大體積混凝土施工難點(diǎn)及對策研究

1、大體積混凝土施工難點(diǎn)及對策研究論文摘要 ：大體積混凝土的定義和大體積混凝土溫度裂縫控制措施。大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和溫度應(yīng)力計(jì)算方法。掌握裂縫產(chǎn)生的原因和對應(yīng)力的計(jì)算，更好的選擇溫度裂縫控制的措施和方法。關(guān)鍵詞 ：大體積混凝；溫度裂縫；水泥水化熱；外界氣溫變化；約束條件；收縮變形；溫度應(yīng)力；控制措施；混凝土材料；外部環(huán)境；約束條件；預(yù)應(yīng)力技術(shù)。引言：隨著建筑物體積不斷變大，相應(yīng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸也勢必要伴隨著增大，對于混凝土的結(jié)構(gòu)來說， 當(dāng)構(gòu)件體積或面積比較大時(shí)，在混凝土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力， 如果不采取特殊措施來減小溫度應(yīng)力勢必將導(dǎo)致混凝土的開裂。溫度裂縫的產(chǎn)生不單單是施工方

2、法的問題，也涉及到結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、 構(gòu)造的選擇、材料的組成、約束條件以及施工壞境等諸多因素。1、 大體積混凝土的溫度裂縫大體積混凝土施工中有著特殊的要求及防范重點(diǎn)溫度裂縫。 大體積混凝土因?yàn)榻孛娲蟆?水泥的用量大、 水泥水化釋放大量的水化熱， 將會產(chǎn)生較大的溫度變化，因?yàn)榛炷翆?dǎo)熱性能差， 其外部熱量散失的較快， 而內(nèi)部的熱量且不易散失，造成了混凝土各個(gè)部位之間較大的溫度差與溫度應(yīng)力， 從而產(chǎn)生了溫度裂縫。按產(chǎn)生的原因一般分為荷載作用下的裂縫、 約占百分之十，變性作用下的裂縫、約占百分之八十，耦合作用下的裂縫、約占百分之十。按裂縫的有害程度可分為有害裂縫與無害裂縫兩種。 有害裂縫是指裂縫的寬度對建

3、筑物使用功能及耐久性有影響的裂縫。 一般情況下，裂縫寬度略微超過規(guī)定百分之二十的是輕度有害的裂縫， 超過百分之五十的是中度有害的裂縫， 超過規(guī)定百分之百的（貫穿裂縫與縱深裂縫）是重度的有害的裂縫。按裂縫出現(xiàn)時(shí)間可分為早期裂縫（ 3-28 天）、中期裂縫（ 28-180 天）、晚期裂縫（ 180-720 天，最晚 20 年）。按深度可一般分成表面裂縫（淺層裂縫） 、深層裂縫與貫穿裂縫三種。貫穿裂縫截?cái)嗔私Y(jié)構(gòu)斷面，破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性，將會影響正常使用，為害甚是嚴(yán)重；而深層裂縫切斷了部分結(jié)構(gòu)斷面，有一定的危害性；雖然表面裂縫不屬于結(jié)構(gòu)性裂縫， 但是在混凝土收縮時(shí)， 因?yàn)楸砻娴牧芽p處斷

4、面削弱而且易發(fā)生應(yīng)力的集中，以至能夠促使裂縫的進(jìn)一步開展?；炷翝仓某跗?，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱，導(dǎo)致混凝土溫度極快上升，但是由于混凝土表面散熱的條件較好，熱量可向大氣中較快的散發(fā)， 所以溫度上升較少；而混凝土的內(nèi)部由于散熱的條件較差，散發(fā)熱量較少， 所以溫度上升較多，內(nèi)外形成了溫度梯度，從而形成了內(nèi)約束。結(jié)果是混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，面層產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)該應(yīng)力超過了混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土的表面產(chǎn)生裂縫?；炷翝仓髷?shù)日，水泥水化熱已基本釋放，混凝土從最高溫度逐漸降溫，降溫的結(jié)果使混凝土收縮； 加上由于混凝土中的多余水分蒸發(fā)等引起的體積收縮變形，受到的基于結(jié)構(gòu)邊界條件約束而不能自由變形，導(dǎo)致了

5、產(chǎn)生溫度應(yīng)力， 當(dāng)該應(yīng)力超過齡期下混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)， 則從約束面開始向上開裂， 形成收縮裂縫。如果該應(yīng)力足夠大，則可能產(chǎn)生貫穿裂縫。2、裂縫產(chǎn)生的原因大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫， 使其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果， 一方面混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力與應(yīng)變， 另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)約束阻止這種應(yīng)變， 一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的抗拉強(qiáng)度， 就會產(chǎn)生裂縫。主要由以下幾個(gè)因素：2.1水泥水化熱水泥的水化熱是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源，由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在混凝土內(nèi)部不易散失。水泥水化熱引起的絕熱溫升與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨著混凝土的齡期按

