【大體積混凝土溫度裂縫的成因以及預防措施14000字（論文）】

大體積混凝土溫度裂縫的成因以及預防措施研究目錄摘要 IAbstract II第一章緒論 11.1選題背景 11.2研究意義 11.3國內外研究現(xiàn)狀 2第二章大體積混凝土的裂縫介紹 42.1大體積混凝土概念 42.2裂縫的基本概念 42.3大體積混凝土溫度裂縫產生的機理 42.4大體積混凝土產生裂縫后的補救方法 52.4.1表面處理法 52.4.2填充密實法 62.4.3壓力灌漿法 62.4.4結構補強法 6第三章大體積混凝土工程施工 83.1工程項目概述 83.1.1工程介紹 83.1.2水文條件 83.1.3工程項目的特點、難點分析 83.2施工中的注意事項或預防 93.2.1混凝土施工方面的預防 93.2.2關于材料外界環(huán)境溫度控制 93.2.3原材料配比方面 103.2.4混凝土結構設計 103.3混凝土水化熱計算 103.3.1混凝土拌和溫度 103.3.2混凝土澆筑溫度計算 113.3.3混凝土保溫材料厚度 123.4模板的施工澆筑方案 133.4.1混凝土澆筑的準備工作 133.4.2模板安裝加固 133.4.3平板鋪設加固 133.4.4模板拆除 143.5混凝土澆筑施工 143.5.1全面分層 143.5.2分段分層 143.5.3斜面分層 143.6大體積混凝土溫度抽樣測試 153.6.1測溫方法選擇 153.6.2測點布置 153.6.3溫度測試結果 173.6.4數(shù)據(jù)分析 17第四章大體積混凝土裂縫成因及預防措施 194.1大體積混凝土裂縫成因 194.1.1收縮引起的裂縫 194.1.2材料原因 194.1.3溫度天氣的因素 194.1.4結構荷載 204.1.5養(yǎng)護不當 204.2大體積混凝土的溫控方案設計 214.2.1優(yōu)化配合比，降低水化熱 214.2.2控制澆筑溫度，合理澆筑 214.2.3優(yōu)化澆筑方案，合理降溫保溫 224.3優(yōu)化降溫方案 224.3.1埋設冷卻水管 224.3.2混凝土面層保溫 23第五章總結 245.1結論 245.2展望 24參考文獻 27第一章緒論1.1選題背景當今社會在不斷進步，經(jīng)濟在不斷發(fā)展，各地的建筑工程施工進行的熱火朝天。建筑工程的發(fā)展也帶動了其相關行業(yè)的快速發(fā)展，而人們對建筑工程施工質量要求的不斷提高的同時，對于其相關行業(yè)產品質量的要求也在相應的提高，特別是建筑施工材料的質量問題，嚴重影響著建筑工程質量的提高。在今天，大體積混凝土在施工過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當普遍和常見的現(xiàn)象，并且在大體積混凝土施工中表現(xiàn)尤為突出。混凝土便因其耐久性高、整體性好、抗壓強度高的優(yōu)點，廣泛應用于建筑工程的各個領域:高層建筑、橋梁工程、港口和海洋工程以及特種結構等各個領域。但是混凝土又有自重大、抗裂性差的特點，特別是抗裂性差，使用維護不當會嚴重影響混凝土結構的耐久性，造成了很多的損失從理論上講，所有結構或構件在應力作用下都會產生變形，因此在設計中結構計算時，都需要計算構件的最大變形和整體結構的沉降量，使之控制在結構的正常使用狀態(tài)所容許的范圍內?；炷潦且环N重要建筑原料，是關系國計民生的重要戰(zhàn)略物資，混凝土工業(yè)是世界各國建筑的重要基礎材料。隨著社會主義市場經(jīng)濟體制的建立和完善，科學技術的進步，建材企業(yè)全面推行了環(huán)保資源研發(fā)項目的制備，甚至更高強度等級的混凝土。然而，如何有效地促進混凝土在建材制備研發(fā)的過程中，所有企業(yè)必須面對的環(huán)保材料制備問題?；炷林苽溲邪l(fā)工程是一個成長率很高的產業(yè)[1]。近幾年，國家加大了混凝土設施建設的投資。同時，伴隨著我國城市化的進度不斷加快，房地產建設項目數(shù)量、規(guī)模快速增長，混凝土制備研發(fā)建筑市場份額快速增加。使用超高強混凝土可以獲得良好的技術經(jīng)濟效果。然而超高強高性能混凝土具有以上優(yōu)點的同時，存在著粘度較高的缺點。1.2研究意義大量的工程實踐證明，在很多的混凝土工程的垮塌事故中，裂縫質量問題都起了主要的作用，由于裂縫的存在，建筑構件的耐久性就無法得到保障，不僅僅影響了工程的質量，而且還造成了工程的安全隱患。鋼筋混凝土結構老建筑由于使用時間較長，可能或多或少出現(xiàn)了質量問題，建筑構造上可能也不符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，如構件混凝土強度等級不足、配筋不符合要求等，我國建筑業(yè)隨著國民經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，在經(jīng)歷大規(guī)模的建設之后，也將進入維修與新建并重時期。