建筑工程技術(shù)畢業(yè)論文建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)研究

1、建筑工程系畢業(yè)論文 建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)研究建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)研究 姓 名： 專 業(yè)： 建筑工程技術(shù) 班 級： 建工 08-11 學(xué) 號： 學(xué)校指導(dǎo)教師： 工地指導(dǎo)師傅： 二九年五月 畢業(yè)論文聲明畢業(yè)論文聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文，是本人在老師指導(dǎo)下，進 行實踐工作所完成的。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文的成 果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的 內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均 已在文中以明確方式標明。本論文聲明的法律責(zé)任由本人承擔。 簽名： 2010 年 5 月 26 日 摘要摘要 工程結(jié)構(gòu)中的大體積混凝土如箱

2、形基礎(chǔ)，施工期間混凝土水化熱引起的溫 度作用和自身收縮等變形將產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，若設(shè)計和施工不當就會產(chǎn)生 危害性裂縫。過去，我國大都采用設(shè)置伸縮縫或后澆帶的方法來解決這種問題， 但由于結(jié)構(gòu)的整體性、使用功能和建設(shè)工期等方面的原因，現(xiàn)對這類結(jié)構(gòu)均提 出了無縫施工的要求，即在施工中不設(shè)伸縮縫或后澆帶，同樣能夠滿足設(shè)計和 施工質(zhì)量的要求。文章即提出了對這種無縫施工工藝的一些探討，以期能得到 對溫度控制措施的一個全面的了解用以指導(dǎo)我們的現(xiàn)場施工。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：大體積混凝土，無縫施工技術(shù)，溫度控制措施 目錄目錄 第 1 章 引言.5 1.1 概述 .5 1.2 大體積混凝土的特點.6 第 2 章 大

3、體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機理.7 2.1 裂縫種類及成因 .7 2.2 大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生原理.8 2.2.l 水泥水化熱.8 2.2.2 外界氣溫變化 .9 2.2.3 約束條件 .9 2.2.4 混凝土的收縮變形.9 第 3 章 大體積混凝土溫度裂縫控制.11 3.1 控制混凝土溫升 .11 3.1.1 選用中低熱的水泥品種.11 3.1.2 摻加外加劑 .11 3.1.3 粗細骨料選擇 .11 3.1.4 控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度.12 3.2 加強混凝土的保溫和養(yǎng)護.13 3.2.1 大體積混凝土的養(yǎng)護要求.13 3.2.2 大體積混凝土的養(yǎng)護措施.14 3.3 加強混凝

4、土的溫度監(jiān)測工作.14 第 4 章 結(jié)論.16 致謝.17 參考文獻 .18 第第 1 章章 引言引言 1.11.1 概述概述 在建筑工程中，混凝土、鋼筋混凝土是建筑結(jié)構(gòu)的主要材料。由于經(jīng)濟建 設(shè)規(guī)模的迅速擴大，建筑業(yè)向高、大、深和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展。工業(yè)建筑中 的大型設(shè)備基礎(chǔ)；大型構(gòu)筑物的基礎(chǔ)；高層、超高層和特殊功能建筑的箱型基 礎(chǔ)及轉(zhuǎn)換層；有較高承載力的樁基厚大承臺等都是體積較大的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 大體積混凝土已大量地應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑之中。 什么是大體積混凝土，目前尚無統(tǒng)一定義。日本建筑學(xué)會標淮(JASSS)的定 義是：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在 80cm 以上， 同時水化熱引起的混凝土內(nèi)最

5、高溫 與與外界氣溫之差預(yù)計超過 25的混凝土稱之為大體積混凝土 。同樣北京第 六建筑工程公司制定的“大體積混凝土工法中認為“凡結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在 75cm 以上，雙面散熱在 100cm 以上、水化熱引起的高溫與外界氣溫之差預(yù)計 超過 25的混凝土，均可稱為大體積混凝土” 。美國混凝土協(xié)會(ACI)規(guī)定的定 義是：“任何就地澆注的混凝土，其尺寸之大必須采取措施解決水化熱及隨之 引起的體積變形問題，以最大限度地控制減少開裂，就為大體積混凝土” 。國 際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(FIP)規(guī)定“凡是混凝土一次澆筑最小尺寸大于 0。6m，特 別是水泥用量大于 400kgm3 時，應(yīng)考慮采用水化放熱慢的水泥或采取

