大體積混凝土施工技術研究

論文題目大體積混凝土施工技術研究摘要當前由于人們對工程項目的要求越來越高，因此大體積混凝土也受到了更高度的重視，因為當前工程項目當中需要用到大體積混凝土技術的地方比較多，所以深入研究大體積混凝土的施工技術是有很重要意義并且也是非常有必要的。在運用大體積混凝土施工的時候經(jīng)常會受到溫度變化的影響而使得施工出現(xiàn)裂縫，這種情況很可能會產(chǎn)生嚴重的施工后果，并且又因為很多建筑工程后期出現(xiàn)問題其源頭都在于混凝土施工過程當中產(chǎn)生的裂縫，因此在大體積混凝土施工過程當中有害裂縫問題必須要引起高度的重視，并且降低有害裂縫的發(fā)生率，這樣才能夠更有效的提升建筑工程的品質。想要降低有害裂縫的發(fā)生率，可以首先對發(fā)生裂縫的根本原因進行剖析，然后在此基礎上分析能夠減少裂縫發(fā)生次數(shù)的相關理論內容，進而在此基礎上去研發(fā)有效的能夠保證大體積混凝土施工不發(fā)生有害裂縫的施工技術。由過去的施工經(jīng)驗我們可以發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土施工出現(xiàn)最普遍的裂縫是溫度裂縫，該因素造成的有害裂縫按其情況不同可以分為收縮裂縫與表面裂縫兩種，并且大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最主要的原因又是工程所采取的工藝，所以在施工過程中必須要高度重視施工所使用的工藝。在工程施工的過程中還要充分重視施工的每一個細節(jié)，比如施工材料的質量和種類，以及每一種材料要規(guī)定明確科學的用法用量，對于施工情況也要有專門人員進行實時的監(jiān)測，以保證施工的順利進行，假如施工出現(xiàn)問題，要及時對施工存在問題的地方進行合理的調整和改進。關鍵詞:大體積混凝土裂縫溫度應力水化熱目錄TOC\o"1-3"\h\u27509前言 前言當前社會進步的速度非常之快，同時我國的經(jīng)濟和科技都在以飛快的速度在進步，因此人們對生活及生活條件的要求有有了明顯的提高，同時我國建筑也在發(fā)生著巨大的變化，比如樓層越來越高，室內設計越來越豐富，這使得建筑施工的難度也有了很大的提升，由于建筑施工的很多地方都會用到大體積混凝土，所以相關專業(yè)人員必須要能夠深入研究如何增強建筑工程的質量，提升建筑的實用性，進而更好的滿足當代人們對建筑的需求。對于大體積混凝土來說，它具有以下特點，比如截面較大，內外溫差較大，水泥用量大以及溫度收縮等特點，這些因素都很有可能會使得工程建筑后期出現(xiàn)裂縫。對上述裂縫進行研究可以發(fā)現(xiàn)它主要有兩種不同的類型，即表面裂縫與貫通裂縫，這兩種類型的裂縫都是施工技術當中的有害裂縫，所以大體積混凝土的品質就顯得尤為重要。當前深入分析研發(fā)大體積混凝土技術對于工程建設有非常積極的影響REF_Ref24324\r\h[1]。并且我國當前正在努力向現(xiàn)代化方向發(fā)展，因此大體積混凝土施工技術在未來的運用將會更加廣泛。這篇論文針對我國當前在大體積混凝土施工技術的發(fā)展情況進行了一系列的研究，并對未來的施工技術和研究提出了一些意見和建議。1大體積混凝土的國內外研究現(xiàn)狀對大體積混凝土深入研究我們可以發(fā)現(xiàn)，其最早是被運用到混凝土水壩工程施工過程當中，大概在1900年，運用混凝土技術所建成的水壩相對來說比較小，并且混凝土又具有強度弱，放熱時間較長且水化熱較低等特點，這就使得混凝土的溫度應力相對較低。