在房屋建筑施工中，混凝土施工是及其重要的一環(huán)，混凝土本身的質量好壞和混凝土澆筑操作是否規(guī)范都直接關系到房建工程質量的高低[2]，制作混凝土的材料、混凝土的制作以及混凝土澆筑和養(yǎng)護都直接影響著混凝土成型后的質量。對混凝土施工中進行把關是十分重要的，了解混凝土施工中的技術規(guī)范和操作規(guī)程，設計要求及細節(jié)，弄清有關技術資料對工程質量的要求都是提高房屋建筑質量的重要部分。大體積混凝土中由于溫度效應引起裂縫并造成危害的現(xiàn)象廣泛存在，因此，研究大體積混凝土結構溫度問題具有重要工程意義。1.3國內外研究現(xiàn)狀現(xiàn)今國內外，對鋼筋混凝土建筑結構的質量以及施工是相關領域的研究重點之一。目前，美國、日本、歐洲及其它發(fā)達經(jīng)濟國家和地區(qū)都非常重視既有建筑物的維修、改造、加固，而且都相應的制定了法規(guī)及標準[3]。從我國建筑業(yè)目前的發(fā)展狀況和發(fā)展水平來看，我國目前基本上處于建筑新建與改造加固并行的第二階段，將不久會朝著現(xiàn)代化改造加固的第三階段前行。我國成熟的加固技術，包括增大截面法、干式外包鋼法、濕式外包鋼法、預應力加固法、改變傳力途徑加固法、外部粘鋼法和裂縫修補法[4]。大概在1950年以后，二戰(zhàn)后世界范圍內建筑業(yè)的蓬勃興起，特別是西方國家，新建建筑日漸拔地而起，此時舊建筑的改造加固一步步發(fā)展起來。關于水灰比對強度的影響，F(xiàn).de.larrand提出了著名的水灰比定則在可密實的條件下，水灰比決定著水泥混凝土材料的強度大小。當水泥混凝土的水膠比越來越低，混凝土內部的水分隨著水化過程的發(fā)展而不斷減少，自收縮比普通混凝土的大許多。在加拿大Ottawa舉行的“水泥和混凝土工業(yè)可持續(xù)發(fā)展國際會議”將“利用回收的混凝土作為骨料或其它再生結構材料”這一技術列為交流專題之一。早在1977年日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》。根據(jù)日本建設部的統(tǒng)計，1995年再生混凝土的利用率為65%，要求到2000年再生混凝土塊的資源再利用率達到90%。Yong-HuangLin等人的研究了水灰比以及再生粗骨料替代率對再生混凝土性能的影響[5]，發(fā)現(xiàn)水灰比以及再生粗骨料替代率是影響再生混凝土抗壓強度的兩個主要因素，兩個因素最佳的配合往往能夠突破現(xiàn)有建議的限值。在1985年時，瑞典對改造加固的投資力度是建筑業(yè)總投資的二分之一。在二十世紀末，美國勞工部在行業(yè)預測中提到，建筑加固行業(yè)將成為二十一世紀最為熱口的行業(yè)之一，此外，國內許多單位在研究和探討新型加固技術。鋼筋混凝土結構改造再利用的發(fā)展和研究空間非常大，改造加固的高潮即將到來。目前國內外已較為成熟的工程結構加固方法有近20種，分別用來應對不同的被加固對象。肖建莊等人認為再生骨料如果能夠利用適當?shù)募庸すに囘M行處理，完全可以得到高質量骨料。結果表明，礦物摻合料能夠改善再生混凝土的抗氯離子滲透性能。此后又對再生混凝土的耐久性能進行了相關研究。杜婷、李惠強等人采用化學漿液改性再生骨料，經(jīng)過改性后，取得良好效果。并利用改性后的再生骨料配制了混凝土，研究了該混凝土的力學性能。對鋼筋混凝土結構加固最初的，迄今為止仍被廣泛使用的方法是粘鋼加固目前鋼筋混凝土建筑結構加固技術的前沿課題仍然是圍繞著材料應用和工藝技術這兩個主題展開，新材料、新工藝永遠是結構加固設計中的熱點。第二章大體積混凝土的裂縫介紹2.1大體積混凝土概念目前，我國對大體積混凝土暫且還沒有一個確切的定義，而國外所給出的定義一也大同小異。日木建筑學會規(guī)定結構斷面最小的厚度超過厘米，水化熱所導致混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之間的差異，估計將會超過25℃的混凝土，則稱為大體積混凝土。美國混凝土學會的標準規(guī)定對于所有現(xiàn)場澆筑的大體積混凝土務必要采取措施解決水化熱隨時引發(fā)的體積變形的問題，以最大限度來降低混泥土的開裂率。國內有些規(guī)范則認為，若厚度超過0.5米，基礎邊長超過眾長。立方米時則稱為大體積混凝土。2.2裂縫的基本概念一般來說，裂縫是指固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象，在學術上屬于結構材料強度理論范疇。在我國在對不同環(huán)境下混凝土構筑物，在不同的介質情況下，所規(guī)定的混凝土裂縫寬度也是不同的，所以說，對混凝土構筑物的裂縫我國規(guī)范規(guī)定在設計上有一定的允許寬度。