6、其他降 溫散熱措施” 。王鐵夢在工程結(jié)構(gòu)裂縫控制中的定義是：“在工業(yè)與民用 建筑結(jié)構(gòu)中，一般現(xiàn)澆的混凝土連續(xù)墻式結(jié)構(gòu)、地下構(gòu)筑物及設(shè)備基礎(chǔ)等是容 易由溫度收縮應(yīng)力引起裂縫的結(jié)構(gòu)，通稱為大體積混凝土結(jié)構(gòu)” 。本定義與美 國 ACI 規(guī)定的大體積混凝土定義一致。 “大體積混凝土”最早出現(xiàn)在水利水電工程中。在水利水電工程建設(shè)應(yīng) 用中許多科研工作者對“大體積混凝土”已作了大量細致的研究，發(fā)展至今從 理論到施工方法，施工方案及優(yōu)化控制等方面己比較成熟，并相應(yīng)制訂了一系 列規(guī)定，例如：早在 1933 年1936 年美國建成的大苦果重力壩，混凝土澆筑 量達 250 萬立方米，并且未出現(xiàn)裂縫。我國的三峽大壩，

7、在各方面都取得了很 大的成功。 但是，建筑大體積混凝土由于工程規(guī)模的大小、結(jié)構(gòu)形式、混凝土特點、 配筋構(gòu)造及受荷情況都與水利水電類建筑物差異很大。建筑工程大體積混凝土 相比于工大體積混凝土一般塊體較薄，體積較?。换炷猎O(shè)計強度高，單方混 凝土水泥用量較大；連續(xù)性整體澆筑要求較高；結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物多屬于地下、半地 下或室內(nèi)，受外界條件變化影響較小。此外，在混凝土溫度及溫度應(yīng)力的計算 方法和采取的措施上，兩者也有很多差異。建筑工程中，大體積混凝土與一般 混凝土也是不同的。大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚大、澆筑量大，工程條件復(fù)雜， 且多為現(xiàn)澆超靜定結(jié)構(gòu)混凝土，施工技術(shù)和質(zhì)量要求高等特點。因此，除了必 須具有足夠的

8、強度、剛度、穩(wěn)定性以外，還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)物的整體性和耐久性要 求1。 1.21.2 大體積混凝土的特點大體積混凝土的特點 “大體積混凝土”最早出現(xiàn)在水利水電工程中。在水利水電工程建設(shè)應(yīng)用 中許多科研工作者對“大體積混凝土”已作了大量細致的研究，發(fā)展至今從理 論到施工方法，施工方案及優(yōu)化控制等方面己比較成熟，并相應(yīng)制訂了一系列 規(guī)定，例如：早在 1933 年1936 年美國建成的大苦果重力壩，混凝土澆筑量 達 250 萬立方米，并且未出現(xiàn)裂縫。我國的三峽大壩，在各方面都取得了很大 的成功。 但是，建筑大體積混凝土由于工程規(guī)模的大小、結(jié)構(gòu)形式、混凝土特點、 配筋構(gòu)造及受荷情況都與水利水電類建筑物差異很

9、大。建筑工程大體積混凝土 相比于工大體積混凝土一般塊體較薄，體積較??；混凝土設(shè)計強度高，單方混 凝土水泥用量較大；連續(xù)性整體澆筑要求較高；結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物多屬于地下、半地 下或室內(nèi)，受外界條件變化影響較小。此外，在混凝土溫度及溫度應(yīng)力的計算 方法和采取的措施上，兩者也有很多差異。建筑工程中，大體積混凝土與一般 混凝土也是不同的。大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚大、澆筑量大，工程條件復(fù)雜， 且多為現(xiàn)澆超靜定結(jié)構(gòu)混凝土，施工技術(shù)和質(zhì)量要求高等特點。因此，除了必 須具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性以外，還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)物的整體性和耐久性要 求。 第第 2 章章 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機理大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機理

