混凝土裂縫控制方法土木工程專業(yè)

1、 摘 要因為大體積的混凝土工程面積大且需要的水泥量大，所以在澆筑水泥后有大量的熱量釋放出來導致混凝土的溫度升高。 并且，混凝土的導熱性差而且相對于內(nèi)部散熱來說較小。 因而，導致不易散發(fā)混凝土中水化熱的積攢而且外部散熱會更快。 由于溫度明顯的不一致導致不難產(chǎn)生應(yīng)力，因此會導致不難發(fā)生溫度裂縫。本文詳細的講述了大體積混凝土的開裂是因為什么，不但從相關(guān)的資料，設(shè)計和施工等不同的幾個方面提出了管控措施，還增添了實例進行講解。關(guān)鍵詞：大體積混凝土施工；裂縫；溫度應(yīng)力；測溫AbstractDue to the large area of the concrete project and the large

2、 amount of cement used. Therefore, the poured cement releases a lot of heat to raise the temperature of the concrete.Moreover, concrete has poor thermal conductivity and less heat dissipation relative to internal heat dissipation. As a result, the heat of hydration of concrete is less likely to disp

3、erse, and heat is dissipated from the outside faster.Since the temperature distribution is uneven and stress is easily generated,temperature cracks have occurred. This article will specifically introduce the cracking mechanism of mass concrete, and propose the cracking mechanism from the perspective

4、 of data, design, construction and other management methods, and give examples to illustrate. Key words: mass concrete construction; Fracture; Temperature stress; Temperature measurement 目 錄3摘 要3Abstract4一.前言6二.裂縫形成分析7三.裂縫控制方法7(一)材料控制7(二)設(shè)計控制8(三)施工控制8四.混凝土裂縫控制設(shè)計9結(jié) 論15參 考 文 獻16致 謝18一.前言近年來隨著全國各地的項目規(guī)模

5、日益發(fā)展擴展，結(jié)構(gòu)設(shè)計的模式也越來越繁瑣復雜。民用建筑和工業(yè)建筑關(guān)于大體積混凝土的需要也在增加。由于混凝土這種物質(zhì)具有體積大、表面系數(shù)小、內(nèi)部溫升快以及集中釋放熱量等一些特殊的性質(zhì)，所以在這種情況，當混凝土的內(nèi)部和外部溫度明顯不同時，混凝土表現(xiàn)出熱裂狀態(tài)，這會影響建筑物結(jié)構(gòu)的安全性和建筑物的使用。因此，我們必須進行根本性的分析，以確保建筑的質(zhì)量和安全。二.裂縫形成分析大體積混凝土一般來說是指是指實心最小橫截面沒有超過1m的此類混凝土構(gòu)件。大體積混凝土具有外表面系數(shù)不大的性質(zhì)，集中釋放水泥的熱量以及混凝土的內(nèi)部溫升也非常快。所以當混凝土的內(nèi)部和外部溫度明顯相差很多，混凝土在內(nèi)外溫度不同的情況下就

6、會發(fā)生形狀的改變，這樣會對建筑物的常規(guī)運轉(zhuǎn)和結(jié)構(gòu)安全造成影響?；炷两Y(jié)構(gòu)裂縫能夠以下數(shù)種不一樣的類型進行分類：由于干燥收縮，彎曲剪切力和其他外部載荷引起的裂縫，溫度裂縫引起的裂縫以及混凝土本身的收縮造成的裂縫。因為水泥使用量大而且大體積混凝土結(jié)構(gòu)截面不小，澆筑后，水泥將釋放非常多的熱量以提高混凝土的溫度。 由于混凝土體積不小且導熱系數(shù)不怎么好，散熱少，導致混凝土水化內(nèi)部的水化熱較難下降溫度而外部的冷卻速度相比較要快。按照熱脹冷縮這個原理，結(jié)構(gòu)自身的束縛是因為建筑體積的溫度和應(yīng)力兩個因素發(fā)生改變導致的。在受拉應(yīng)力比混凝土抗拉強度大的這種情況就會一種情況：裂開縫隙。因此，有必要從兩個不同的方面對大