圖2.1大體積混凝裂縫表現(xiàn)形式在建筑工程中，寬度小于的裂縫對防水、防腐、承重等正常使用都無危險性，故假定具有微觀裂縫結構為無裂縫結構。2.3大體積混凝土溫度裂縫產生的機理表面溫度裂縫大多數(shù)是由于溫差過大引起的。混凝土結構，特別是大體積混凝土結構澆灌后，在硬化期間水泥釋放出大量的水化熱而不易散發(fā)，內部溫度不斷上升，達到較高溫度，而混凝土表面散熱較快，使混凝土表面和內部溫差較大?；炷林杏捎谒嗌皾{與骨料熱膨脹系數(shù)的不同，在升溫過程中溫度荷載作用下水泥砂漿與骨料所形成的界面首先產生損傷，并隨溫度增加而發(fā)展，因此形成界面裂紋，當溫差繼續(xù)增加達到某一數(shù)值后，界面裂紋便向水泥砂漿中延伸。（a）表面裂縫（b）深層裂縫（c）貫穿裂縫圖2.2大體積混凝土溫度裂縫混凝土結構溫度應力變化規(guī)律與其它結構相比有一定的差別。在以后的降溫過程中界面裂紋與水泥砂漿中的微裂紋繼續(xù)發(fā)展，以致發(fā)展成宏觀裂縫，并可能導致混凝土結構發(fā)生斷裂破壞界面是混凝上中最薄弱的環(huán)節(jié)，溫度損傷首先在界面上出現(xiàn)微裂縫，然后向水泥砂漿中延伸，并可能發(fā)展成貫通裂縫。在混凝土內部，先后澆注的時間不同，散熱條件和水泥用量不同等原因，在脫離地基約束的部位，主要受混凝土內部非線性溫度場的約束條件控制，降低混凝土發(fā)熱量是減少溫度應力的主要措施，也是防止或減少嚴重危害裂縫發(fā)生和發(fā)展的主要措施。2.4大體積混凝土產生裂縫后的補救方法2.4.1表面處理法表面處理法是對混凝土構件表面較淺的裂縫用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂表面涂刷處理。這些表面裂縫一般都很細很淺，裂縫深度尚未達到鋼筋表面，一般用高標號的砂漿進行表面涂抹即可。如果表面裂縫貫通底部，出現(xiàn)漏水的情況，可通過在構件表面貼補防水片等方法來解決。2.4.2填充密實法填充密實法是對中等寬度裂縫的處理，將裂縫處鑿成凹槽再填充相應材料修補。當裂縫寬度小于0.3mm時，可采用專用的混凝土封堵材料來填充裂縫。2.4.3壓力灌漿法壓力灌漿法又稱注漿法，它不僅修補面層而且能通過壓力將注射用膠注到混凝土的內部裂縫處，對裂縫進行粘結封閉和補強加固，此種方法處理效果好，應用范圍廣。圖2.3壓力灌漿法主要用于貫穿性裂縫和細而深裂縫的修補，尤其是受力裂縫的修補；應根據(jù)裂縫的探測情況選擇使用的注漿材料?？p隙全部注滿后應繼續(xù)穩(wěn)定壓力一定時間，吸漿率小于50ml/h后停止注漿，關閉注漿嘴。2.4.4結構補強法因外部因素造成的較大裂縫，嚴重影響使用，如不及時采取措施，會危及整個建筑物的安全。圖2.4結構補強法例如外荷載超出設計的承載力、地震、爆炸、火災等因素引起的裂縫，或由于鋼筋銹蝕造成的構件承載力不足等原因引起的裂縫，通常采取結構補強法。采用預應力拉桿加固時，其預加應力的施工方法宜根據(jù)工程條件和需加預應力的大小選定。加固用鋼板以3號鋼或16號錳鋼為宜，其厚度以2～6mm為宜。粘結鋼板所用的粘結劑為JGN膠。第三章大體積混凝土工程施工3.1工程項目概述3.1.1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，內外墻體材料全部使用的是MU10燒結實心頁巖磚。建筑用地呈不規(guī)則啞鈴形狀，大體可分為東北區(qū)(北區(qū))與西南區(qū)(南區(qū))相連的兩塊，南區(qū)為10棟6層、3棟11層的多層住宅樓，北區(qū)為2幢分別為37層、44層的高層住宅樓，1幢44層、1幢23層、1幢29層寫字樓，2幢四層、1幢三層的商業(yè)樓，各擬建物下均有2層地下車庫(住宅及商業(yè)樓部分另有地下夾層)，并與外擴2層地下車庫相連通，共同構成本場地內一大型地下車庫。3.1.2水文條件根據(jù)勘察結果，場地內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，地下水類型主要為孔隙承壓水，透水性好，富水性強，穩(wěn)定水位埋深10.4~25.0m，標高118.56~123.16m，年水位變幅2～3m。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。3.1.3工程項目的特點、難點分析（1）建設規(guī)模大，工期緊，施工難度高，專業(yè)性強，電力行業(yè)的項目管理標準比其他行業(yè)高，實施過程中對項目的安全、質量、進度以及文明施工等方面十分荀刻，尤其在安全文明施工管理要求更加細致；（2）本項目工程量大，工藝種類多，施工作業(yè)面密集。