慢慢的水壩體積有了明顯的擴大，即使水泥的放熱能力比較低，然而它里面的熱量比較高，并且其溫度應力也有了明顯提升，這也就使得水壩出現(xiàn)裂縫情況變成了一個嚴重的問題。大概在1938年，相關研究人員分析發(fā)現(xiàn)了造成建筑發(fā)生裂縫的根源是由于水泥的水熱化造成的，這也就正式拉開了對大體積混凝土進行深入研究的序幕，各種研究成果也慢慢的出現(xiàn)了。1.1采用低水化熱水泥低水化熱水泥最早是由美國的相關研究人員在建設Morris壩的時候使用的，它大概出現(xiàn)的時間在1932到1935年間，這種方法的詳細過程就是對水泥當中所加入的C3A以及CS的比例進行明確規(guī)定，這樣可以有效減少水泥的水化熱。隨著時間的推移，人們發(fā)現(xiàn)這種方式會降低水泥的強度的提升速度，因此人們便又提升了水泥當中C3S的比例。緊接著人們又在水泥當中增加了火山灰，浮石粉以及粉煤灰蛋白石粉等物質，后來人們又把重點放在了對水泥當中粉煤灰以及礦渣的加入，并且也對這兩種物質的量進行了明確規(guī)定REF_Ref24409\r\h[2]。相關研究人員又經(jīng)過了長期的研究發(fā)現(xiàn)了低水化熱膨脹水泥，這種水泥能夠有效的降低裂縫情況的發(fā)生。1.2降低水泥用量上面我們講到了美國的大壩，早在1930年以前美國在建造大壩的過程中所使用的水泥量是非常大的，其最小限度是每立方米使用225kg的水泥，這種要求下建造的大壩雖然能夠滿足建造大壩的強度需求，然而卻經(jīng)常發(fā)生水壩裂縫，人們在后期逐漸減少了對水泥的規(guī)定量，接著又通過在混凝土當中混入大顆粒的石頭而實現(xiàn)減少對水泥使用，這種方式也能夠很好的吸收混凝土當中的熱量REF_Ref24464\r\h[3]。1.3開發(fā)新的混凝土施工工藝當前已經(jīng)投入使用的新型混凝土施工技術主要要下面幾種:即借助強力振搗儀器，合理的分縫分塊，借助聚合物去浸漬混凝土以及混凝土通倉縱縫澆筑法等。1.4降低混凝土的澆筑溫度當前使用比較廣泛的用于降低混凝土的澆筑溫度的途徑主要有下面幾種，首先是借助低溫走廊預冷混凝土去實現(xiàn)降低混凝土澆筑溫度的目的，其次就是在混凝土當中加入摻有冰的水去降低混凝土的澆筑溫度。1.5降低混凝土澆筑塊的溫度當前能夠達到降低混凝土澆筑塊溫度的方式有很多，其中使用的比較廣泛的是在混凝土當中提前埋入冷卻水管，通過循環(huán)冷卻水去帶走水化反應熱，進而降低大體積混凝土的溫度。1.6混凝土外保溫控制大體積混凝土內外溫差這種方式在實際運用當中運用的十分普遍，這主要是因為它使用起來比較方便，另外它也能夠很有效的實現(xiàn)目的，并且這種方式的經(jīng)濟投入也比較低，因此它更多的是被很多居民用于建筑房屋的建造當中。1.7對大體積混凝土的力學性能、熱力學性能等進行研究、評定大約在20世紀的50年代時期，“工業(yè)建筑溫度伸縮縫問題”是一個十分重要的問題，并且相關研究人員也針對該問題給出了一系列的應對方案，然而在實際建筑工程施工過程中我們發(fā)現(xiàn)仍然會有許多相關問題發(fā)生，比如部分建筑工程與規(guī)定嚴重不符，然而它后期并沒有發(fā)生裂縫現(xiàn)象，但是部分工程在規(guī)定時期內完成但是卻發(fā)生了嚴重的裂縫現(xiàn)象，所以相關研究人員就注意到了這個問題，并進行了一系列的研究，在研究的過程中主要著重分析了溫度應力，裂縫控制以及溫度控制等相關問題。