大體積混凝土

1、 第一節(jié) 大體積混凝土第九章 特種混凝土工程技術(shù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容一一. .大體積混凝土的定義二二. .大體積混凝土的特點三三. .大體積混凝土的裂縫四四. . 控制裂縫開展的基本方法控制裂縫開展的基本方法五五. .大體積混凝土裂縫控制工程措施大體積混凝土裂縫控制工程措施六六. .工程實例一.大體積混凝土的定義大體積混凝土的定義l美國混凝土協(xié)會（ACI）規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大的限度減少開裂?！眑日本建筑協(xié)會標準（JASS5）中規(guī)定 ：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差

2、，預(yù)計超過25的混凝土，稱之為大體積混凝土?！眑 我國建設(shè)部在行業(yè)標準普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ55-2000）中給予大體積混凝土定義：混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小尺寸等于或大于1m，或預(yù)計會因水泥 水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土。l目前，較新的觀點指出：所謂大體積混凝土，是指其結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)技術(shù)措施、妥善處理內(nèi)外溫度差值、合理解決溫度應(yīng)力、并按裂縫開展控制的混凝土。l 水利工程的混凝土大壩、高層建筑的深基礎(chǔ)底板、反應(yīng)堆體、其他重力底座結(jié)構(gòu)物等，這些都是大體積混凝土。二.大體積混凝土的特點大體積混凝土的特點l大體積混凝土的最主要特點是以大區(qū)段為單位進行澆筑施工，每個

3、施工區(qū)段的體積比較厚大。l外荷載引起裂縫的可能性很小，但水泥的水化反應(yīng)過程中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化與砼收縮的共同作用，會產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，是大體積砼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。三、三、大體積混凝土的裂縫 大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果。部矛盾發(fā)展的結(jié)果。一方面是混凝土由于一方面是混凝土由于內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變；另一方面是另一方面是結(jié)構(gòu)物的外約束結(jié)構(gòu)物的外約束和和混凝土各質(zhì)點的混凝土各質(zhì)點的約束約束阻止了這種應(yīng)變，一旦溫度應(yīng)力超過混凝土能阻止了這種應(yīng)變，一旦溫度應(yīng)力超過混凝土能承受的極限抗拉

4、強度，就會產(chǎn)生不同程度的裂縫。承受的極限抗拉強度，就會產(chǎn)生不同程度的裂縫。 總結(jié)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的工程實例，產(chǎn)生總結(jié)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的工程實例，產(chǎn)生裂縫的主要原因如下：裂縫的主要原因如下： 1. 1. 水泥水化熱的影響水泥水化熱的影響 水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，這是大體水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，這是大體積混凝土內(nèi)部溫升的主要熱量來源，試驗證明每克積混凝土內(nèi)部溫升的主要熱量來源，試驗證明每克普通水泥放出的熱量可達普通水泥放出的熱量可達500J500J。由于大體積混凝土截面的由于大體積混凝土截面的厚度大，水化熱厚度大，水化熱聚集聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)不易散發(fā)，會引起混

5、凝土，會引起混凝土內(nèi)部急驟升溫內(nèi)部急驟升溫。水泥水化熱引起的絕熱溫升，與混凝土厚度、單位水泥水化熱引起的絕熱溫升，與混凝土厚度、單位體積水泥用量和水泥品種有關(guān)，混凝土厚度愈大，體積水泥用量和水泥品種有關(guān)，混凝土厚度愈大，水泥用量愈多，水泥早期強度愈高，混凝土內(nèi)部的水泥用量愈多，水泥早期強度愈高，混凝土內(nèi)部的溫升愈快。溫升愈快。 大體積混凝土測溫試驗研究表明：水泥水化熱大體積混凝土測溫試驗研究表明：水泥水化熱在在13d13d放出的熱量最多放出的熱量最多，大約占總熱量的，大約占總熱量的5050左右左右；混凝土澆筑后的混凝土澆筑后的35d35d內(nèi)，混凝土內(nèi)部的溫度最高。內(nèi)，混凝土內(nèi)部的溫度最高。 某

6、大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線某大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線 1 1溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日點測溫曲線（）點測溫曲線（）點測溫曲線（）點測溫曲線（）溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日溫度（ ）溫度（ ）溫度（ ）點測溫曲線（）點測溫曲線（）圖中：底板測溫點布置底板測溫點布置示意圖圖中：、3500、4500。日日日

7、日日日日日月月月月圖中：底板測溫點布置底板測溫點布置示意圖圖中：、3500、4500。底板厚度：1.0m; 入模溫度：13 ; 最高溫度：42.5 ;最高溫升：29.5 某大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線某大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線 2 2溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日點測溫曲線（）點測溫曲線（）點測溫曲線（）點測溫曲線（）溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日