各工序交叉施工，因此對現(xiàn)場施工銜接與連貫要求很高，更加需要配備經(jīng)驗十分豐富的現(xiàn)場管理人員，來確保工程施工的順利進行；（3）施工場地局限，大型機械設備多，各施工作業(yè)面交叉相互影響，因此必須合理布置施工區(qū)域和場地，編制合理的施工順序，以保證各節(jié)點目標的實現(xiàn)；（5）本工程地質條件復雜，游泥層厚度較大，邊坡落石危險系數(shù)大、土層條件差，易失穩(wěn)，灌注樁施工過程中采取必要措施防止塌孔或縮徑，并有效控制成樁充盈系數(shù)；（6）現(xiàn)場施工過程要有行之有效的質量控制、生產調度、工期保證、安全、文明施工運行體制；在工程管理上制定相應措施，確保施工質量、安全、工期等各方面滿足預期工作計劃。3.2施工中的注意事項或預防3.2.1混凝土施工方面的預防混凝土是由水，水泥和骨料拌合而成的非均質材料，在進行裂縫控制時，也可以從混凝土的組成成分入手，達到控制裂縫的目的，包括合理地選擇水泥的種類、合格的骨料級配和選擇合適的外加劑及其用量。配制混凝土時，應嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率；同時，要振搗密實，以減少收縮量，提高混凝土抗裂度。此外，要加強表面的抹壓和養(yǎng)護工作。混凝土應振搗密實，并注意對板面進行抹壓，減少收縮量。3.2.2關于材料外界環(huán)境溫度控制選用良好級配的骨料，并嚴格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加強振搗，以提高混凝土的密實性和抗拉強度，在混凝土中摻加緩凝劑，減緩澆筑速度，以利于散熱，或摻木鈣、減水劑，以改善和易性，減少水泥用量。避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土；必須在熱天澆筑時，可采用冰水或深井涼水拌制混凝土，或設置簡易遮陽裝置，并對骨料進行噴水預冷卻，以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。大體積混凝土適當預留一些孔道，采取通冷水或冷氣降溫。澆筑混凝土后，表面應及時用草袋、鋸末、砂等覆蓋，并灑水養(yǎng)生。夏季應適當延長養(yǎng)護時間，使之緩慢降溫。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應采取保溫措施，以防寒潮襲擊。拆模時，塊體中部和表面溫差不宜大于20℃，以防止急劇冷卻造成表面裂縫?；A混凝土拆模后要及時回填。3.2.3原材料配比方面水泥：根據(jù)工程條件不同盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥；骨料應選用粒徑適當、級配合理、無堿性反應、有害物質及含泥量符合規(guī)定的砂、石材料。外摻料宜摻入適量粉煤灰和減水劑等外加劑，超長建筑物或構筑物可加入微膨脹劑，以改善混凝土工作性能，降低水泥用量和用水量，減少收縮。3.2.4混凝土結構設計混凝土配料、攪拌及澆筑。配合比設計應盡量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確，攪拌時間應保證。澆筑分層應合理，振搗應均勻、適度，不得隨意留置施工縫。設計方面，建筑平面造型在滿足使用要求的前提下，力求簡單；控制建筑物的長高比，增強整體剛度和調整不均勻沉降的能力；正確設置沉降縫、變形縫，位置和寬度選擇要適當，構造要合理；磚混結構底層窗臺下應采用加筋砌體，洞口較寬的窗臺下宜設置鋼筋混凝土梁，以防止窗臺因地基沉降產生豎向裂縫；構件配筋要合理，間距要適當。斷面較大的梁應設置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板，上面中心部位宜配置構造鋼筋。主梁在集中應力處，宜加設抗剪鋼筋。3.3混凝土水化熱計算本工程基礎底板厚達2300，采用C30、S8抗?jié)B混凝土，面積1500m2。本節(jié)除進行必要的熱工計算及抗裂度驗算外，還將根據(jù)結論進行進一步的措施，以確保底板混凝土澆筑質量，滿足抗?jié)B要求。3.3.1混凝土拌和溫度設混凝土拌和物的熱量系由各種原材料所供給，拌和前混凝土原材料的總熱量與拌和后流態(tài)混凝土的總熱量相等，從而混凝土拌和溫度可按下式計算：式中——混凝土的拌和溫度（）；、——砂、石子的溫度（）；、——水泥、拌和用水的溫度（）；、、——水泥、扣除含水量的砂及石子的重量（㎏）；、、——水及砂、石子中游離水的重量（㎏）；、、、——水泥、砂、石子及水的比熱容（）。上式若取===0.84，=4.2則簡化得本工程采用C45混凝土，每立方混凝土水用量155㎏，水泥250㎏，砂705㎏，石子1000㎏==253.3.2混凝土澆筑溫度計算混凝土拌和出機后，經(jīng)運輸平倉振搗等過程后的溫度稱為澆筑溫度。根據(jù)實踐，混凝土的澆筑溫度一般可按下式計算：式中——混凝土的澆筑溫度（）；——混凝土的拌和溫度（）；——混凝土運輸和澆筑時的室外氣溫（）；、、——溫度損失系數(shù)，按以下規(guī)定取用：1.混凝土裝卸和運轉，每次=0.032；2.