàn)收縮裂縫。因此，在一些大型重要工程的施工中，必須將混凝土的收縮率作為衡量其性能的重要指標(biāo)。影響混凝土收縮應(yīng)力的最重要的原因在于水灰比和水泥用量。水泥和水含量越高，混凝土收縮越明顯。同時，水泥的質(zhì)量對混凝土的收縮應(yīng)力有很大的影響。這些混凝土裂縫大多屬于表面裂縫，裂縫形狀不規(guī)則。這種類型的開裂的主要是因為在澆注混凝土后，沒有及時進(jìn)行覆蓋工作，暴露在陽光和風(fēng)中，自由水面蒸發(fā)過快，導(dǎo)致混凝土早期強韌時體積收縮過大，無法抵抗這種變形和應(yīng)力誘發(fā)的裂縫。使用收縮大的水泥、過度使用水泥或過度使用淤泥。2.溫度天氣的因素混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有很多，溫度變化是造成裂縫的主要原因之一?；炷辆哂袩崤蛎浐褪湛s的特性。隨著內(nèi)外環(huán)境溫度等因素的變化，混凝土的變形抗力降低，產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部拉力。如果內(nèi)部拉力超過混凝土本身的抗拉強度，混凝土就會變形并產(chǎn)生熱裂縫。在施工過程中，溫度裂縫頻繁發(fā)生，溫度變化對接縫寬度影響很大。由于養(yǎng)護(hù)時間的不同或養(yǎng)護(hù)溫度和混凝土水化速度的變化，混凝土表面也會出現(xiàn)色差。沿橫截面高度，裂縫主要出現(xiàn)在窗形的上下寬度，但在某些情況下，上下寬度也較窄。此外，混凝土冷卻時會出現(xiàn)裂縫。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗裂性時，就會出現(xiàn)裂縫。3.結(jié)構(gòu)荷載結(jié)構(gòu)裂縫后實施可以由很多因素引起的，在建設(shè)和使用可能會破裂。如早期的振動，很快拆除或因為不正確的施工方法，還有就是構(gòu)件的儲存、運輸、加載塊或吊裝點放置不正確、施工荷載過大、電壓值過高，這些情況下，都有可能產(chǎn)生裂縫。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下，最大裂縫寬度根據(jù)情況為0.2-0.3mm。對于寬度大于裂縫的裂縫，需要仔細(xì)進(jìn)行記錄和觀察，一些導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的情況出現(xiàn)后，需要及時處理。由荷載引起的混凝土裂縫主要有兩種情況：直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫。直接應(yīng)力裂縫位于設(shè)計計算階段、施工階段和運行階段，由于計算不合理，忽略荷載、不了解結(jié)構(gòu)特點、大風(fēng)或者地震等都會可能會發(fā)生，但是不是很常見；而次應(yīng)力裂縫是荷載裂縫最經(jīng)常發(fā)生的裂縫，在實際工程中往往由于結(jié)構(gòu)某個部位引起次應(yīng)力或者在孔洞的附近產(chǎn)生密集且非常大的集中應(yīng)力導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。（二）大體積混凝土的溫控方案設(shè)計1.優(yōu)化配合比，降低水化熱為減少溫度裂縫對混凝土質(zhì)量的影響，本工程段攪拌站根據(jù)圖紙和規(guī)范多次確定配合比，以降低水化熱。為了提高混凝土的強度，符合混凝土的泵送標(biāo)準(zhǔn)，防止早期溫度應(yīng)力齒條裂縫的形成，必須在混凝土中添加早期強度劑(ESPD)。同時降低混凝土出口溫度和模內(nèi)混凝土溫度，控制溫度裂縫。因此，應(yīng)對本項目的原材料進(jìn)行管理，以提高配合比。根據(jù)規(guī)范和圖紙要求，實驗室工程和攪拌站選擇的混合比分別為0.44、0.42、0.40和0.38。同時，根據(jù)試驗結(jié)果繪制強度和壽命曲線（圖9）。圖9混凝土強度、齡期曲線不能一味的選擇高質(zhì)量的水泥，而要選擇質(zhì)量好、信譽適合項目的水泥，以防止混凝土收縮變形的情況出現(xiàn)。