8、日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日溫度（ ）溫度（ ）溫度（ ）點測溫曲線（）點測溫曲線（）圖中：底板測溫點布置底板測溫點布置示意圖圖中：、3500、4500。日日日日日日日日月月月月圖中：底板測溫點布置底板測溫點布置示意圖圖中：、3500、4500。底板厚度：3.5m; 入模溫度：13 最高溫度：60.7 ;最高溫升：46.3 某大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線某大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線 3 3溫 度 （ ）日日日日日日日日日 日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日點 測 溫 曲 線 （）點 測 溫 曲 線 （）點 測 溫 曲 線 （）點 測 溫 曲 線 （）溫 度

9、（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日溫 度 （ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日時 間 ( )時 間 ( )時 間 ( )時 間 ( )時 間 ( )時 間 ( )時 間 ( )時 間 ( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日溫 度 （ ）溫 度 （ ）溫 度 （ ）點 測 溫 曲 線 （）點 測 溫 曲 線 （）圖 中 ：底 板 測 溫 點 布 置底 板 測 溫 點 布 置 示 意 圖圖 中 ：、 3500、 4500。日日日日日日日日月月月月圖中：底板測溫點布置底板測溫點布置示意圖圖中：、3500、4500。底板厚度：4.

10、5m;入模溫度：13 最高溫度：63.9 ;最高溫升：50.9 某大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線某大型工程厚大底板水化熱溫升的測溫曲線 4 4溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日點測溫曲線（）點測溫曲線（）點測溫曲線（）點測溫曲線（）溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日溫度（ ）日日日日日日日日日日日日日日日日日時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )時間( )日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日溫度（ ）溫度（ ）溫度（ ）點測溫曲線（）點測溫曲線（）圖中：底

11、板測溫點布置底板測溫點布置示意圖圖中：、3500、4500。日日日日日日日日月月月月圖中：底板測溫點布置底板測溫點布置示意圖圖中：、3500、4500。底板厚度：7.35m;入模溫度：13 ;最高溫度：66.4 ;最高溫升：53.4 大體積混凝土溫度變化與結(jié)構(gòu)尺寸及膠凝材料大體積混凝土溫度變化與結(jié)構(gòu)尺寸及膠凝材料的相關(guān)性的相關(guān)性(1) 在一般養(yǎng)護條件下，混凝土溫升會隨著結(jié)構(gòu)尺寸的增大而升高，但當結(jié)構(gòu)尺寸達到一定的厚度后，最高溫度上升的趨勢會減緩，其極限就是混凝土的絕熱溫升；(2) 大體積混凝土表面溫度的變化受到表面覆蓋的影響，與內(nèi)部混凝土溫度變化規(guī)律有很大差異，應(yīng)重視大體積混凝土的覆蓋保溫養(yǎng)護

12、；(3) 結(jié)構(gòu)尺寸變大后，溫度 時間曲線具有升溫緩慢、溫峰明顯推遲且降溫緩慢，需要持續(xù)很長時間才會接近環(huán)境溫度.(4) (4) 混凝土水化熱與膠凝材料的關(guān)系混凝土水化熱與膠凝材料的關(guān)系施工時間 強度等級板厚最高溫升水泥粉煤灰 礦粉膨脹劑2002C402.5m58.558.52708095292005C403.5m46.346.3 25010010002005C407.35m53.453.4 2501001000 由于在配合比中減少了水泥、膨脹劑等產(chǎn)生水化熱大的材料用量，加大了優(yōu)質(zhì)粉煤灰及磨細礦粉的用量，有效的降低了水化熱溫升，對控制大體積混凝土的最高溫度及裂縫有著明顯的效果。 2 2內(nèi)外約束條

13、件的影響內(nèi)外約束條件的影響 各種結(jié)構(gòu)的變形變化中，必然受到一定的約束各種結(jié)構(gòu)的變形變化中，必然受到一定的約束阻礙其自由變形，阻礙變形因素稱為約束條件，約阻礙其自由變形，阻礙變形因素稱為約束條件，約束又分為內(nèi)約束與外約束。束又分為內(nèi)約束與外約束。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形變化時，不同結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的約結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形變化時，不同結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的約束稱為外約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)部各質(zhì)點之間產(chǎn)生的約束稱束稱為外約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)部各質(zhì)點之間產(chǎn)生的約束稱為內(nèi)約束。為內(nèi)約束。 建筑工程中建筑工程中的大體積混凝土，相對水利工程來說體的大體積混凝土，相對水利工程來說體積并不算很大，它承受的溫差和收縮主要是均勻溫積并不算很大，它承受的溫差和收縮主