7、體積混凝土的開裂進行控制。 首先，提高我國混凝土的抗拉強度，讓強度變得很大，至于針對企業(yè)多種不同影響因素所造成的裂縫，就需要進行讓它變小，其次把溫度應(yīng)力控制在足夠小的情況，讓它始終比混凝土的拉力小。3. 裂縫控制方法4. 為了避免混凝土裂縫的發(fā)生，有必要控制材料，設(shè)計和施工。(一) 材料控制1)外加劑與摻合料:目的減少產(chǎn)生水化熱需要向混凝土中添加0.25%的減水劑這樣做能夠減少10%的水使用，添加帶有粉煤灰的混凝土不僅僅是可以替代一般的水泥，還能夠大大提升混凝土的泵送能力以及易性，使得減少產(chǎn)生水化熱。在混凝土上添加膨松劑可以在硬化階段增加混凝土的體積，并在硬化階段部分或全部補償冷收縮和干燥收縮

8、，從而減少混凝土中的裂開的縫隙。（2）水：水源影響大體積混凝土，主要影響混合物的溫度控制。應(yīng)根據(jù)需要添加冰水以降低進入模板的混凝土的溫度。（3）水泥：最好選擇水化熱低的水泥，最好減少水泥用量。水泥池在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的熱量得以分散，因為水泥在水化階段會釋放出一些熱量，并且與大體積混凝土結(jié)構(gòu)的較厚橫截面和較低的表面系數(shù)相比較。在這種情況下，混凝土的水化熱不能立即釋放，累積的進行，內(nèi)部和外部之間的溫差變大?；炷撩繂挝粫r間釋放的水化熱與混凝土單位體積中水泥的量和類型有很大的關(guān)系，并且隨著混凝土逐漸貶值而逐漸增加。由于混凝土結(jié)構(gòu)的表面本身會自然散熱，因此普通混凝土的最高溫度通常在注入后約3-7天就會開始出

9、現(xiàn)。(4)碎石級配:碎石級配一方面能夠減少水泥的使用，另一方面確保了優(yōu)良的使用性，大體積混凝土需要使用連續(xù)級配。(5)粗、細集料:在允許鋼筋間距和泵車輸送管道允許的條件下，嘗試使用大顆粒的集料。 通常，一平方米混凝土中的粗砂耗水量大概會少比細砂耗水量少2025Kg。 因此，水泥用量也與之相對的減少2835Kg，從而減少混凝土的干縮。 在條件允許的理想情況下，應(yīng)使用大體積碎石混凝土作為最基礎(chǔ)的用料。(二) 設(shè)計控制（1）合理使用鋼筋：適當布置和分配鋼筋，并盡可能選擇小直徑和密集的間距。 整個截面的增強率需要在0.3-0.5之內(nèi)，并且至少需要0.3。（2）設(shè)置滑動層：由于基礎(chǔ)不僅受基礎(chǔ)約束，還受樁

10、基礎(chǔ)約束，因此在基礎(chǔ)的底面上設(shè)置了一層滑動層，以減少約束，從而減少了約束 抑制混凝土內(nèi)部的應(yīng)力。 (3) 選擇合適的混凝土:禁止選用高強混凝土，中低強度混凝土是最好的選擇。(4) 平面標高設(shè)計要求合理:最好選擇合理的平面標高設(shè)計，為了讓防止截面突然變化，目的是為了減小約束應(yīng)力。(三) 施工控制（1）混凝土供應(yīng)：目的是使混凝土澆筑順利進行?；炷馏w積計算用于確定混凝土泵平臺的數(shù)量和攪拌站的生產(chǎn)率。在澆筑之前，攪拌站需要足夠的原材料，尤其是水泥。當同時準備2-3個攪拌站以準備原料時，需要確保制造商相同，批次相同并且水泥混凝土的比例應(yīng)相同。（2）混凝土運輸：目的是防止混凝土運輸影響混凝土的放置。在準