按照真實的施工需要，指定合適的材料參數(shù)，如混凝土配合比、沉降時間等。2.控制澆筑溫度，合理澆筑對于每一種混凝土應(yīng)用，必須測量水泥、沙子和水的溫度。記錄和計算澆筑溫度，并估算澆筑溫度。根據(jù)設(shè)備溫度計算和攪拌站反饋，采取必要的冷卻措施。清除澆筑表面的浮漿、混凝土軟層和松散石塊，并均勻露出粗骨料。同時，攪拌站實驗室對混凝土預(yù)制板的性能進(jìn)行了評估，對混凝土預(yù)制板進(jìn)行了預(yù)阻尼，進(jìn)行了二次振動，并充分了解了混凝土預(yù)制板的性能。測量第一塊混凝土板的坍落度，觀察其分散性和和易性。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，必須及時清除混凝土表面的滲水。及時向攪拌站反饋第一塊混凝土面板的質(zhì)量，攪拌站將根據(jù)反饋信息進(jìn)一步調(diào)整和改進(jìn)。3.優(yōu)化澆筑方案，合理降溫保溫施工時嚴(yán)格按分層要求進(jìn)行。原則上，混凝土層的厚度不得超過50cm。在澆筑上層混凝土前，先澆筑下層混凝土，提高混凝土養(yǎng)護(hù)工作能力，保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，防止面板開裂。澆筑混凝土后4-6小時內(nèi)，表面可能出現(xiàn)塑性裂縫。可采用二次加壓或二次澆筑層處理。內(nèi)置鋸末，可實現(xiàn)不同季節(jié)、不同工程的施工。其次，在澆筑混凝土之前，必須檢查模板和支撐架的承載能力、剛度、穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)遵守鋼筋和插入件的位置和規(guī)格。澆筑大體積混凝土?xí)r，應(yīng)避免高溫天氣。夏季施工時，骨料可提前冷卻。攪拌混凝土?xí)r，可使用低溫水或冰水。運輸混凝土?xí)r應(yīng)設(shè)置遮陽設(shè)施，在配套費的設(shè)計中，加入適量舒緩高效的還原劑，改善和加強模內(nèi)通風(fēng)，使模內(nèi)溫度在合理范圍內(nèi)。（三）優(yōu)化降溫方案1.埋設(shè)冷卻水管埋地管道由于冷水的連續(xù)流動，混凝土的溫度下降，混凝土塊也可以冷卻到一個穩(wěn)定的體積。冷卻水的選擇可以使用河水，冷卻時間通常在開始投入的10d-15d。通?？墒褂?5mm薄不銹鋼管的管徑，確定冷卻效率的主要因素是管間距、冷卻水溫度和時間、管道直徑的影響很小，可使用河水冷卻，可以使用管徑較大或較小的管道。一層混凝土澆筑開始后，應(yīng)打開管道的排水系統(tǒng)，水的持續(xù)時間應(yīng)充足，以確?；炷恋臏厣怀^第一次，體積較小的混凝土在達(dá)到最大溫度時應(yīng)停止用水，避免達(dá)到混凝土裂化的溫度梯度。2.混凝土面層保溫盡量保持混凝土不流失水分，在一定范圍內(nèi)降低溫度是避免開裂的重要原則。不受約束的冷卻會使混凝土表面收縮，大約每低1℃縮短0.001%，30米長度下降30℃縮短9毫米。約束能夠減短收縮，但會引發(fā)拉應(yīng)力，溫度下降很大時，足夠引發(fā)混凝土表面開裂，表面裂紋擴(kuò)展，內(nèi)部產(chǎn)生裂縫的壓力只需一半，所以混凝土在遭到寒潮攻擊時，特別要運用保溫措施，如保溫充足、保溫時間長，讓混凝土漸漸冷卻，拉應(yīng)力達(dá)不到危險水平，拉伸應(yīng)變的發(fā)展部分是在混凝土中松弛，直到溫度達(dá)到允許的范圍，從而避免表面裂紋的發(fā)生。為了獲得良好的表面強度，必須保持充分的濕度。如果在養(yǎng)護(hù)時可以防止干涸過快，蠕變將進(jìn)一步減小開裂應(yīng)力，達(dá)到維護(hù)期限后，可以把覆蓋物籠蓋在混凝土上直到混凝土硬化，這些有助于減少裂縫的出現(xiàn)?？偨Y(jié)大體積混凝土溫度裂縫是混凝土在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的情況。溫度裂縫一直是大體積混凝土的一大問題。土木工程對溫度裂縫的檢測標(biāo)準(zhǔn)不完善。溫度控制的技術(shù)實現(xiàn)主要是基于實踐經(jīng)驗，沒有堅實可靠的理論基礎(chǔ)。本