14、要是均勻溫差和均勻收縮，故差和均勻收縮，故外約束應(yīng)力占主要地位外約束應(yīng)力占主要地位。 大體積混凝土與地基澆筑在一起，當溫度變化時大體積混凝土與地基澆筑在一起，當溫度變化時受到下部地基的限制，因而產(chǎn)生外部的約束應(yīng)力。受到下部地基的限制，因而產(chǎn)生外部的約束應(yīng)力。 混凝土在混凝土在早期溫度上升時早期溫度上升時，產(chǎn)生的膨脹變形，產(chǎn)生的膨脹變形受到約束面的約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力，此時混凝土的受到約束面的約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力，此時混凝土的彈性模量很小，徐變和應(yīng)力松弛大，彈性模量很小，徐變和應(yīng)力松弛大，混凝土與基混凝土與基層連接不太牢固，因而壓應(yīng)力較小層連接不太牢固，因而壓應(yīng)力較小。 但當溫度下降時，則產(chǎn)生較大的拉應(yīng)

15、力，若但當溫度下降時，則產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過混凝土的抗拉強度，混凝土將會出現(xiàn)垂直裂超過混凝土的抗拉強度，混凝土將會出現(xiàn)垂直裂縫?？p。 在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)是溫在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)是溫差和混凝土線膨脹系數(shù)的乘積，即差和混凝土線膨脹系數(shù)的乘積，即T T，當當超過混凝土的極限拉伸值超過混凝土的極限拉伸值p p時，結(jié)構(gòu)便出現(xiàn)時，結(jié)構(gòu)便出現(xiàn)裂縫。裂縫。由于結(jié)構(gòu)不可能受到全約束，況且混凝土還由于結(jié)構(gòu)不可能受到全約束，況且混凝土還有徐變變形，所以溫差在有徐變變形，所以溫差在25302530情況下也可能情況下也可能不產(chǎn)生裂縫。不產(chǎn)生裂縫。由此可見，由此可見，降低混凝土的內(nèi)外溫差

16、和改善約降低混凝土的內(nèi)外溫差和改善約束條件，是防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措束條件，是防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措施。施。 3. 3. 外界氣溫變化的影響外界氣溫變化的影響 大體積棍凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變大體積棍凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對防止大體積混凝土開裂有重大影響?；瘜Ψ乐勾篌w積混凝土開裂有重大影響。 混凝土的內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱混凝土的內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度的疊加之的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度的疊加之和和。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土

17、的澆筑溫度也愈高；如外界溫度下降，愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；如外界溫度下降，會增加混凝土的溫度梯度，特別是氣溫驟降，會大會增加混凝土的溫度梯度，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度，因而大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度，因而會造成過大溫差和溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)會造成過大溫差和溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。裂縫。 大體積混凝土不易散熱，其內(nèi)部溫度有的工程竟大體積混凝土不易散熱，其內(nèi)部溫度有的工程竟高達高達9090以上，而且持續(xù)時間較長。以上，而且持續(xù)時間較長。溫度應(yīng)力是由溫差引起的變形所造成的，溫差溫度應(yīng)力是由溫差引起的變形所造成的，溫差愈大，溫度應(yīng)力

18、也愈大。愈大，溫度應(yīng)力也愈大。 因此，研究合理的溫度控制措施，控制混凝土因此，研究合理的溫度控制措施，控制混凝土表面溫度與外界氣溫的溫差，是防止裂縫產(chǎn)生的重表面溫度與外界氣溫的溫差，是防止裂縫產(chǎn)生的重要措施。要措施。 4 4混凝土收縮變形影響混凝土收縮變形影響 (1) (1) 混凝土塑性收縮變形混凝土塑性收縮變形 在混凝土硬化之前，混凝土處于在混凝土硬化之前，混凝土處于塑性狀態(tài)塑性狀態(tài)，如，如果上部混凝土的均勻沉降受到限制，如遇到鋼筋或果上部混凝土的均勻沉降受到限制，如遇到鋼筋或大的混凝土上骨料，或者平面面積較大的混凝土、大的混凝土上骨料，或者平面面積較大的混凝土、其水平方向的減縮比垂直方向更