混凝土運輸時，=A，為運輸時間（），如用攪拌運輸車時，A為0.0042；3.澆筑過程中，=0.003，為澆筑時間（）。0.032*3+0.0042+0.003*60=0.28=25+（28-25）×0.28=25.843.3.3混凝土保溫材料厚度計算根據(jù)熱交換原理，假定混凝土的中心溫度向混凝土表面的散熱量，等于混凝土表面保溫材料應補充的發(fā)熱量，因而，混凝土表面保溫材料所需厚度可按下式計算：式中——保溫材料所需厚度（m）；H——結構厚度（m）；——保溫材料的導熱系數(shù)（W/）；——混凝土的導熱系數(shù)，取2.3W/；——混凝土中心最高溫度（）；——混凝土表面溫度（）；——混凝土澆筑后向35天空氣平均溫度（）；0.5——指中心溫度向邊界散熱的距離。為結構厚度的一半；K——傳熱系數(shù)的修正值，即透風系數(shù)。對易于透風的保溫材料組成取2.6或3.0（指一般刮風或大風情況，下同）；對不易透風的保溫材料取1.3或1.5；對混凝土表面用一層不易透風材料，上面再用容易透風的保溫材料組成，取2.0或2.3。本工程采用草袋保溫，其導熱系數(shù)為0.14W/，屬易透風的保溫材料，取K=2.6，則由==0.02m3.4模板的施工澆筑方案3.4.1混凝土澆筑的準備工作對混凝土澆筑方案進行審批，檢查模板，支持，應確保正確的高度，位置，尺寸、強度、剛度、穩(wěn)定和嚴格滿足要求；模板的垃圾、灰塵和油鋼應干凈；木模板應該加水潤濕，但不允許水。模板和鋼筋應做好預檢和隱檢，查驗鋼筋品種、數(shù)量、規(guī)格及插筋、錨筋情況。準備和檢查材料、機具等；注意天氣預報，不在雨雪天氣澆筑混凝土。做好施工組織工作和技術、安全交底工作。按照質量標準要求，模板在豎直方向上保持通長順直，且拼縫高度應當在一個水平上。本工程大部分柱子斷面為矩形，基坑四周部位均按設計要求放坡，用防水細石砼灌密實以滿足底板防水要求。模板系統(tǒng)主要由模板、支架以及緊固件組成，施工基本流程如圖3.1所示。圖3.1模板施工基本流程3.4.2模板安裝加固應當嚴格根據(jù)圖紙設計幾何尺寸，注意做好防水、排水措施。實心混凝土墩柱的施工采用整體拼裝式鋼模板，螺栓聯(lián)結，腳手架圍護作業(yè)?；炷翝仓瓿珊笮枰捎脵C械振搗或人工振搗的方法來密實混凝土。預留孔道的尺寸與位置應正確，孔道應平順，端部的預埋鋼板應垂直于孔道中心線。承臺混凝土澆筑時，由于其厚度較大，必須分層進行，每層厚度不大于30cm，必須對上述截面的普通鋼筋與預應力孔道位置進行排列，與監(jiān)理、設計共同協(xié)商進行調整。3.4.3平板鋪設加固需要注意的是，平板支撐必須采取加固雙扣件的形式，通過對相關參數(shù)的辨識校正，分析產生誤差的所有可能，為預防伸縮縫安裝過程中焊花燒壞泡沫板，可在泡沫板兩側加2mm鋼板或鐵皮，鋼板或鐵皮也可點焊在伸縮縫型鋼上。在預埋管道時應準確布置，對于梁內板面雜物應當及時清除，預留出放線洞，以控制點作為放出結構控制線的主要依據(jù)。3.4.4模板拆除經(jīng)過企業(yè)質量檢測合格，且砼已經(jīng)達到需要的強度要求后才可以拆除模板。模板的拆除順序一般是先非承重模板，然承重模板；先側板，后底板。上層樓板正在澆筑混凝土時，下一層樓板的模板支柱不得拆除，如果樓層過高，為了防止模板受到破壞，應當盡量確保模板緩落以避免或者減少損壞。支模應經(jīng)嚴密的設計施工以確保安全，應先拆側模并檢查有無混凝土結構性能的缺陷，板模應拼鋪到梁側模外口齊平，并應在達到100％立方體強度后方可拆模。3.5混凝土澆筑施工3.5.1全面分層該澆筑方案是在整個結構內采取全面分層的方式澆筑混凝土，實施中首先將第一層澆筑完畢，當其初凝前時再選擇第二層進行澆筑，以此類推，直到全部澆筑任務完畢。在分層填筑時，每層填料的壓實厚度應控制在規(guī)定標準，通常情況下不會超過1cm。如果需要的話，也可以從中間開始向兩端進行，也可以采取從兩端開始向中間同時澆筑。3.5.2分段分層由于場地允許，澆筑方案采用分段施工，將整個單項工程分成兩個施工段，在模板側面開門子洞安裝斜溜槽分段澆筑。采用上述方法如果出現(xiàn)澆筑強度較大，現(xiàn)場的混凝土攪拌機或者運輸機明顯不充足時，建議進行分段封層，等到澆筑完成一定的距離之后再選擇第二層進行，依此類推逐步向前澆筑以上各層。混凝土澆筑施工需要保證銜接部位不會有明顯的澆筑接頭，澆筑過程中要避免停頓，保證混凝土澆筑的持續(xù)性。3.5.3斜面分層只適用于長度高出厚度3倍的結構。具體進行時采用一次澆筑到頂?shù)姆绞?，因為混凝土自然形成斜面，這一斜面坡度的比值是1:3，只需要層下端不斷上移就可以完成。在澆筑完成后的12小時之后應當進行覆蓋和澆水，一直到混凝土內溫度和正常氣溫基本一致后，才可以拆除保溫層，然后進行澆水養(yǎng)護。3.6大體積混凝土溫度抽樣測試3.6.1測溫方法選擇出機溫度、入模溫度、澆筑溫度監(jiān)測應在砼澆筑過程中進行。