10、2.12.1 裂縫種類及成因裂縫種類及成因 混凝土是由水泥漿、砂子和石子組成的水泥漿體和骨料的兩相復(fù)合型脆性 材料。存在著兩種裂縫：肉眼看不見的微觀裂縫和肉眼看得見的宏觀裂縫。微 觀裂縫是混凝土本身就有的，它的寬度僅 25pm，主要有三種形式的微觀縫： 砂漿與石子粘結(jié)面上的裂縫，稱為粘著裂縫；穿越砂漿的微裂縫，稱為水泥石 裂縫；穿越骨料的微裂縫，稱為骨料裂縫。微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是 不規(guī)則、不貫通的，并且肉眼看不見，因此有微觀裂縫的混凝土可以承受拉力。 寬度不小于 005mm 的裂縫稱為宏觀裂縫，宏觀裂縫是由微觀裂縫擴展而來 的。混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種，一是由外荷載引起的

11、；二是結(jié) 構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，這是由于結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)和計算假設(shè)模型的差異引 起的；三是變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因 素引起的結(jié)構(gòu)變形，當變形受到約束時便產(chǎn)生應(yīng)力，當此應(yīng)力超過混凝土抗拉 強度時就產(chǎn)生裂縫田。 混凝土的宏觀裂縫按其成因有荷載裂縫、變形裂縫、施工裂縫、堿骨料反 應(yīng)裂縫。根據(jù)它們在結(jié)構(gòu)中的分布區(qū)域，一般可分為貫穿裂縫、深層裂縫及表 面裂縫三類。 混凝土表面裂縫一般是在干縮變形和混凝土自身溫度場變化的內(nèi)部約束或 由于氣溫驟降而引起的。表面混凝土冷卻受內(nèi)部熱混凝土的約束而產(chǎn)生的溫度 應(yīng)力，當它們大于混凝土同齡期的抗拉強度時裂縫就會發(fā)生。如果不受其它因 素

12、的影響，一般不會形成貫穿裂縫或深層裂縫。內(nèi)部裂縫是在澆筑塊頂面上出 現(xiàn)表面裂縫后，再在其上澆筑新混凝土，則原來的表面裂縫就變成了內(nèi)部裂縫。 深層裂縫是出現(xiàn)在脫離基礎(chǔ)約束范圍以外的表面裂縫，在經(jīng)歷一個較長降溫的 過程以后，如果內(nèi)部溫度較高，在混凝土塊內(nèi)部將形成一個溫度梯度比較陡的 復(fù)雜溫度場，從而使裂縫向縱深發(fā)展，形成深層裂縫，其內(nèi)部仍是連續(xù)的?；?礎(chǔ)貫穿裂縫是切斷混凝土結(jié)構(gòu)的大裂縫?；炷翝仓囟冗^高加上混凝土水化 熱溫升，形成混凝土的最高溫度，當降到施工期的最低溫度時，即產(chǎn)生基礎(chǔ)溫 差，這種由于均勻降溫產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，當其大于同齡期混凝土的抗拉強度時 就產(chǎn)生裂縫。基礎(chǔ)貫穿裂縫是混凝土變形受外

13、界約束而發(fā)生的，它的整個斷面 均受拉應(yīng)力，只要產(chǎn)生裂縫，就會形成貫穿裂縫。 微裂縫是所有混凝土結(jié)構(gòu)都具有的，它的存在是正常的現(xiàn)象。它雖然對混 凝土結(jié)構(gòu)的變形、強度有影響，但在設(shè)計規(guī)范中就已經(jīng)考慮到微裂縫對混凝土 強度和抗裂性能的影響，對具體的結(jié)構(gòu)不需另加研究。但微裂縫的存在，結(jié)構(gòu) 受力作用時，就會發(fā)展成宏觀裂縫。其基本過程是原始粘結(jié)裂縫的逐漸擴大和 新的粘結(jié)裂縫的出現(xiàn)，產(chǎn)生少量穿越砂漿的裂縫，穿越砂漿的裂縫發(fā)展較快， 并出現(xiàn)局部穿越骨料的裂縫，各種裂縫迅速發(fā)展并逐漸貫通，形成貫穿裂縫。 2.22.2 大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生原理大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生原理 溫度，作為一種變形作用，在混凝土