19、難時，就容易形成其水平方向的減縮比垂直方向更難時，就容易形成一些不規(guī)則的混凝土塑性收縮性裂縫。一些不規(guī)則的混凝土塑性收縮性裂縫。這種這種裂縫裂縫通常是通常是互相平行的互相平行的，間距為，間距為0.20.21.0m1.0m，并且有一定的深度，它不僅可以發(fā)生在大體，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。較薄的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。 (2) (2)混凝土的體積變形混凝土的體積變形 混凝土在水泥水化過程中要產(chǎn)生一定的體積變混凝土在水泥水化過程中要產(chǎn)生一定的體積變形，但多數(shù)是收縮變形，少數(shù)為膨脹變形。形，但多

20、數(shù)是收縮變形，少數(shù)為膨脹變形。 摻入混凝土中的拌合水，約有摻入混凝土中的拌合水，約有2020的水分是水的水分是水泥水化所必需的，其余泥水化所必需的，其余8080都要被蒸發(fā)，最初失去都要被蒸發(fā)，最初失去的自由水幾乎不引起混凝土的收縮變形，隨著混凝土的自由水幾乎不引起混凝土的收縮變形，隨著混凝土的繼續(xù)干燥而使吸附水逸出，就會出現(xiàn)干燥收縮。的繼續(xù)干燥而使吸附水逸出，就會出現(xiàn)干燥收縮。 混凝土干燥收縮的機理比較復(fù)雜，其主要原因是混凝土干燥收縮的機理比較復(fù)雜，其主要原因是混凝土內(nèi)部孔隙水蒸發(fā)引起的混凝土內(nèi)部孔隙水蒸發(fā)引起的毛細管引力毛細管引力所致，這所致，這種干燥收縮在很大程度上是可逆的，即混凝土產(chǎn)生種

21、干燥收縮在很大程度上是可逆的，即混凝土產(chǎn)生干燥收縮后，如再處于水飽和狀態(tài)，混凝土還可以干燥收縮后，如再處于水飽和狀態(tài)，混凝土還可以膨脹恢復(fù)到原有的體積。膨脹恢復(fù)到原有的體積。 除上述干縮收縮外，混凝土還會產(chǎn)生除上述干縮收縮外，混凝土還會產(chǎn)生碳化收碳化收縮縮，即空氣中的二氧化碳，即空氣中的二氧化碳(CO(CO2 2) )與混凝土中的氫氧與混凝土中的氫氧化鈣化鈣Ca(OH)Ca(OH)2 2 反應(yīng)生成碳酸鈣和水，這些結(jié)合水反應(yīng)生成碳酸鈣和水，這些結(jié)合水會因蒸發(fā)而使混凝土產(chǎn)生收縮。會因蒸發(fā)而使混凝土產(chǎn)生收縮。四、大體積混凝土裂縫控制工程措施四、大體積混凝土裂縫控制工程措施 為控制裂縫的開展，應(yīng)該從改

22、善設(shè)計構(gòu)造、約束程度、控制溫升，延緩降溫速率、減小混凝土收縮，提高混凝土極限拉伸等方面采取措施，綜合控制。1 1、 設(shè)計構(gòu)造措施設(shè)計構(gòu)造措施（1）合理布置分布鋼筋，可減輕混凝土收縮程度，限制裂縫開展。（2）基礎(chǔ)底板、地梁、底板變高處等部位設(shè)置緩沖層，緩和地基對基礎(chǔ)收縮時的側(cè)向壓力，緩沖層35cm厚泡沫塑料作垂直隔離，見圖4-8。（3）在基礎(chǔ)底板斷面變化或有孔洞處，易受溫度變化收縮產(chǎn)生裂縫，可增配抗裂鋼筋或做成加腋方式，見圖4-9。（4）采用混凝土R60或R90替代R28作設(shè)計強度，水泥可少4070kgm3，相當于降溫47效果。(a)基礎(chǔ)底板變高處 (b) 基礎(chǔ)地梁兩側(cè)隔離圖4-8圖4-9增加抗

23、裂鋼筋示意圖2 2 原材料措施原材料措施（1）為控制大體積混凝土早期溫升和后期降溫過大，宜 選用低熱水泥品種，如礦碴硅酸鹽水泥或粉煤灰水 泥，其水化熱低一些，干縮性也小一些。（2）盡量選用一些粗骨料，如選用540mm骨料比選用525mm骨料，每立方米可減少用水量15kg左右，在相同水灰比情況下，水泥可減少20kg左右。用水量減少，收縮和泌水也隨之減小。（3）砂子宜采用中粗砂為宜，試驗表明，當細度模數(shù)為2.79的中粗砂，比采用細度模數(shù)2.12的細砂每立方 米混凝土用水量減少2025kg，水泥用量減少28 35kg，可減少混凝土收縮溫升。3. 3. 摻加劑措施摻加劑措施(1 (1）減水劑。）減水劑