本工程混凝土內部溫度采用溫度傳感器測量FAS-T-DZ120型溫度傳感器，大氣及保溫層溫度采用水銀溫度計測取。溫度測量范圍-50℃~+120℃；溫度測量精度±0.3℃；溫度的監(jiān)測一方面使我們清楚了解了混凝土入模溫度的高低以及產生原因。由于導線長度不同，電阻就不同，標準導線引出長度為600mm。砼澆筑過程中，應檢查引出測溫導線是否正常，并加保護和標識。測溫時按測溫點編號順序進行，讀數(shù)準確，快速，并記入測溫記錄，同時將測溫點用保溫材料原樣覆蓋好。這些經(jīng)驗與監(jiān)測工作會給施工組織者及時提供信息反映大體積混凝土澆筑塊體內溫度變化的實際情況及所采取的施工技術措施效果。3.6.2測點布置凝結后混凝土水化熱的釋放則混凝土溫度裂縫的產生有很大影響，必須對溫度進行監(jiān)控。測溫點的布置力求反映混凝土內部溫度場的變化情況，故在500mm及1600mm區(qū)域測點布置比較均勻，在電梯井及地下車庫通道兩側放坡區(qū)域布置比較集中。應從澆筑結構的斷面尺寸、平面尺寸進行測點布置，在澆筑高度方向上的測點距離一般為500～800mm，在平面尺寸上一般為2500～5000mm，測溫點距邊角應大于50mm。其中C5區(qū)共布置22個測溫區(qū)，其平面及豎向布置如圖3.3所示，各測區(qū)沿豎向布置2個測溫點。圖3.3C5區(qū)裙樓測溫點布置示意圖C1-C4區(qū)共布置25個測溫區(qū)，其平面及豎向布置如圖5.3所示，其中1-20，25測區(qū)沿豎向布置4個測溫點，21-24測區(qū)沿豎向布置5個測溫點。圖3.4C1-C4區(qū)主樓測溫點布置示意圖測溫時間從混凝土澆筑后12小時內開始，九天內每2小時測試一次，九天后每8小時測試一次。并根據(jù)混凝土內部的溫度變化情況隨時增減測溫次數(shù)，以確保測溫工作的連續(xù)性和可靠性，發(fā)現(xiàn)異常情況及時通知相關單位。3.6.3溫度測試結果混凝土的測溫工作是在澆筑后15h開始測定，在大體積混凝土澆筑施工前10天，應連續(xù)對對現(xiàn)場環(huán)境溫度、混凝土攪拌原材料溫度進行測記，并對原始的記錄數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計分析，畫出每日溫度變化曲線圖、各種原材料的溫度變化曲線圖.根據(jù)混凝土的溫度變化曲線，新澆混凝土在第三天水化熱引起的混凝土內部溫度最高，其溫差應力較大，因此，以齡期d=3天為計算參數(shù)。采集到的混凝土溫度數(shù)據(jù)通過MicrosoftExcel自動完成溫度曲線的繪制和混凝土成熟度的計算。現(xiàn)選擇具有代表性測區(qū)的溫度曲線加以說明，如圖3.5-3.8所示。圖3.5裙樓筏板基礎5測區(qū)溫度監(jiān)測曲線圖3.6主樓筏板基礎5測區(qū)溫度監(jiān)測曲線圖3.7主樓筏板基礎16測區(qū)溫度監(jiān)測曲線圖3.8主樓筏板基礎17測區(qū)溫度監(jiān)測曲線3.6.4數(shù)據(jù)分析1.各區(qū)混凝土在養(yǎng)護過程中，各測點混凝土的內外溫差基本沒有超過2℃，說明所采取的施工及保溫養(yǎng)護措施達到了溫度控制要求和裂縫控制的目的。2.混凝土澆筑后溫度開始上升，在2-4天內上升到最高點，此后溫度開始回落。升溫時間短，速度快；降溫時間長，速度慢。3.混凝土上、中、下部位中，中部點的溫度最高，一般在80℃以上，底部附近點其次，表面附近點因為散熱比較快，所以溫度最低。表面和中部溫度下降較快，底部溫度下降緩慢。中部點和底部點的溫差下降較快。但因上部點和中部點的溫度以比較接近的速率下降，所以溫差維持在一個比較穩(wěn)定的數(shù)值。4.各測區(qū)中部和下部溫度曲線變化都較平緩，上部溫度則波動較大，說明外界氣溫對混凝土表面溫度的影響較大，而且當外界氣溫變化劇烈時，表面溫度變化也較大。表明保溫養(yǎng)護工作的質量對混凝土溫度尤其是表面溫度影響很大。第四章大體積混凝土裂縫成因及預防措施4.1大體積混凝土裂縫成因4.1.1收縮引起的裂縫混凝土在硬化的初期階段，水泥與其他骨料結合發(fā)生體積變化；后期表現(xiàn)為混凝土內部水分蒸發(fā)而引起的收縮變形，這些因素都會產生很大的收縮應力。在收縮應力達到一定程度的時候，就會使混凝土產生收縮裂縫。所以，在一些大型的重要建筑項目施工時，都要將混凝土的自身收縮作為一項重要的性能指標來進行測定。影響收縮應力的主要因素就是水量和水泥用量的配比。水泥和水的用量越高，混凝土的收縮就會越強，同時水泥質量對收縮應力也有很大的影響。這類混凝土裂縫大部分是、都屬于表面裂縫，呈龜裂狀，形狀無規(guī)律可循。此類裂縫產生的原因為混凝土澆筑后，表面沒有及時覆蓋，受風吹日曬，表面游離水分蒸發(fā)過快，產生急劇的體積收縮，而此時混凝土早期強度很低，不能抵抗這種變形應力而導致開裂。