6、指數(shù)關(guān)系增長，一般在 10-12d達(dá)到最終絕熱溫升，但由于結(jié)構(gòu)自然散熱，實(shí)際上混凝土內(nèi)部的最高溫度大多發(fā)生在混凝土澆筑后2 5d。外界氣溫變化大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工期間， 外界氣溫的變化情況對防止大體積混凝土開裂有重大影響。外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度越高，如果外界溫度下降，則會增加混凝土的降溫幅度， 特別是在外界溫度驟降時(shí)， 會增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差，這對大體積混凝土極為不利，易產(chǎn)生開裂裂縫。2.2約束條件結(jié)構(gòu)在變形時(shí)會受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該抑制即稱“約束” ，大體積混凝土因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生變形， 這種變形受到約束才產(chǎn)生應(yīng)力。 無約束就不會產(chǎn)生應(yīng)力，因此，改善約束條件對防

7、止混凝土開裂有重要意義。2.3混凝土收縮變形混凝土的拌合水中， 只有約百分之二十的水分是水泥水化所必需的， 其余皆是要被蒸發(fā)的。 混凝土在水泥水化過程中會產(chǎn)生體積變形， 其中大多數(shù)是收縮變形，少數(shù)是膨脹變形， 取決于所采用的膠凝材料的性質(zhì)。 混凝土中水分蒸發(fā)是引起混凝土體積變形的主要原因之一， 這種變形不受約束條件的影響， 若存在約束，即產(chǎn)生收縮應(yīng)力。3、 大體積混凝土溫度裂縫的控制措施對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)， 為控制混凝土溫度裂縫， 應(yīng)著重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：3.1混凝土材料3.1.1選擇水泥品種混凝土溫度上升的熱源是水泥水化熱， 故選用種地?zé)岬乃嗥贩N， 可減少水化熱，石混凝土減少升溫。

8、當(dāng)然，應(yīng)在保證混凝土強(qiáng)度的前提下。減少水泥用量根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載情況， 對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行復(fù)算， 并取得設(shè)計(jì)和質(zhì)監(jiān)部門的認(rèn)可后， 可采用高強(qiáng)度混凝土替代低強(qiáng)度混凝土， 可使每立方米混凝土的水泥用量減少，混凝土的水化熱相應(yīng)減少。3.1.2選擇外加劑在裂縫控制中，決定混凝土抗力的抗拉強(qiáng)度的提高不足以彌補(bǔ)增大的水化熱帶來的復(fù)雜影響。為了解決這些問題，合理地選擇外加劑就顯得十分重要。減水劑在混凝土中摻入減水劑， 不僅能使混凝土的和易性有明顯改善， 同時(shí)又減少了拌合水，節(jié)約了水泥，從而降低了水化熱。3.1.3粉煤灰粉煤灰是泵送混凝土的重要組成部分， 能有效提高混凝土的抗?jié)B性能， 具有減水作用，特別

9、是可以明顯地延緩水化熱峰值的出現(xiàn)， 降低溫度峰值， 并能改善混凝土后期強(qiáng)度。3.1.4膨脹劑膨脹劑可以在混凝土中產(chǎn)生膨脹自應(yīng)力，抵消由于干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力， 避免裂縫的發(fā)生和發(fā)展。3.2選擇粗、細(xì)骨料骨料中的雜質(zhì)含量會影響混凝土的抗拉強(qiáng)度；增大粗骨料的粒徑可減少用水量、減少水泥的用量從而減少水化熱；混凝土中沙率過高會對抗裂不利。3.3外部環(huán)境大體積混凝土的澆筑工藝、 澆筑過程中的溫度控制、 成型后的護(hù)理與養(yǎng)護(hù)都會對混凝土的溫度裂縫有較大影響，應(yīng)采取科學(xué)的最佳處理方法， 盡可能地防止混凝土裂縫的發(fā)生和發(fā)展。3.4約束條件大體積混凝土的裂縫產(chǎn)生根本原因是應(yīng)力的作用，因此在澆筑過程中可以采取一定的措施

10、改變其主要應(yīng)力的作用結(jié)果，以達(dá)到防止混凝土裂縫的目的。 比如：留置后澆帶，合理布置應(yīng)力釋放帶、滑動層、緩沖層，改善構(gòu)造配筋，跳倉施工等。3.5預(yù)應(yīng)力技術(shù)由于以上方法有其一定的局限性和弊端， 所以主動采取措施控制裂縫是施工中對裂縫控制的有效途徑之一。例如，采用預(yù)應(yīng)力鋼筋對超長地下室外墻弧線、環(huán)線型地下室外墻施工中的裂縫進(jìn)行控制。4 、結(jié)束語通過對大體積混凝土形成的原因與預(yù)防、 控制措施的初步探究， 個(gè)人認(rèn)為只要采取以預(yù)防為主，采用溫度控制的施工技術(shù)， 在大體積混凝土所用材料的選擇、配合比優(yōu)化、澆筑的過程控制、 保溫養(yǎng)護(hù)以及施工的過程中混凝土澆筑的內(nèi)部溫度及溫度應(yīng)力的監(jiān)測等環(huán)節(jié)， 采取一系列科學(xué)的技術(shù)措施， 并在施工過程中多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多做分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理