實際工程當中，我國在研究混凝土溫度的時候通常都是借助經(jīng)驗公式去確定它中心位置的最高溫度Tmsx,它表明的溫度Tbt還有工程施工溫度應力σ。然而我們可以發(fā)現(xiàn)上述計算并沒有把溫度的連續(xù)性與外部氣溫的變動列入影響因素的范圍，并且所使用的溫降修正系數(shù)還是經(jīng)驗值，這就使得所得出的溫度變化情況與實際情況有一定的偏差，因此也就很難有效的體現(xiàn)出混凝土的實際應力場，所以根據(jù)上述計算方法得出的結論也就不能在實際施工過程中發(fā)揮作用REF_Ref24575\r\h[4]。即使到了現(xiàn)在，相關研究人員依舊在努力考慮多方面因素以求去計算出準確有效的結果。2大體積混凝土施工中的溫控措施2.1通過降低水泥水化熱，控制總溫升對于大體積混凝土的工程施工來說，之所以會出現(xiàn)溫度應力實際上是受混凝土的絕熱溫升特點決定的，因此我們可以通過調整絕熱溫升去實現(xiàn)降低內外溫度差的目的，主要可以從下面幾個方面入手。(1)降低施工過程中水泥的加入量，適當?shù)募右欢康姆勖夯摇?2)降低拌合水的比例，加入一定量的減水劑。(3)可以挑選那些水熱化不高的水泥，比如可以選擇礦渣水泥。(4)當處于偏高溫度的季節(jié)當中時，比如說夏季，這時就可以使用溫度比較低的拌合水，比較常用的是深井水。2.2通過其它措施，降低總溫升(1)在沒有進行混凝土澆筑的時候，事先埋鋼管，在混凝土澆筑定型以后，借助溫度較低的循環(huán)水去實現(xiàn)降低溫度的目的。(2)在進行混凝土澆筑的時候要采取分層澆筑的方式。(3)使用一定的保溫方法，延長混凝土表層溫度降低的，比較常用的方式主要有蓄水養(yǎng)護與覆蓋防水草簾被。3混凝土的配合比設計是否滿足混凝土的配合比合理科學，對于大體積混凝土工程質量起著重要的決定作用，在該問題上我們可以通過減少大體積混凝土的水化熱度來提高工程的質量。3.1水泥用量的確定經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)降低施工過程中水泥的加入比例可以有效降低混凝土水化熱。我們可以通過多次多組實驗來確定合適的水泥用量比。首先可以設計多組實驗，然后通過先研究施工打算使用的防裂方案與當前施工所具備的條件，去得出混凝土水泥水化熱絕熱能夠達到的最高溫差的度數(shù)，進一步計算可能會出現(xiàn)的最大溫度收縮應力是多少，假如該數(shù)值低于混凝土本身的抗拉強度，那么意為我們使用的防裂方案是有效的，可以降低裂縫的發(fā)生率，而假如高于混凝土的抗拉強度，那么能夠通過改變混凝土入模的溫度或者減少水化熱溫升值，以及增強其抗拉強度等方式去使應力滿足施工要求REF_Ref24634\r\h[5]。3.2摻合料可以通過多加粉煤灰，同時減少水泥的加入量，并且還可以提高混凝土的可塑性。3.3外加劑適當?shù)募尤胍恍秃闲偷呐蛎泟?，這樣可以實現(xiàn)補償收縮。3.4砂骨料可以先把砂經(jīng)過篩選范圍最低為2.5，最高為3的模，得到一些中砂，然后對規(guī)定直徑的砂的比例進行嚴格篩選，使其最終滿足所規(guī)定的配比。