使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的粉砂。4.1.2材料原因由材料所引起的裂縫。材料之間堿骨料反應是指混凝土拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結構使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救。另外，由材料質量原因引起的裂縫較常見的是水泥，粗細骨料質量不好，這種情況造成的后果是結構承載能力降低，剛度很差，空氣穩(wěn)定性很弱，隱患容易惡化等?；炷恋闹饕淞蠟樗?、水泥、石料、砂、摻合料和外加劑等，經(jīng)過配置攪拌等工序，使個材料之間相互發(fā)生反應，凝固硬化。而如果混凝土的選料不當，或者配置不合理，都會影響混凝土的質量，使用質量不達標的混凝土，也是出現(xiàn)裂縫的一個原因之一。對鋼筋、水泥的標號、生產質量合格證等沒有進行嚴格的檢查驗收，對水泥的等級強度、性能等沒有通過現(xiàn)場試驗檢測的方式進行檢驗，從而導致不符合質量要求的材料混入到施工現(xiàn)場，給后續(xù)施工帶來嚴重的質量隱患。4.1.3溫度天氣的因素混凝土產生裂縫的原因有很多，溫度變化是其中一個重要原因?；炷劣袩崦浝淇s的特性，隨著內部溫度外部環(huán)境等方面因素發(fā)生變化，混凝土奇偶會出現(xiàn)變形，在變形受到阻力的時候，就會產生相應的內應力，而內應力如果超過了混凝土本身的抗拉強度的時候，混凝土就會變形，從而產生溫度裂縫。溫度裂縫多發(fā)生在施工期間，縫寬受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細。混凝土各部位養(yǎng)護時間不一致或養(yǎng)護溫度變化，混凝土的水化速度等不同，也會造成混凝土表面的色差。沿斷面高度，裂縫大多呈上寬下窗狀，但個別也有下寬上窄情況，遇上下邊緣區(qū)配筋較多的結構，在時也出現(xiàn)中間寬兩端窄的梭形裂縫。此外，在混凝土降溫的時候也會形成裂縫。主要是因為在降溫階段，混凝土不斷收縮，同樣會受到外部約束力而產生拉應力，當這些拉應力超過混凝土的抗裂能力時，就會出現(xiàn)裂縫。4.1.4結構荷載結構裂縫后實施可以由很多因素引起的，在建設和使用可能會破裂。如早期的振動，很快拆除或施工方法不當，在儲存、運輸、組件加載塊或不當?shù)牡觞c位置、建設重載，過度緊張壓力值可能產生裂縫。在鋼筋混凝土結構設計規(guī)范當中，分別視不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm。那些寬度規(guī)定的寬度比裂縫，應該考慮和不允許開裂裂縫有害成分，仔細分析，慎重處理?；炷烈驗楹奢d而產生的裂縫主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種類型，其中直接應力裂縫在設計計算階段、施工階段和使用階段由于計算不合理、荷載漏算、不了解結構特點、大風或者地震等都會可能會發(fā)生，但是不是很常見；而次應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構某個部位引起次應力或者在孔洞的附近產生密集且非常大的集中應力導致裂縫的產生。4.1.5養(yǎng)護不當現(xiàn)場養(yǎng)護不當是造成混凝土收縮開裂最主要的原因。澆筑混凝土時都不能做到及時覆蓋保溫養(yǎng)護，一般總要等到最后一遍抹光結束后才覆蓋，還有很多工地根本就不予覆蓋，結果混凝土表面開裂。專業(yè)養(yǎng)護隊伍，往往只關注建筑的建設，而忽視了混凝土結構的養(yǎng)護管理，出現(xiàn)路修好后無人管理的局面。由于工程工期的制約，絕大多數(shù)施工人員做不到，所以混凝土出現(xiàn)干縮裂縫就在所難免了。4.2大體積混凝土的溫控方案設計4.2.1優(yōu)化配合比，降低水化熱為了減少溫度裂縫產生對混凝土的質量的影響，項目部攪拌站根據(jù)圖紙及規(guī)范要求進行多次配合比論證，降低水化熱。在混凝土中應摻加UEA高效緩凝早強減水劑，增加混凝土早期強度和滿足泵送要求，防止早期混凝土溫度應力過大產生應變裂縫。同時降低混凝土的出機溫度，混凝土入模溫度以達到控制溫度裂縫的目的。因此，項目部從原材料處入手，優(yōu)化配合比。項目攪拌站試驗室根據(jù)規(guī)范及圖紙要求，選定了水膠比分別為0.44、0.42、0.40、0.38的配合比進行試配。同時根據(jù)試驗混凝土拌合結果繪制強度、齡期（圖4.1）曲線：圖4.1混凝土強度、齡期曲線不可盲目選擇標號大的水泥，應選擇適合本工程而且質量口碑過硬的水泥，控制混凝土的收縮變形。根據(jù)工程實際需要，確定正確的材料參數(shù)，比如混凝土配合比，坍落度，攪拌時間等。大體積混凝土配合比選擇時應考慮的是施工用配合比在滿足設計要求及施工工藝要求的前提下，應盡量減少水泥用量，以降低混凝土的絕熱溫升。