14、結(jié)構(gòu)中引起的裂縫有表面裂縫和貫穿 裂縫兩種。這兩種裂縫在不同程度上都屬于有害裂縫。由于高層建筑、高聳結(jié) 構(gòu)物和大型設(shè)備基礎(chǔ)的出現(xiàn)，大體積混凝土也被廣泛采用，大體積混凝土結(jié)構(gòu) 的溫度裂縫日益成為建筑工程技術(shù)人員面臨的技術(shù)難題。大體積混凝土的質(zhì)量 問題是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。造成結(jié)構(gòu)裂縫的原因是復(fù)雜的，綜合性的。但是， 大體積混凝土從澆筑時起，到達設(shè)計強度止，即施工期間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫主要 是水泥水化熱引起的溫度變化造成的。大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，是其內(nèi)部 矛盾發(fā)展的結(jié)果。矛盾的一方面是混凝土由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變， 另一方面是外部約束和混凝土各質(zhì)點間的約束，要阻止這種應(yīng)變。一旦溫度應(yīng) 力超

15、過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫。這是導(dǎo)致混凝土 產(chǎn)生裂縫的主要原因，現(xiàn)將產(chǎn)生裂縫的主要原因分述如下： 2.2.l 水泥水化熱 水泥水化過程中要放出一定的熱量。而大體積混凝土結(jié)構(gòu)物一般斷面較厚， 水泥放出的熱量聚集在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部不易散發(fā)。通過實測，水泥水化熱引起的溫 升，在水利工程中一般為 1525C，而在建筑工程中一般為 2030C，甚至 更高。水泥水化熱引起的絕熱溫升，是與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品 種有關(guān)，并隨混凝土的齡期(時間)按指數(shù)關(guān)系增長，一般在 1012 天接近于最 終絕熱溫升。但由于結(jié)構(gòu)物有一個自然散熱條件，實際上混凝土內(nèi)部的最高溫 度，多數(shù)發(fā)生在混凝土澆筑后的最初

16、 35 天。 由于混凝土的導(dǎo)熱性能差，澆筑初期混凝土的強度和彈性模量都很低，對 水化熱引起的急劇溫升約束不大，相應(yīng)的溫度應(yīng)力也較小。隨著混凝土齡期的 增長，彈性模量的增高，對混凝土內(nèi)部降溫收縮的約束也就愈來愈大，以至產(chǎn) 生很大的拉應(yīng)力。當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種拉應(yīng)力時，便開始出現(xiàn) 溫度裂縫。 2.2.2 外界氣溫變化 大體積混凝土在施工階段，外界氣溫的變化影響是顯而易見的，因為外界 氣溫愈高?；炷恋臐仓囟纫灿?；而外界溫度下降，又增加混凝土的降溫 幅度，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，這 對大體積混凝土是極為不利的?；炷羶?nèi)部的溫度是水化熟的絕熱溫度，澆

17、注 溫度和結(jié)構(gòu)物的散熱降溫等各種溫度疊加，而溫度應(yīng)力則是由溫差引起的溫度 變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝 土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般在 6065C，并且有較大的連續(xù)時間 (與結(jié)構(gòu)尺寸和澆筑塊體厚度有關(guān))。在這種情況下，研究合理的溫度控制措施， 防止混凝土內(nèi)外溫差引起的過大溫度應(yīng)力，就顯得更為重要。 2.2.3 約束條件 各種結(jié)構(gòu)物在變形變化過程中，必然會受到一定的“約束”或“抑制”而 阻礙變形，這就是指的約束條件。約束條件一般可概括為兩類：即外約束和內(nèi) 約束(亦稱自約束)。外約束指結(jié)構(gòu)物的邊界條件，一般指支座或其它外界因素 對結(jié)構(gòu)物變形的約束。內(nèi)

18、約束指較大斷面的結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)部非均勻的溫度及收 縮分布，各質(zhì)點變形不均勻而產(chǎn)生的相互約束。具有大斷面的結(jié)構(gòu)，其變形還 可能受到其它物體的宏觀約束。大體積混凝土由于溫度變化會產(chǎn)生變形，而這 種變形又受到約束，便產(chǎn)生了應(yīng)力，這就是溫度變化引起的應(yīng)力狀態(tài)。而當應(yīng) 力超過某一數(shù)值，便引起裂縫。 2.2.4 混凝土的收縮變形 混凝土中 80的水分要蒸發(fā)，約 20的水分是水泥硬化所必須的?；炷?土水化作用產(chǎn)生的體積變形，稱為“自身體積變形” ，該變形主要取決于膠凝 材料的性質(zhì)，對于普通水泥混凝土來說，大多數(shù)為收縮變形，少數(shù)為膨脹變形， 一般在-50+50 x l0-6 曠范圍內(nèi)。如果以混凝土溫度線膨脹系數(shù)