24、。為減少泌水，一般都摻減水劑，或早強減水劑，如普通減水劑木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣粉) 。在泵送混凝土中摻水泥重量0.20.3%，可使混凝土和易性明顯降低，同時可減少10%拌合水。10%左右的水泥，28d強度提高約30%。一般摻外加劑會增加混凝土收縮量，摻木鈣粉變化不大，基本相同。常用的如FDN減水劑。(3)(3)微膨脹劑微膨脹劑 為補償混凝土收縮，可摻膨脹劑，如建材總局研究院的CSA膨脹劑、長科院的大壩水泥膨脹劑。膨脹劑產(chǎn)生自膨脹應(yīng)力，可抵消一定收縮，如UEA高效能膨脹劑，摻812%(水泥重)能產(chǎn)生0.20.7MPa預(yù)壓應(yīng)力，大致抵消干縮產(chǎn)生的應(yīng)力。(2) (2) 粉煤灰外摻料粉煤灰外摻料粉煤灰摻入

25、可降低水化熱，但早期強度低泌水性大，還應(yīng)適當摻塑化劑。如425#礦渣水泥、摻15%粉煤灰，3天水化熱約降15%左右。4. 4. 控制混凝土入模溫度控制混凝土入模溫度 常用低溫水攪拌(冰屑水、夏季地下井水)以降低混凝土的入模溫度，并對石子遮陽，避免直曬溫升，同時澆筑過程中對混凝土泵水平輸送管用草袋覆蓋、灑水降溫。 日本有用液態(tài)氮(沸點-196)冷卻，1kg液氮氣化達到20，要吸收222KJ熱量。5. 5. 改善混凝土施工工藝改善混凝土施工工藝(1)可分層澆灌，分層厚度一般為80100cm，便于散熱，分層間隔一般為57天，要做好分層施工縫處理。(2) 初凝前二次振搗 大量現(xiàn)場試驗證明，對澆筑后的混

26、凝土進行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹辦，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減小混凝土內(nèi)部微裂，增加混凝土的密實度，使混凝土的抗壓強度提高1020，從而可提高溫凝土的抗裂性。(3) (3) 采用二次投料的凈漿裹石攪拌新工藝采用二次投料的凈漿裹石攪拌新工藝 這樣可有效地防止水分向石子與水泥砂漿界面這樣可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，粘的集中，使硬化后的界面過渡層的結(jié)構(gòu)致密，粘結(jié)強度增強，從而可使混凝土強度提高結(jié)強度增強，從而可使混凝土強度提高1010左右，左右，相應(yīng)地也提高了混凝土的抗拉強度和極限

27、抗拉值。相應(yīng)地也提高了混凝土的抗拉強度和極限抗拉值。當混凝土強度基本相同時，采用這種攪拌工藝可當混凝土強度基本相同時，采用這種攪拌工藝可減少水泥用量減少水泥用量7 7左右，相應(yīng)地也減少了水化熱。左右，相應(yīng)地也減少了水化熱。(4)加強養(yǎng)護，延緩混凝土降溫速率加強養(yǎng)護，延緩混凝土降溫速率 保濕、保溫養(yǎng)護的目的有三個：第一減小混凝土保濕、保溫養(yǎng)護的目的有三個：第一減小混凝土的內(nèi)外溫差，防止出現(xiàn)表面裂縫；第二是防止混的內(nèi)外溫差，防止出現(xiàn)表面裂縫；第二是防止混凝土過冷，避免產(chǎn)生貫穿裂縫；第三是延緩混凝凝土過冷，避免產(chǎn)生貫穿裂縫；第三是延緩混凝土的冷卻速度，以減小新老混凝土的上下層約束。土的冷卻速度，以減

28、小新老混凝土的上下層約束?？傊?，在混凝土澆筑之后，盡量以適當?shù)牟牧霞涌傊?，在混凝土澆筑之后，盡量以適當?shù)牟牧霞右愿采w，采取保濕和保溫措施，不僅可以減少升以覆蓋，采取保濕和保溫措施，不僅可以減少升溫階段的內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫，而且可溫階段的內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫，而且可以使水泥順利水化，提高混凝土的極限拉伸值，以使水泥順利水化，提高混凝土的極限拉伸值，防止產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和溫度裂縫。防止產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和溫度裂縫。6. 6. 混凝土內(nèi)部降溫措施混凝土內(nèi)部降溫措施 在混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管，通入冷卻循環(huán)水，以降低混凝土內(nèi)部的溫度。冷卻水管大多采用直徑25mm或50mm的鋼管，按照中心距1