11、備之前，必須計劃汽車的行駛路線，特別是在大中型城市，以避免交通擁堵，交通管制和其他因素，這些因素必須事先加以控制。（3）混凝土澆筑：一般有三種常見的混凝土澆筑方法。第二類：分層坡進。第三類：分層交錯推進。根據(jù)混凝土澆筑量，組分組成形式和混凝土澆筑的三種類型開始確定。分層澆筑可以增加散熱面積，確保施工質(zhì)量。（4）混凝土振動：兩種振動方法：快速插入和緩慢拉動，以及分層振動。振動上層時，請在下層混凝土中插入約5厘米，以消除兩層之間的接縫。通過第二次振動，混凝土變得更致密，這可以使混凝土的抗拉能力更強。（5）降低混凝土壓力：在混凝土開始固化之前，先將其磨平以使其表面變粗糙并使表面變粗糙。在拉動時，必須

12、確保線條均勻且筆直。在條件允許的情況下，最好的方法是用滾子將其滾動數(shù)次，并用木蟹將其壓實，以關(guān)閉收縮裂縫。（6）混泥土維護：混凝土澆筑后需要及時修補和保護，采用減小混凝土內(nèi)外溫差，減慢冷卻速度的方法，以減少自殘。限制砌塊的應(yīng)力，提高混凝土的抗拉強度，從而使其承受外部約束和抗裂的應(yīng)力。（7）混凝土監(jiān)控：不澆混凝土時，需要在其內(nèi)部設(shè)置傳感器或測溫孔，目的是直接顯示內(nèi)外溫度，以利于內(nèi)外溫度的差異。外界溫度控制在25范圍內(nèi)。（8）混凝土內(nèi)部冷卻：在混凝土內(nèi)部鋪設(shè)循環(huán)冷卻水管，以降低混凝土內(nèi)部溫度。（9）混凝土的蓄熱和養(yǎng)護：澆筑混凝土后，必須用稻草遮蔭或用水進行蓄熱，以免引起混凝土表面溫度過快散發(fā)，引起

13、溫度裂縫，并進行控制。內(nèi)部和外部之間的溫度在25C內(nèi)部。（10）澆筑溫度：夏季不能澆筑大體積混凝土。這是為了減小溫度差，從而減小溫度應(yīng)力。四.混凝土裂縫控制設(shè)計(一) 工程概況設(shè)該工程總建筑面積26543，地下四層，四周均為城市道路?；A(chǔ)部分的厚度不超過2000mm，獨立基礎(chǔ)部分的厚度不超過1200mm。 C40S8防水混凝土用于混凝土。底板分為四個結(jié)構(gòu)部分。最大混凝土體積為1500平方米。大型混凝土項目都是商業(yè)混凝土。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和混凝土用量的分布，結(jié)合掛車的輸送能力，一般在掛車和汽車泵的配合下完成澆筑。泵管在頂部用架子管加固，并在塔式起重機上調(diào)平。由于施工場地不大，施工現(xiàn)場的混凝土罐車不能

14、錯開，停滯時間很長。因此，在混凝土澆筑施工中，需要安排合理的布置，并應(yīng)安排指定人員引導車輛進出，以確保混凝土澆筑不間斷。從建筑原料，配合比，水灰比，可加工性，坍落度，運輸，澆筑，振動，固化到商業(yè)混凝土的施工接縫等步驟，均按施工標準的嚴格規(guī)范來進行要求操作，以確保混凝土的施工質(zhì)量。在混凝土施工過程中，采用散熱，保溫和溫度監(jiān)測等方法控制混凝土的加熱和冷卻速度，以防止底板出現(xiàn)溫度裂縫和強烈的溫度應(yīng)力這種不好的情況。 根據(jù)施工過程和進度安排，混凝土澆筑應(yīng)盡可能不打擾人民。在方便的施工和良好的交通條件允許下，相關(guān)行業(yè)的領(lǐng)導和施工人員都應(yīng)及時跟進工作，與各方共同協(xié)調(diào)工作。(二) 控制手段1. 混凝土原材料