19、為 10 x0-6計， 當混凝土的自身體積變形從-0 x l0-6 擊變至 50 x l0-6 時，即相當于溫度變化 10引起的變形，這一數(shù)值是相當可觀的。 目前，補償收縮混凝土的研究和發(fā)展逐漸認識到，如果有意識地控制和利 用混凝土的自身體積膨脹，有可能大大改善某些混凝土的抗裂性。但對于普通 水泥混凝土，由于大部分屬于收縮的自身體積變形，數(shù)量級較小，一般在計算 中忽略不計. 如前指出，在混凝土中尚有 80的游離水分需要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會 引起混凝土體積的收縮(干縮)，這種收縮變形不受約束條件的影響。若有約束， 即可引起混凝土的開裂，并隨齡期的增長而發(fā)展?；炷恋氖湛s機理比較復(fù)雜， 其最大的

20、原因，可能是內(nèi)部孔隙水蒸發(fā)變化時引起的毛細管引力。收縮在很大 程度上是有可逆現(xiàn)象的。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù) 膨脹并幾乎達到原有的體積干濕交替將引起混凝土體積的交替變化，這對混 凝土是很不利的。此外，影響混凝土收縮的因素很多，主要是水泥品種和混合 材、混凝土的配合成分，化學(xué)外加劑以及施工工藝，特別是養(yǎng)護條件等。 第第 3 章章 大體積混凝土溫度裂縫控制大體積混凝土溫度裂縫控制 3.13.1 控制混凝土溫升控制混凝土溫升 大體積混凝土結(jié)構(gòu)在降溫階段，由于降溫和水分蒸發(fā)等原因產(chǎn)生收縮，再 加上存在外約束不能自由變形而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。因此，控制水泥水化熱引起的 溫升，即減小了降溫

21、溫差，這對降低溫度應(yīng)力、防止產(chǎn)生溫度裂縫能起釜底抽 薪的作用。為控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)因水泥水化熱而產(chǎn)生的溫升，需采取相應(yīng) 的施工措施。 3.1.1 選用中低熱的水泥品種 混凝土升溫的熱源是水泥水化熱，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥以及 盡量降低單位水泥用量。為此，施工大體積混凝土結(jié)構(gòu)多用 325#、425#礦渣硅 酸鹽水泥。 3.1.2 摻加外加劑 為了滿足送到現(xiàn)場的商品混凝土具有一定坍落度，如單純增加單位水泥用 量，不僅多用水泥，加劇混凝土收縮，而且會使水化熱增大，容易引起開裂。 因此應(yīng)選擇適當?shù)耐饧觿?木質(zhì)素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑，對水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng)，并能 使水的表面張力降低而

22、引起加氣作用。因此，在混凝土中摻入水泥重量 025的木鈣減水劑(即木質(zhì)素磺酸鈣)，它不僅能使混凝土和易性有明顯的改 善，同時又減少了 10左右的拌合水，節(jié)約 10左右的水泥，從而降低了水 化熱。近年來，開發(fā)一種新型“減低收縮劑 ，常用的有 UEA，AEA，是摻入 后可使混凝土空隙中水分表面張力下降從而減少收縮的新材料，它可減少收縮 40-60，但是能否起到有效地控制收縮裂縫的作用，還應(yīng)注重其適用條件和 后期收縮。 3.1.3 粗細骨料選擇 為了達到預(yù)定的要求，同時又要發(fā)揮水泥最有效的作用，粗骨料應(yīng)達到最 佳的最大粒徑。對于大體積鋼筋混凝土，粗骨料的規(guī)格往往與結(jié)構(gòu)物的配筋間 距、模板形狀以及混凝

23、土澆筑工藝等因素有關(guān)。 宜優(yōu)先采用以自然連續(xù)級配的粗骨料配制混凝土。因為用連續(xù)級配粗骨料 配制的混凝土具有較好的和易性、較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強 度。在石子規(guī)格上可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、級配良好的石子。因 為增大骨料粒徑，可減少用水量，而使混凝土的收縮和泌水隨之減少。同時亦 可減少水泥用量，從而使水泥水化熱減小，最終降低了混凝土的溫升。當然骨 料粒徑增大后，容易引起混凝土的離析，因此必須優(yōu)化級配設(shè)計，施工時加強 攪拌、澆筑和振搗工作。根據(jù)有關(guān)試驗結(jié)果表明，采用 5-25mm 石子每立方 米混凝土可減少用水量 15kg 左右，在相同水灰比的情況下，水泥用量可減少 20kg