29、.53.0m上下層交錯排列，上、下層水管的間距一般1.53m，并通過立管相連接。通水流速不宜太快、流量控制在20Lmin左右，參照實際測溫結(jié)果實時調(diào)整流量，以控制內(nèi)部降溫。7. 7. 后澆帶的設(shè)計與施工后澆帶的設(shè)計與施工 當結(jié)構(gòu)長度超過允許的最大整澆長度或平面形狀差異較大時，可考慮設(shè)置“后澆縫”，它是只在施工期間保留的臨時性混凝土收縮變形縫(也可與施工結(jié)構(gòu)沉降縫結(jié)合在一起)，保留一定時間后，再進行填充封閉，后澆成連續(xù)整體的無伸縮縫結(jié)構(gòu)。其目的是取消結(jié)構(gòu)中的永久性伸縮縫，因此在設(shè)計時就要根據(jù)混凝土的收縮應(yīng)力確定是否設(shè)置?！昂鬂矌Ш鬂矌А钡拈g距，在正常情況下為的間距，在正常情況下為2030m203

30、0m；保留時間一般不宜少于；保留時間一般不宜少于40d40d，其，其寬度可取寬度可取70100cm70100cm，其混凝土強度等級比，其混凝土強度等級比原結(jié)構(gòu)提高原結(jié)構(gòu)提高510MPa510MPa，濕養(yǎng)護不少于，濕養(yǎng)護不少于15d15d。“后澆帶后澆帶”的構(gòu)造，如圖的構(gòu)造，如圖3-103-10所示。所示。 除后澆帶外，日本清水建筑公司曾研制成功在大體積混凝土表面設(shè)置應(yīng)力緩和溝的辦法，并已成功在工程中應(yīng)用。 這種方法是混凝土建筑物表面每隔一定距離，按其厚度的20%左右，設(shè)置一應(yīng)力緩和溝(有放射狀、圓周狀、格子狀、組合狀等)，見圖4-11。此應(yīng)力緩和溝可將混凝土表面的拉應(yīng)力抵消2050%。該法不需

31、特殊設(shè)備，只需在混凝土澆灌前安裝應(yīng)力緩和溝的模板即可。圖4-11應(yīng)力緩和溝設(shè)置方法8. 8. 大體積混凝土施工期溫度監(jiān)測大體積混凝土施工期溫度監(jiān)測 大體積混凝土水化熱溫升和隨后的降溫過程受多方面因素的影響，僅從理論上估算是不夠的，必須加強實施過程中的溫度監(jiān)測，掌握實際溫度場的變化和分布，一旦溫差過大時可以及時采取應(yīng)急措施，確保大體積混凝土施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)溫度裂縫。測定混凝土內(nèi)部溫度工程上主要是采用接觸式溫度計，如熱電偶溫度計，電阻溫度計和玻璃溫度計等，其中又以采用熱電偶溫度計為多。溫度監(jiān)測點的布置力求代表性地反映混凝土內(nèi)部溫度場和應(yīng)力的變化情況，以便發(fā)現(xiàn)問題及時采取施救措施。同時要考慮大體積

32、混凝土的施工方案，一般是沿混凝土澆筑方向的軸線埋設(shè)多組測溫點，以反映澆筑全過程的情況，每組埋設(shè)上、中、下三個測點，測出該位置混凝土上表面、中心、下表面的溫度變化情況及各時段的溫差。五.工程實例工程實例l三峽大壩混凝土工程三峽大壩混凝土工程三峽工程是一座混凝土重力壩，三峽工程主體工程是土石方開挖、三峽工程是一座混凝土重力壩，三峽工程主體工程是土石方開挖、混凝土澆筑世界最大的水利樞紐工程?；炷翝仓澜缱畲蟮乃麡屑~工程。 倘把三峽工程土石方量筑一道寬高各倘把三峽工程土石方量筑一道寬高各1米的長堤，可米的長堤，可以環(huán)繞地球赤道以環(huán)繞地球赤道25圈；三峽工程主體建筑物混凝土澆筑圈；三峽工程主體建筑物

33、混凝土澆筑量量2794萬立方米，是世界已經(jīng)建成的最大水電站萬立方米，是世界已經(jīng)建成的最大水電站巴西巴西伊泰普電站混凝土澆筑量的伊泰普電站混凝土澆筑量的2倍。倍。 上面提到了三峽工程土石方量用寬高各上面提到了三峽工程土石方量用寬高各1米的長堤描米的長堤描述，可以繞地球赤道述，可以繞地球赤道2.5圈，那么，圈，那么，2794萬立方米能否也萬立方米能否也可以建立同樣的模型，讓大家對它有個形象的認識呢？可以建立同樣的模型，讓大家對它有個形象的認識呢？ 二千七百九十四萬立方米有多大？二千七百九十四萬立方米有多大？.請大家先算一下，請大家先算一下，2794萬立方米的寬高都是萬立方米的寬高都是1米的長堤有多