15、預控2. 在選擇混凝土原料水泥時，需要各種證書，例如產(chǎn)品認證證書，工廠檢查報告，重新檢查報告以及混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準 GB50204-的所有要求。 .需要2002。用于地板混凝土的水泥強度等級應(yīng)至少為42.5 MPa。同時，由于對耐用性的設(shè)計要求，基底部的最小水泥含量必須大于275 Kg / m3的最大水水泥。該比例不應(yīng)超過0.55，最大氯離子含量不應(yīng)超過0.2，最大堿含量不應(yīng)超過3.0 Kg / m3。使用了高質(zhì)量的普通波特蘭水泥（P.O42.5），其質(zhì)量必須符合當前的國家標準“普通波特蘭水泥”（GB175）。3. 與混凝土混合的粉煤灰等級至少高于2級，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標準“

16、水泥和混凝土中使用的粉煤灰” GB1596-2005的相關(guān)規(guī)定。混合物的含量需要通過實驗確定，并且該含量優(yōu)選小于20。4. 建議使用具有高抗壓強度的粗骨料。粒徑范圍為5至40毫米，最大粒徑應(yīng)為泵送過程中輸送管直徑的1/4。對于所有要求，根據(jù)當前國家標準“普通混凝土”，“碎石或小卵石的質(zhì)量標準和檢驗方法”（JGJ53），石頭的泥漿含量不得超過1。5. 最好使用中型粗砂，其他要求必須滿足當前國家標準“普通混凝土砂的質(zhì)量標準和檢驗方法”（JGJ52）的標準。6. 最好將混凝土與飲用水混合，以符合當前國家標準“混凝土攪拌水”（JGJ63）的要求。7. 延遲復合高性能減水劑的添加延長了水化熱的釋放時間，

17、減少了水泥的用量，降低了混凝土的峰值溫度，減緩了峰值的出現(xiàn)。8. 同時，需要添加經(jīng)UEA建設(shè)部批準的混凝土膨松劑。同時，制造商需要提供技術(shù)質(zhì)量保證。添加劑的劑量也需要由設(shè)計單位和制造商的技術(shù)人員協(xié)商確定。 ，并且應(yīng)親自指導制造商的技術(shù)人員。建造。9. 大體積混凝土裂縫預控計算為了使目標溫度保持在可控范圍內(nèi)，有必要計算大體積混凝土的溫度。 建筑溫度的計算方法如下：混凝土攪拌比（攪拌站提供的28天混凝土強度等級滿足圖紙要求C40S8）：水泥：293Kg / m3；沙土：728Kg / m3；石材：1027Kg / m3；水：175Kg / m3；添加劑高效膨松劑：13.1Kg / m3；膨松劑：2

18、6Kg / m3；粉煤灰：50Kg / m3高爐礦渣粉：50Kg / m3溫度：18C混凝土入口溫度：20C由于地下第二部分的澆筑面積最大，混凝土用量最大，因此在第二部分中進行計算：初始維護方法：在下面鋪一層塑料布并進行絕緣頂部還有一個兩層的草編袋用于維護。(1）最大絕熱溫升：Th=mcQ/c（1-e-mt）=47.2(2）混凝土中心計算溫度：T1(t) =Tj+Th（t）=50.7(3）混凝土表面溫度:T2(t) =Tq+4h(H-h)T1(t) -Tq/H2=42.4（4）混凝土的平均溫度：Tm（t）=（T1（t）+ T2（t）/ 2 = 46.5。通過計算混凝土表面溫度與中心溫度之差：5

19、0.7-42.4 = 8.3，該標準由所需代碼指定。（5）應(yīng)力：= E（t）TS（t）R /1-= 1.497N / mm2 89.28m3；因此，選擇兩臺HBT80混凝土泵即可滿足施工要求。同時，為了避免發(fā)生事故，有必要在現(xiàn)場安裝備用的HBT80混凝土泵或汽車泵。計算所需的混凝土運輸車輛的數(shù)量：N1 = Q1 /（60V1）（60L1 / S0 + T1）= 15.8單位;因此，至少需要32輛運輸卡車來澆筑這部分混凝土，以確?；炷恋墓?yīng)。澆筑和振搗要求：在每個流段連續(xù)澆筑混凝土，必要時應(yīng)盡可能縮短。上部混凝土要求在初始凝固下部混凝土之前先澆注混凝土。澆筑混凝土時，目的是避免混凝土分離。從料