24、 左右。 粗骨料顆粒的形狀對混凝土的和易性和用水量也有較大的影響。因此，粗 骨料中的針、片狀顆粒按重量計應(yīng)不大于 15。細骨料以采用中、粗砂為宜。 根據(jù)有關(guān)試驗資料表明，當采用細度模數(shù)為 279、平均粒徑為 038 的中、 粗砂，它比采用細度模數(shù)為 212、平均粒徑為 0336 的細砂，每立方米混凝 土可減少用水量 2025kg，水泥用量可相應(yīng)減少 2835kg。這樣就降低了混 凝土的溫升和減小了混凝土的收縮。 泵送混凝土的輸送管道除直管外，還有錐形管、彎管和軟管等。當混凝土 通過錐形管和彎管時，混凝土顆粒間的相對位置就會發(fā)生變化，此時如混凝土 的砂漿量不足，便會產(chǎn)生堵管現(xiàn)象。所以在級配設(shè)計時

25、適當提高一些砂率是完 全必要的，但是砂率過大，將對混凝土的強度產(chǎn)生不利影響。因此在滿足可泵 性的前提下，應(yīng)盡可能使砂率降低。 另外，砂、石的含泥量必須嚴格控制。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗，砂、石的含泥量超 過規(guī)定，不僅會增加混凝土的收縮，同時也會引起混凝土抗拉強度的降低，對 混凝土的抗裂是十分不利的。因此在大體積混凝土施工中建議將石子的含泥 量控制在小于 1，砂的含泥量控制在小于 2。 3.1.4 控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度 為了降低大體積混凝土總溫升和減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，需要先控制混凝土 的出機溫度和澆筑溫度?；炷恋脑牧现惺拥谋葻彷^小，但其在每立方米 混凝土中所占的重量較大；水的比熱最大，但它的

26、重量在每立方米混凝土中只 占一小部分。因此對混凝土出機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂的溫度 次之，水泥的溫度影響很小。為了進一步降低混凝土的出機溫度，其最有效的 辦法就是降低石子的溫度。在氣溫較高時，為防止太陽的直接照射，可在砂、 石堆場搭設(shè)簡易遮陽裝置，必要時須向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。 混凝土從攪拌機出料后，經(jīng)攪拌運輸車運輸、卸料、泵送、澆筑、振搗、平倉 等工序后的混凝土溫度稱為澆筑溫度。關(guān)于澆筑溫度的控制，我國有些規(guī)范提 出不得超過 25，否則必須爭取特殊的技術(shù)措施的規(guī)定。美國 ACI 施工手冊中 規(guī)定不得超過 32；日本土木學(xué)會施工規(guī)程中規(guī)定不得超過 30；日本建筑 學(xué)

27、會鋼筋混凝土施工規(guī)程中規(guī)定不得超過 35。在土建工程的大休積鋼筋混凝 土施工中，澆筑溫度對結(jié)構(gòu)物的內(nèi)外溫差影響不大，因此對主要受早期溫度應(yīng) 力影響的結(jié)構(gòu)物，沒有必要對澆筑溫度控制過嚴。但是考慮到溫度過高會引起 較大的干縮以及給混凝土的澆筑帶來不利影響，適當限制澆筑溫度是合理的。 建議最高澆筑溫度控制在 40以下為宜，這就要求在常規(guī)施工情況下合理選擇 澆筑時間，完善澆筑工藝以及加強養(yǎng)護工作。 3.43.4 加強混凝土的保溫和養(yǎng)護加強混凝土的保溫和養(yǎng)護 剛澆筑的混凝土強度低、抵抗變形能力小，如遇到不利的溫濕度條件，其 表面容易發(fā)生有害的冷縮和干縮裂縫。保溫的目的是減小混凝土表面與內(nèi)部溫 差及表面混