34、長？米的長堤有多長？.再算地球的赤道長？已知平均赤道半徑是再算地球的赤道長？已知平均赤道半徑是Re6378.14千米，求千米，求赤道周長？赤道周長？23.141596378.1440075.0千米 .最后算這個的長堤與赤道長的比是多少最后算這個的長堤與赤道長的比是多少?697. 040075102794結(jié)論結(jié)論:2800萬立方米的混凝土相當于用寬高都是萬立方米的混凝土相當于用寬高都是1米的長堤可繞地球米的長堤可繞地球赤道大半圈。赤道大半圈。萬米2794112794 1.三峽工程主體工程的混凝土的澆筑創(chuàng)造了多項三峽工程主體工程的混凝土的澆筑創(chuàng)造了多項世界紀錄。三峽工程世界紀錄。三峽工程2000年

35、混凝土澆筑量為年混凝土澆筑量為548.17萬立萬立方米，月澆筑量最高達方米，月澆筑量最高達55萬立方米，創(chuàng)造了混凝土澆筑萬立方米，創(chuàng)造了混凝土澆筑的世界記錄，是世界上施工難度最大的水利工程。的世界記錄，是世界上施工難度最大的水利工程。l 壩體總長為壩體總長為2309.5m2309.5m、最大高度為、最大高度為175 m175 m，壩體混，壩體混凝土體積為凝土體積為15271527萬萬mm3 3。l三峽大壩混凝土體積巨大，壩體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，混凝土三峽大壩混凝土體積巨大，壩體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，混凝土工程規(guī)模宏大。日澆灌量最大為工程規(guī)模宏大。日澆灌量最大為15000m15000m3 3，月最大，月最大混凝土澆灌

36、量為混凝土澆灌量為5050萬萬mm3 3；年最大澆灌量為；年最大澆灌量為400400萬萬mm3 3。l由于壩體施工環(huán)境夏季高溫時間長、秋冬季常刮冷由于壩體施工環(huán)境夏季高溫時間長、秋冬季常刮冷風。為保證混凝土的耐久性，原材料選擇、配比、風。為保證混凝土的耐久性，原材料選擇、配比、施工中防止混凝土開裂對工程甚為重要。施工中防止混凝土開裂對工程甚為重要。壩體混凝土特點壩體混凝土特點: :l混凝土的抗壓強度要求不高?；炷恋目箟簭姸纫蟛桓?。l要求具有良好的抗?jié)B性與抗凍性。要求具有良好的抗?jié)B性與抗凍性。l單位水泥用量少，絕熱升溫低。單位水泥用量少，絕熱升溫低。*注意與建筑工程混凝土最小水泥用量的區(qū)別注

37、意與建筑工程混凝土最小水泥用量的區(qū)別一、配合比要求二、主要材料的選擇二、主要材料的選擇l水泥的選擇水泥的選擇 三峽工程使用的水泥有三峽工程使用的水泥有525525號普通硅酸鹽水泥、號普通硅酸鹽水泥、425425號礦渣號礦渣水泥、水泥、525525號中熱水泥、號中熱水泥、425425號低熱水泥。作為巨型大壩工號低熱水泥。作為巨型大壩工程，后兩種水泥用量最多，經(jīng)葛洲壩工程使用，效果良好。程，后兩種水泥用量最多，經(jīng)葛洲壩工程使用，效果良好。l粉煤灰混合材的選擇粉煤灰混合材的選擇 我國的粉煤灰產(chǎn)量豐富。我國的粉煤灰產(chǎn)量豐富。19801980年以來，長江科學院對三峽年以來，長江科學院對三峽大壩周圍電廠排

38、放的粉煤灰進行了系統(tǒng)性的試驗研究。分大壩周圍電廠排放的粉煤灰進行了系統(tǒng)性的試驗研究。分別對湖北省境內(nèi)及運輸距離為別對湖北省境內(nèi)及運輸距離為500500公里以內(nèi)的發(fā)電廠，如公里以內(nèi)的發(fā)電廠，如青山火力發(fā)電廠、荊門、沙市、黃石、松木坪等火力發(fā)電青山火力發(fā)電廠、荊門、沙市、黃石、松木坪等火力發(fā)電廠提供的粉煤灰進行了試驗研究。廠提供的粉煤灰進行了試驗研究。 加入了加入了I I級粉煤灰的大體積混凝土，其特性有如下改善：級粉煤灰的大體積混凝土，其特性有如下改善： 水化熱降低，由于混凝土中摻入了水化熱降低，由于混凝土中摻入了30%40%30%40%的大量的大量高質(zhì)量的粉煤灰后，水化熱顯著降低；高質(zhì)量的粉煤灰