20、斗和泵管中排出混凝土時，其自由澆筑高度應(yīng)小于2m。當超過時，需要使用串聯(lián)缸或溜槽從排出口掉下。澆筑層之間的自由傾角高度不能大于1.5m，澆筑混凝土時不能與模板直接碰撞。澆筑混凝土時，需要指定人員觀察模板，并注意模板，托架，鋼筋，預埋件，預留孔和鋼保護層的狀況。當發(fā)生變形和位移時，應(yīng)立即終止?jié)仓?，并?yīng)在初始凝固之前對澆筑的混凝土進行修補和完善。選擇30或50個插入式振動器時，應(yīng)將它們快速插入并緩慢拉出。插入點呈梅花狀分布，應(yīng)按順序進行，不能忘記。移動距離應(yīng)小于振動棒作用半徑的1.5倍。振動時，混凝土表面應(yīng)有漂浮的泥漿，不得有氣泡或下沉。使用快速插入和緩慢拉動分層振動的振動方法。振動上層時，插入5

21、厘米的下一層混凝土，以使兩層之間的接縫消失?；炷翝仓捎脻{液分層分段澆筑的方法，使底板的一側(cè)振動，并逐步向前推進。臺階的長度應(yīng)小于5000mm，分層推鑄件的厚度應(yīng)在400mm至500mm之間，并且應(yīng)同時振動和壓實。首先從水槽底部倒水，比水槽模板下方的開口高50-100mm，然后倒入平板。泵送的混凝土流會自動生成一個坡度，該坡度需要在1：5左右。當坑底的混凝土尚未開始凝固時，將其倒在坑的側(cè)面。在澆注坑側(cè)面時，應(yīng)將物料均勻地布置在坑側(cè)面附近，以防止混凝土一側(cè)的擠壓改變模板或鋼筋在坑側(cè)面上的位置?；炷恋某跏寄虝r間應(yīng)超過8h（已在商業(yè)混凝土供應(yīng)合同中確定），并且在下部混凝土尚未開始凝固時，需要在

22、1h內(nèi)澆筑上部混凝土?；炷翝仓姆较蜃裱冉ㄔ焐畹装迦缓蠼ㄔ鞙\基礎(chǔ)的方法?；炷翝仓^程中會產(chǎn)生滲出，使混凝土表面的水泥砂漿層容易過厚，導致混凝土各部位強度不一致，導致收縮裂縫。在澆筑階段需要進行準時處理。在施工過程中，滲水會從鋼筋與澆筑后區(qū)域的模板之間的縫隙流到澆筑后區(qū)域的區(qū)域。出血水應(yīng)沿澆筑后的傳送帶排入收集井，并需要將其排出?？痈浇姆浪畬П诘幕炷列枰霉ぞ哏P入模板，并且泵管不能直接排到外面。泵車的進給速度需要根據(jù)建筑工作表面所需的速度進行更改。另外，必須控制澆筑混凝土的溫度以盡可能降低最大溫升。每個泵至少需要2個振動器。輸送到基坑的混凝土需要及時振動和壓實，并且禁止泄漏或過度振動。

23、混凝土澆筑高度的控制采用拉線的方法。墊子表面用4米長的刮刀壓平，并用木制的刮刀壓平。當混凝土尚未開始凝固時，應(yīng)大力刷洗表面層，并且紋理應(yīng)均勻且筆直。10.溫度測試：避免大體積混凝土裂縫的重要方法是減小溫度梯度和濕度梯度，注意溫度的測量和維護，加強溫度的測量，溫度的監(jiān)測和管理，采用基于信息的控制，并時刻注意變化對混凝土中的溫度進行控制。 ，內(nèi)外溫差控制在25范圍內(nèi)，并及時改變保溫和養(yǎng)護方法，以免混凝土過多結(jié) 論改善大體積混凝土施工質(zhì)量的準備工作主要從設(shè)計，原材料，混合，運輸，澆筑，振動，固化和溫度測量階段的控制開始。 為了弄清混凝土的比重，有必要計算熱功率。 預先澆筑，計劃是適當?shù)?，完成控制澆?/p>