28、凝土溫度梯度，防止表面裂縫的發(fā)生。無論在常溫還是在負溫下施 工，混凝土表面都需覆蓋保溫層。常溫保溫層，可以對混凝土表面因受大氣溫 度變化或雨水襲擊的溫度影響起到緩沖作用；負溫保溫層則根據(jù)工程項目地點、 氣溫以及控制混凝土內(nèi)外溫差等條件進行設(shè)計。但負溫保溫層必須設(shè)置不透風(fēng) 材料覆蓋層，否則效果不夠理想。保溫層兼有保濕的作用，如果用濕砂層，濕 鋸末層或積水保濕效果尤為突出，保濕可以提高混凝土的表面抗裂能力。 3.4.1 大體積混凝土的養(yǎng)護要求 1、在大體積混凝土保溫養(yǎng)護過程中，應(yīng)對混凝土澆筑塊體的里外溫差和 降溫速度進行監(jiān)測，現(xiàn)場實測是控制大體積混凝土施工中是一重要環(huán)節(jié)：根據(jù) 現(xiàn)場實測結(jié)果可隨時掌

29、握與溫控施工控制數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)(里外溫差、最高溫升 及降溫速度等)，可根據(jù)這些實測結(jié)果調(diào)整保溫養(yǎng)護措施以滿足溫控指標的要求。 2、保溫養(yǎng)護的時間，應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力(包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力)加以控 制確定，如何時開始覆蓋保溫材料對保溫最有利呢?目前施工單位大都在混凝土 表層終凝后就開始覆蓋保溫層，這無疑偏早，合理的保溫時間應(yīng)從混凝土降溫 時開始，這是因為：1)混凝土在升溫階段基本上處于受壓狀態(tài)(表面拉應(yīng)力非常 小)，混凝土出現(xiàn)裂縫的機會非常??；2)如果在升溫階段開始保溫，這實際上是 進行混凝土蓄熱，勢必提高了混凝土的最高溫升，根據(jù)多年經(jīng)驗，混凝土保溫 開始至少在混凝土澆筑 3d 以后進行；3)大

30、體積混凝土的養(yǎng)護期不得少于 28 天， 保溫層覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進行。 3、保溫養(yǎng)護過程中，應(yīng)保持混凝土表面濕潤。保濕可以提高混凝土的表 面抗裂能力。有資料表明，潮濕養(yǎng)護時，混凝土極限拉伸值比干燥養(yǎng)護時要大 2050。 4、具有保溫性能良好的材料可以用于混凝土的保溫養(yǎng)護中。在大體積混 凝土施工中可因地制宜地采用保溫性能好，又便宜的材料作為大體積混凝土的 保溫養(yǎng)護，如塑料薄膜、草袋等。 5、在大體積混凝土養(yǎng)護過程中，不得采用強制、不均勻的降溫措施。否 則，易使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。 6、在大體積混凝土拆模后，應(yīng)采取預(yù)防寒潮襲擊、突然降溫和劇裂干燥 等措施。當采用木模板，而且木模板又作為保溫養(yǎng)

31、護措施的一部份時，木模板 的拆除時間應(yīng)根據(jù)保溫養(yǎng)護的要求確定。 3.4.2 大體積混凝土的養(yǎng)護措施 1、蓄水養(yǎng)護。混凝土終凝后，在其表面蓄存一定深度的水，采取蓄水養(yǎng) 護是一種較好的方法。我國許多工程曾經(jīng)采用，并取得良好的效果。水的導(dǎo)熱 系數(shù)為 058w(mK)，具有一定的隔熱保溫作用。這樣可以延緩混凝土內(nèi) 部水化熱的降溫速率，縮小混凝土中心和表面的溫度差值，從而可防止混凝土 的裂縫開展。 2、表面保溫層養(yǎng)護。在混凝土的表面鋪設(shè)各種保溫材料，可以有效地防 止混凝土表面的熱量散失，降低新澆筑混凝土的表面與內(nèi)部之間的溫差，延緩 混凝土的降溫速率。 3、盡快回填土。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)拆模后，宜盡快回填

32、土，用土體保 溫避免氣溫驟變時產(chǎn)生有害影響，亦可延緩降溫速率，避免產(chǎn)生裂縫。我國有 的大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程就因為拆模后未回填土而長期暴露在外，結(jié)果引起裂 縫。 3.33.3 加強混凝土的溫度監(jiān)測工作加強混凝土的溫度監(jiān)測工作 溫度控制是大體積混凝土施工中的一個重要環(huán)節(jié)，也是防止溫度裂縫的關(guān) 鍵。加強施工監(jiān)測工作在大體積混凝土的凝結(jié)硬化過程中，及時摸清大體積混 凝土不同深度溫度場升降的變化規(guī)律，隨時監(jiān)測混凝土內(nèi)部的溫度情況，以便 有的放矢地采取相應(yīng)的技術(shù)措施，確?；炷敛划a(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，避免溫 度裂縫的發(fā)生，具有非常重要的作用。 監(jiān)測混凝土內(nèi)部的溫度，可采用在混凝土內(nèi)部不同部位埋設(shè)銅熱傳感器，