4.2.2控制澆筑溫度，合理澆筑在每次混凝土開盤之前，試驗室要量測水泥、砂、石、水的溫度，并做記錄，計算其出機溫度，并估算澆筑溫度。根據(jù)計算的出機溫度，反饋攪拌站，采取必要措施進行降溫處理。清除澆筑表面的浮漿，軟弱混凝土層及松動的石子，并均勻地露出粗骨料。同時，攪拌站試驗室對首盤混凝土進行開盤鑒定，澆筑后的混凝土，在振動界限以前，給予二次振搗，全面了解本次澆筑混凝土首盤的工作性能。對首盤混凝土測量其坍落度，觀察混凝土坍落時分散情況、和易性等。為保證混凝土的澆筑質量，要及時清除混凝土表面的泌水。及時反饋首盤混凝土的質量至攪拌樓，攪拌站根據(jù)反饋信息進行進一步的調整與優(yōu)化。4.2.3優(yōu)化澆筑方案，合理降溫保溫施工時，嚴格按照要求分層，原則上砼分層厚度不大于50cm，在上層砼即將初凝前澆筑下層砼，確保混凝土維持較好的工作性能，保證砼施工質量，杜絕板的龜裂出現(xiàn)?；炷翝仓?～6小時內可能在表面上出現(xiàn)塑性裂縫，可采用二次壓光或二次澆灌層處理?？梢酝ㄟ^內裝鋸末滿足不同工程不同季節(jié)的施工，施工方便，價格低廉。其次，混凝土澆筑前應當對模板、支架具備的承載力、剛度以及穩(wěn)定性等進行檢查，同時注意觀察鋼筋及預埋件的位置和規(guī)格，確認和工程實際要求完全一致后才可以進行澆筑。如果需要在原混凝土面上進行新混凝土的澆筑，則需要對于相接面進行鑿毛，同時做好清洗工作，應當保持表明的濕潤度但是要杜絕出現(xiàn)積水。在澆筑過程中，混凝土振搗是一個重要環(huán)節(jié)，一定要嚴格按操作規(guī)程操作，做到快插慢拔，快插是為了防止上層混凝土振實后而下層混凝土內氣泡無法排出，慢拔是為了能使混凝土能填滿棒所造成的空洞。根據(jù)大體積混凝土澆筑塊體內部實際的溫度場情況，按溫控指標的要求采取必要的保溫措施。4.3優(yōu)化降溫方案4.3.1埋設冷卻水管埋地管道連續(xù)流動的冷水降低混凝土的溫度，混凝土砌塊也可冷卻到穩(wěn)定的體積。冷卻水可用江水，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，應打開管道的排水系統(tǒng)，水的持續(xù)時間應充足，以確?；炷恋臏厣怀^第一次，體積較小的混凝土在達到最大溫度時應停止用水，避免達到混凝土裂化的溫度梯度。冷卻速度應在每天0.6度左右。冷卻速度約每天0.6℃左右。管道系統(tǒng)的設計應該注意，在安裝和拆卸模板時水管的冷卻活動不能停止，在經(jīng)過水壓試驗后才能澆筑混凝土，管道系統(tǒng)不能有泄漏，觀察冷卻水流活動，可以測定混凝土內的溫度和水溫。結束后，使用微膨脹水泥灌漿，將水管表面配件移至混凝土深處，取出連接器后的孔洞可以用干燥的微膨脹混凝土封閉[11]。4.3.2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，表面裂紋擴展，內部產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，拉應力達不到危險水平，拉伸應變的發(fā)展部分是在混凝土中松弛，直到溫度達到允許的范圍，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)護時可以防止干涸過快，蠕變將進一步減小開裂應力，達到維護期限后，可以把覆蓋物籠蓋在混凝土上直到混凝土硬化，讓混凝土表面緩慢干燥，這有利于減少開裂。第五章總結5.1結論大體積混凝土結構產生溫度裂縫是其內部矛盾發(fā)展的結果，溫度裂縫作為長期困擾大體積混凝土的主要難題，涉及到建筑材料、設計、施工和管理等多方面的因素。有關規(guī)范中關于土木工程的溫度裂縫控制條款還不完善，工程中的溫度控制實施主要依靠實踐經(jīng)驗，缺乏理論依據(jù)。本文對大體積混凝土的溫度裂縫及其控制技術進行了探討。通過監(jiān)測的每一層混凝土中的溫度，在混凝土養(yǎng)護過程中通過及時調整混凝土表面保溫材料的厚度和內部冷卻循環(huán)水的流速，控制混凝土的升、降溫速度，使混凝土內外溫差＜25℃，同時實現(xiàn)了大體積混凝土的同步降溫，有效地防止了不同厚度混凝土的交接部位可能因溫度值相差過大而產生的裂縫。就目前來看，這些混凝土質量還有待于在實踐中進一步探索，隨著建筑科學技術的不斷進步，新型建筑材料不斷出現(xiàn)，更好的混凝土性能制備以及施工方法將會有更大拓展，因此，混凝土性能制備方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。5.2展望由于本人的能力和客觀條件有限，本文中的研究仍存在大量缺憾，在今后的研究中還需從以下幾個方面加一研究很探討:（1）高強度混凝土中自收縮所占的比例很大，干縮和自收縮也會引起混凝土裂縫，應進一步分析干縮和自收縮對混凝土溫度應力的影響