24、裂縫的計算，厚度的計算和保溫材料的選擇對混凝土結(jié)果的質(zhì)量具有實際意義，因此必須時刻加以注意。 因此，大體積混凝土的施工質(zhì)量取決于施工計劃的成敗。受施工階段多個方面都會影響施工質(zhì)量，全部階段的工作需要員工們仔細研討研究和積極主動的配合，結(jié)合影響質(zhì)量的原因，做到先前準備，事中控制和事后解決。 需要控制舉措，加強前期控制以提升管理人員的綜合素質(zhì)來適應(yīng)不斷變化的建筑市場。參 考 文 獻1.王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.2.建筑施工手冊(第四版)M.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.3.劉秉京.混凝土技術(shù)M.北京：人民交通出版社，2004.4.朱伯芳.大體積混凝土的溫

25、度應(yīng)力與溫度控制M.北京：中國電力出版社，19991江昔平. 大體積混凝土溫度裂縫控制機理與應(yīng)用方法研究D.西安建筑科技大學,2013.2齊亞麗. 大體積混凝土溫度裂縫控制研究D.吉林建筑大學,2018.3劉琦. 高層建筑大體積混凝土溫度裂縫控制研究D.安徽理工大學,2018.4劉洋. 大體積混凝土溫度裂縫控制機理及有限元仿真分析D.安徽理工大學,2014.5劉杏紅,周創(chuàng)兵,常曉林,周偉. 考慮非線性徐變的混凝土溫度裂縫擴展過程模擬J. 巖土力學,2010,31(06):1995-2000+2005.6劉杏紅,周創(chuàng)兵,常曉林,周偉. 大體積混凝土溫度裂縫擴展過程模擬J. 巖土力學,2010,3

26、1(08):2666-2670+2676.7王天驕. 大體積混凝土溫度裂縫控制的研究D.吉林大學,2019.8周峰. 基于某明挖法湖底隧道工程的大體積混凝土溫度裂縫研究D.南昌大學,2015.9吳建輝,周雙喜. 基于COMSOL有限元模擬大體積混凝土溫度裂縫研究J. 珠江水運,2018(24):80-82.10吳峰. 混凝土溫度裂縫仿真系統(tǒng)研究D.河海大學,2005.11胡碩. 大體積混凝土溫度裂縫控制D.西安建筑科技大學,2005.12曹萬林,劉文超,葉天翔,閆慧清,賈旺. 循環(huán)水控制厚大基礎(chǔ)混凝土溫度裂縫試驗研究J. 自然災(zāi)害學報,2016,25(01):97-102.13劉喚. 大體積混

27、凝土溫度裂縫的仿真分析及其控制D.河北工程大學,2013.14江昔平,王社良,段述信,孫燁. 超大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生機理分析與抗裂控制新對策J. 混凝土,2007(12):98-102.15蔡潤梁. 大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)研究與實踐D.武漢理工大學,2003.16Chen Yongping. American Dream: The Concrete Embodiment of Symbolism in The Great GatsbyA. Institute of Management Science and Industrial Engineering.Proceedings of

28、 2019 5th International Conference on Education Technology,Management and Humanities Science(ETMHS 2019)C.Institute of Management Science and Industrial Engineering:,2019:4.17HONG Yuan. Application of AASHTO Concrete Pavement Structure Design Method in Power Plant Plot Plan DesignA. Construction Industry Committee, China-Asia Economic Development Association、Institute of Engineering Management, Beijing University of Civil Engineering and Architecture、Intelligent Construction and Automation of Construction Engineerin