4混疑土的二次振搗4.1二次振搗的優(yōu)點由長期的經(jīng)驗我們可以發(fā)現(xiàn)，當完成一次澆筑之后，混凝土沒有發(fā)生凝結情況，這時可以再次進行振搗，通過這一舉措可以有效排出混凝土由于發(fā)生積水而在水平鋼筋下面以及粗集料下面產(chǎn)生的空間與水分，這樣也能夠增強混凝土和鋼筋兩者的緊密連接，進一步減少混凝土由于脫落發(fā)生裂縫的比率，可以有效降低混凝土內部發(fā)生小型裂縫的情況，提升混凝土的緊密度，并且還可以增強混凝土的抗裂能力。4.2二次振搗的時間及方法在二次振搗的時候也要按照要求進行，比如用于振搗的高震動棒插入時要保持垂直，并且要快速插入，在拔出的時候則要適當?shù)穆恍?，對于插的位置也要保證有一定的規(guī)律性，并且要注意振動該層水泥的時候，注意在下一層水泥沒有發(fā)生初凝的時候，并且還要注意必須插入下一層50mm，這樣能夠有效去除兩層之間的連接縫隙，另外還要控制好震動器振動所持續(xù)的時間，這主要是觀察混凝土上表面是否已經(jīng)水平且有水泥漿出來，并且不再有氣泡產(chǎn)生，而假如沒有控制好振搗時間，如果時間持續(xù)太長，那么很可能會發(fā)生離析情況REF_Ref24693\r\h[6]。5混凝土的澆筑與養(yǎng)護5.1泌水現(xiàn)象的處理當對大體積混凝土進行澆筑的時候，經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土表層泌水的情況，因此為了提高混凝土澆筑的品質，相關研究人員必須要研究能夠有效去除混凝土表層的泌水。由于泵送的混凝土的水灰比相對來說非常大，因此泌水發(fā)生的情況也比較多，假如沒有有效去除這些泌水，那么對混凝土工程的質量會產(chǎn)生嚴重的影響。5.2保溫養(yǎng)護措施的要求以及需要注意的問題5.2.1保溫養(yǎng)護方法對大體積混凝土開展保溫養(yǎng)護工作實際上就是在降低混凝土澆筑塊內部與表層之間的溫差的基礎上，使得混凝土塊體對應的溫度應力滿足規(guī)定值。借助養(yǎng)護方法能夠減慢混凝土澆筑塊的降溫速度，而且還可以依據(jù)混凝土本身具有一定的抗拉強度這一特點提升混凝土塊的抗裂能力REF_Ref24788\r\h[7]。相關工程人員在施工過程中一定要嚴格遵守規(guī)定，保證施工在合格的防風和適度的條件下進行，這樣在后期混凝土工程才能夠得到更好的養(yǎng)護。5.2.2措施和要求在對大體積混凝土開展保溫養(yǎng)護工作的過程中需要根據(jù)要求的時間進行，既不可以超過規(guī)定時間，也不能用時太短，一般最低是需要超過十五天。除了要考慮保溫時間的控制，另外還必須要注意溫度應力。施工必須要保證混凝土澆筑塊體里面與表層的溫度差值與降低的度數(shù)滿足溫控指標的規(guī)定數(shù)值，只有這樣才可以開展保溫養(yǎng)護工作，另外還必須明白在進行保溫養(yǎng)護工作的時候混凝土表明是比較濕潤的REF_Ref24850\r\h[8]。當混凝土澆筑工作完成之后，要在規(guī)定時間內根據(jù)溫控要求去采取保溫養(yǎng)護措施，該項工作必須要滿足下面幾點規(guī)定:首先是所采取的保溫養(yǎng)護工程要可以讓混凝土澆筑塊體里面以及表面溫度還有降溫的速度與規(guī)定相符；另外就是采取保溫養(yǎng)護工作的時長必須要依據(jù)溫度應力來計算得到，最低時長不能低于十五天；采取保溫養(yǎng)護工作的時候必須要使混凝土的表層濕潤REF_Ref25085\r\h[9]。