39、后，水化熱顯著降低； 單位混凝土用水量降低，使用高質(zhì)量的粉煤灰能使需單位混凝土用水量降低，使用高質(zhì)量的粉煤灰能使需水量比例降到水量比例降到90%95%90%95%以下，由于單位用水量的降低，以下，由于單位用水量的降低，混凝土的收縮量降低；混凝土的收縮量降低；混凝土密實度增加，改善了抗?jié)B性能；混凝土密實度增加，改善了抗?jié)B性能； 當將當將I I級粉煤灰摻入級粉煤灰摻入425425低熱水泥，混凝土泌水量減少；低熱水泥，混凝土泌水量減少； 抑制堿骨料反應(yīng)抑制堿骨料反應(yīng) l外加劑的選擇外加劑的選擇 為了確保混凝土的耐久性及降低水灰比，壩體為了確保混凝土的耐久性及降低水灰比，壩體混凝土中必須使用減水劑、緩

40、凝劑或引氣型的高混凝土中必須使用減水劑、緩凝劑或引氣型的高效減水劑。效減水劑。 通過對國產(chǎn)十余種外加劑進行篩選，未獲得理想通過對國產(chǎn)十余種外加劑進行篩選，未獲得理想的效果。后來對能使每的效果。后來對能使每mm3 3用水量降低到用水量降低到90kg90kg有良有良好減水性能的好減水性能的ZBZB1 1進行了試驗，使用三峽大壩選進行了試驗，使用三峽大壩選用的人工粗細骨料碎石、碎砂再次進行試驗，由用的人工粗細骨料碎石、碎砂再次進行試驗，由于單位需水量太大，難以滿足要求，因而還需選于單位需水量太大，難以滿足要求，因而還需選擇更高減水性能的高效減水劑。擇更高減水性能的高效減水劑。l骨料骨料 三峽大壩的粗

41、骨料，使用土石方開挖中采掘的新三峽大壩的粗骨料，使用土石方開挖中采掘的新露出的花崗巖作粗骨料。石場選在壩體附近的古露出的花崗巖作粗骨料。石場選在壩體附近的古樹嶺，將巖石破碎、篩分，制成粗骨料。其生產(chǎn)樹嶺，將巖石破碎、篩分，制成粗骨料。其生產(chǎn)能力為月產(chǎn)量能力為月產(chǎn)量7676萬噸。砂由下岸溪石場用花崗巖萬噸。砂由下岸溪石場用花崗巖破碎、篩分制成機制砂，其月生產(chǎn)能力為破碎、篩分制成機制砂，其月生產(chǎn)能力為3737萬噸。萬噸。 三、混凝土裂縫的防止三、混凝土裂縫的防止1 1、防止壩體裂縫產(chǎn)生的主要措施、防止壩體裂縫產(chǎn)生的主要措施 三峽大壩于三峽大壩于19971997年年11 11月月8 8 日，主流臨時

42、工程日，主流臨時工程成功截流后，開始了大規(guī)模的混凝土澆灌。第成功截流后，開始了大規(guī)模的混凝土澆灌。第二期工程混凝土的總量為二期工程混凝土的總量為15001500萬萬mm3 3。由于是特。由于是特大體積混凝土澆灌，抑制壩體混凝土開裂是該大體積混凝土澆灌，抑制壩體混凝土開裂是該項工程的重要課題。采用的主要措施有：項工程的重要課題。采用的主要措施有：、嚴格選擇水泥、粉煤灰、骨料及外加劑；、嚴格選擇水泥、粉煤灰、骨料及外加劑；、制定周密的溫度控制制度，通過控制攪拌機內(nèi)混凝制定周密的溫度控制制度，通過控制攪拌機內(nèi)混凝土的溫度、降低澆注混凝土溫度等措施，降低混凝土的溫度、降低澆注混凝土溫度等措施，降低混凝土的水化熱；土的水化熱；、保持混凝土塊體中的最高溫度比、保持混凝土塊體中的最高溫度比規(guī)定值低；規(guī)定值低；、當壩體內(nèi)部溫度下降時，為防止表、當壩體內(nèi)部溫度下降時，為防止表面開裂，采取對壩體表面進行保溫等有效措施，防面開