33、 用混凝土溫度測定記錄儀進行施工全過程的跟蹤監(jiān)測，做到全面、及時、均勻 地控制大體積混凝土溫度情況。 為了準確地了解混凝土內(nèi)部溫度場的分布情況，除需要按設(shè)計要求布置一 定數(shù)量的傳感器外，還要確保埋入混凝土中的每個傳感器具有較高的可靠性。 因此，必須對傳感器進行封裝，封裝的工序一般包括：初篩、熱老化處理、絕 緣試驗、饋線焊接和密封。 目前在工程上所用的混凝土測定記錄儀，不僅可顯示讀數(shù)，而且還自動記 錄各測點的溫度，能及時繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線，隨時可對照理論計 算值，可有的放矢地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。這樣在施工過程中，可以做到對大 體積混凝土內(nèi)部的溫度變化進行跟蹤監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工，確保施

34、工質(zhì)量。 銅熱傳感器，在混凝土澆筑前埋置于基礎(chǔ)內(nèi)，一般按結(jié)構(gòu)的厚度分上、中、 下三層設(shè))置。測溫的時間，應(yīng)在混凝土澆筑完畢 12h 開始，前 5d 每隔 2h 測一 次；到后可延長到 4h 測一次；l0d 后可延長到 6h 測一次。當混凝土表面溫度 與大氣溫度接近，大氣溫度與混凝土中心溫度的溫差不大于 25時，可以解除 保溫，停止測溫工作。 第第 4 章章 結(jié)論結(jié)論 保溫養(yǎng)護是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。保溫養(yǎng)護的目的主要是降低大 體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以及降低混凝土塊體的降溫速度，充分利用 混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受溫度應(yīng)力時的抗裂能力，達到防止 或控制溫度裂縫的目的。同

35、時，在養(yǎng)護過程中保持良好的溫度和防風(fēng)條件，使 混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護，施工人員應(yīng)根據(jù)事先確定的溫控指標的要求，來 確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護措施。 混凝土澆筑后 46 小時內(nèi)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。 塑料薄膜，草袋等可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，在寒冷季節(jié)可搭設(shè) 擋風(fēng)保溫棚，覆蓋層的厚度應(yīng)根據(jù)溫控指標的要求計算確定。具有保溫性能良 好的材料可以用于混凝土的保溫養(yǎng)護中。在大體積混凝土施工時，可因地制宜 地采用保溫性能好而又便宜的材料用作大體積混凝土的保溫養(yǎng)護中。 在大體積混凝土保溫養(yǎng)護過程中，應(yīng)對混凝土塊體的內(nèi)外溫差和降溫速度 進行監(jiān)測，根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果

36、可隨時掌握與溫控施工控制資料有關(guān)的資料(內(nèi)外 溫差、最高溫升及降溫速度等)，可根據(jù)這些實測結(jié)果調(diào)整保溫養(yǎng)護措施以滿足 溫控標的要求。 在大體積混凝土養(yǎng)護過程中，不得采用強制、不均勻的降溫措施，否則， 易使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土施工時，主要采用鋼模和木模。無 論鋼模、木模在模板拆除后，都應(yīng)根據(jù)大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)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。 對標高位于士 0000 以下的部位，應(yīng)及時回填土；士 0000 以上部位應(yīng) 及時加以覆蓋，不宜長期暴露在風(fēng)吹日曬的環(huán)境中。 致謝致謝 感謝程志高、毛玉紅、黃素清等各位老師指導(dǎo)，使論文才得以順利完成； 感謝浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院曾經(jīng)為我授過課的老師，感謝浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué) 院建工系的全體老師，是他們的言傳身教，才使我日有所長，學(xué)有所成；感謝 我的朋友，沒有的他的幫助，不可想象我將會怎么樣。 2009 年 5 月 參考文獻參考文獻 1 江正榮，朱國粱簡明施工計算手