6混凝土的溫度監(jiān)測6.1混凝土的溫度監(jiān)測管理對于混凝土的溫度監(jiān)測主要包括下面幾個階段，首先是對混凝土最初的溫度進行監(jiān)測，其次是混凝土的入模溫度以及混凝土內部溫度，由于在時候混凝土技術進行工程建造有具體明確的規(guī)定，因此就必須要對上述每個階段的混凝土進行溫度監(jiān)測，另外為了確定對混凝土所采取的溫控方式有沒有發(fā)揮一定的作用，也必須要做好溫度監(jiān)測工作REF_Ref25134\r\h[10]。該項工作的主要步驟就是在混凝土當中加入一些可以測量其溫度的儀器，并能夠把所測量的溫度實時的反應給相關負責人員用于其參考。6.2混凝土的溫度監(jiān)測方法監(jiān)測混凝土溫度一般需要做到下面的要求，首先就是在澆筑混凝土的時候要四個小時測量一下原材料的溫度，而對于入模溫度是兩個小時測一次，并且要求入模溫度要低于十六攝氏度。在測量混凝土內部溫度的時候，一般是先根據(jù)其特點去對設置測溫位置，并在每個位置安放測溫儀器用于記錄混凝土內部的溫度變化情況。6.3混凝土的溫度監(jiān)測的控制措施假如混凝土的特點是體積較大但是表面積相對較小的情況，此時比較合適的方式是在其里面事先埋入管道，這樣可以在管道內通入水來降低混凝土里面的溫度；當夏天溫度比較高的時候，可以使用摻有冰的水或者是溫度較低的水摻入混凝土當中，這樣可以使得混凝土在入模的時候溫度滿足要求；當冬天溫度比較低的時候，可以借助土工布棉被以及保溫板去蓋在混凝土上面，這樣可以降低溫度的散發(fā)，保證混凝土的溫度不至于過低REF_Ref25402\r\h[11]；假如使用的是磚胎膜，可以在沒有澆筑混凝土的時候，在胎膜背面加入一些素土，這樣也可以起到有效的保溫作用。7后澆帶的留置與處理7.1后澆帶的留置優(yōu)點在施工過程中，要科學的進行分縫分塊，這樣既能夠降低約束效應，還能夠借助澆筑塊的表層去更好的散發(fā)熱量，進而使混凝土內部的溫度有效的降低。7.2后澆帶的留置要求與處埋方法假如對后澆帶沒有明確的施工要求時，我們通常在施工的過程中保證其間距不高于30m，也不低于20m，其縫寬一般為1m，大約在后澆帶完工之后4天以后進行封閉工作，假如施工季節(jié)為溫度較低的冬天，該時間可以延后一點。在進行封閉工作之前，要做好鑿毛工作，還要把鋼筋按規(guī)定連接完成，然后通過補償收縮混凝土對縫進行灌注REF_Ref25454\r\h[12]。8大體積混凝土的冬期施工對于工業(yè)以及民用建筑來說，混凝土工程一般是為了使混凝土不被凍壞。然而對于大體積混凝土來說，是有很大區(qū)別的，因為它不僅要保證混凝土不被凍壞，還要做好溫差處理工作，以解決裂縫問題的出現(xiàn)，并且這兩方面的工作經(jīng)常還會出現(xiàn)顧此失彼的情況。因此相關研究人員就必須要深入研究，以更好的協(xié)調防凍與防裂兩者之間的關系REF_Ref25513\r\h[13]。對于大體積混凝土來說在溫度較低的冬天進行施工，要想不出現(xiàn)被凍壞或者發(fā)生裂縫現(xiàn)象，通常情況下混凝土必須要有足夠高的澆筑溫度。然而受外部氣候溫度較低的影響，使得基礎溫度與混凝土內部和表層的溫差更大，并且時常會高于規(guī)定溫差值，這也使得混凝土防裂工作不能有效進行。8.1混凝土出機溫度與澆筑溫度的選擇要想使早期混凝土不受凍，可以通過提升澆筑溫度來實現(xiàn)，一般混凝土的入模溫度不能低于5攝氏度，入模最高溫度目前還沒有明確規(guī)定。由于大體積混凝土工程在施工的過程中不僅要考慮防凍問題，還要注重防裂問題，因為大體積混凝土的特點就是體積較大，在澆筑完成之后即使其表層的溫度稍低，然而受水化熱的影響其內部溫度得到了明顯的增高。然而我們要注意降低內外溫差以及基礎溫差，所以澆筑溫度最好不能高于10攝氏度REF_Ref25562\r\h[14]。通過上面的分析我們可以得到，對于大體積混凝土來說，其澆筑溫度通常要不低于10攝氏度但不低于5攝氏度。假如處于溫度比較低的環(huán)境，為了不使大體積混凝土受到凍損，需要采取一定的保溫方式，這時還要注意不能因為防凍就盲目的提升澆筑的濕度，因為這樣很可能會出現(xiàn)裂縫。而計算混凝土的出機溫度的時候也要考慮全面，綜合分析所處環(huán)境的溫度特點，澆筑溫度等，通?；炷恋某鰴C溫度不高于15攝氏度，不低于10攝氏度。8.2基礎及冷壁的預熱開展?jié)仓ぷ鲿r，要事先除去舊混凝土，預埋鐵件以及預制混凝土模板等表層的雪或者霜凍等，此過程可以采用蒸汽法，這樣可以提升其表層的溫度REF_Ref25624\r\h[15]。假如冷壁或者基巖的溫度沒滿足要求，還必須事先做好預熱工作。假如沒有做好預熱工作，那么在澆筑混凝土結束之后，與壁面接觸的混凝土溫度會快速降低到零下。8.3原材料加熱在環(huán)境溫度高于零下一攝氏度時，通常只把拌合水加熱到規(guī)定溫度就可以了。一般規(guī)定其的溫度不能高于60攝氏度，這樣可以防止水泥出現(xiàn)假凝結的情況。假如環(huán)境溫度低于零下一度，這時就要把水和細骨料進行加熱，另外還要加熱粗骨料，以融化粗骨料里面的冰雪。在加熱砂石料的時候溫度要控制事宜，同時也不能太干，一般溫度不能高于75攝氏度。8.4運輸中的溫度在運輸過程中其散發(fā)的溫度和運輸所使用的工具有很大的關系。假如通過大型的運輸罐去運輸，那么通常不會損失過多的熱量，而假如使用卡車，那么可以通過覆蓋保溫層等方式去防止熱量的散失。而假如通過皮帶輸送機去運輸，就需要通過封閉的帳篷去減少熱量的散失，除了上面所說的，還可以通過減少運輸當中的倒轉來降低熱量的散失REF_Ref25669\r\h[16]。9結束語大體積混凝土的工程建設是一個非常復雜的過程，其中有許多需要引起注意的地方，在施工的過程中要有專業(yè)的技術作為前提，另外還要有科學的原理作為參考，并且施工過程及程序還要嚴格按照標準要求進行?；炷恋臐仓且粋€非常重要的環(huán)節(jié)，該過程當中的監(jiān)測和養(yǎng)護工作必須要做好，另外混凝土配合比所使用的原料也必須要有明確的規(guī)定，這樣施工也能夠更加符合科學，經(jīng)濟效益也才能夠得到明顯提高。致謝語畢業(yè)論文進入到了最后時刻，這也就意味著我參加中國農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)絡教育學習進入到了最后的階段，在這兩年多的網(wǎng)絡教育學習中使我增添了許多的知識，同時又結識了許多新朋友新同學。通過網(wǎng)絡教育學習使我的學歷得到了提升讓我在工作中更加的自信了。在這里我要首先感謝我的愛人是他一直在背后支持鼓勵我的學習，感謝我的兒子在我學習中遇到困難的時候對我的鼓勵和給予的幫助，使我的工作生活學習又增添了一份色彩，特別感謝網(wǎng)校的指導老師對我在平時學習