混凝土工程講義課件

1、中國新興建設開發(fā)總公司技術質量管理講座之二混凝土工程一、混凝土基本力學性能簡介傳統(tǒng)的混凝土是由水泥、砂、石子和水拌合而成，澆筑后逐漸硬化成具有很高強度的密實塊體。隨著時代的發(fā)展，人們對混凝土的性能提出更多的要求，混凝土的組成材料也逐漸增多，摻加礦物摻和料以改善混凝土的和易性，摻加減水劑以降低水灰比等，混凝土的組成材料變得更加復雜。影響混凝土力學性能的因素很多，如組成混凝土的骨料和水泥漿體的體積比；骨料顆粒的尺寸和分布；水泥漿體發(fā)揮作用的程度；骨料和水泥漿體的力學、物理和化學性質；骨料和水泥漿體結合面的性質；溫濕度條件以及試件尺寸、形狀的影響；應力或應變的狀態(tài)，還有加載形式（靜荷載或動荷載，長期

2、荷載或短期荷載）以及加載方式（勻速的、重復的或交變加載，快速加載）的影響等等。不論哪種配合比下的混凝土，粗細骨料都是分散在水泥漿內，即骨料顆粒是被水泥漿包裹著，通常是由細骨料（砂子）與水泥漿組成水泥砂漿，而粗骨料（碎石或躒石）則浸埋在水泥砂漿內，最后硬結成為內部結構極為復雜的，非均質各向異性的非連續(xù)體的建筑材料。試驗表明，普通混凝土內的各個組成部分（水泥石即硬化水泥漿、砂漿和粗骨料），其各自的抗壓強度一般都比作為整體材料的混凝土的抗壓強度高。原因是由于水泥漿和骨料接觸面上的粘結力較弱，骨料和水泥漿間的粘結強度是混凝土組成體系中最弱的環(huán)節(jié)，對混凝土特性起著重要的作用。我們通常所說的混凝土強度等級

3、是按混凝土立方體的抗壓標準強度確定的，它是采用標準制作方法制作的，每邊為150mm的立方體試塊，在202的溫度和相對濕度在95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護，在28天齡期，按照標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓極限強度值，為混凝土立方體抗壓標準強度?；炷恋目箟簶O限強度隨混凝土的齡期逐漸增長，增長的速度開始較快（特別是在前28天），后來逐漸緩慢，強度增長過程與養(yǎng)護條件有關，在潮濕環(huán)境中強度增長的過程往往要延續(xù)很多年。我們通常所說的混凝土的強度等級是針對混凝土的抗壓強度來說的，一般不去考察混凝土的抗拉強度，因為當增加水泥用量或提高混凝土強度等級時，抗拉強度的增加程度遠不如抗壓強度那樣。前面介紹的混

4、凝土標準抗壓強度，是混凝土試件處于單向受力狀態(tài)下得到的結果。而在實際的鋼筋混凝土結構中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)，如梁、板和殼，這些結構中的應力主要是兩向的。而螺旋鋼筋柱或鋼管柱核芯部分的混凝土則是處于三向受壓狀態(tài)，因而需要研究混凝土在雙軸和三軸作用下的強度?；炷猎嚰谌蚴軌合虏粌H能提高其強度，而且能提高其延性。隨著側壓力的增加，試件的強度和延性都有顯著提高。在圓柱形混凝土外設置箍筋或螺旋箍，乃至鋼管柱以約束混凝土均能取得類似的效果。根據(jù)國內外大量資料的統(tǒng)計分析，混凝土在多次重復荷載作用下的破壞極限強度要低于混凝土的靜力極限強度?；炷恋钠趶姸冗€和循環(huán)次數(shù)及混凝土的強度等級有關。在應力

5、重復作用次數(shù)足夠多時，將因混凝土嚴重裂開或變形過大而破壞。通過對混凝土表面和內部微裂縫的觀測表明，疲勞破壞是內部微裂縫逐漸形成發(fā)展和貫通的結果。與由靜荷載引起的破壞相比，混凝土疲勞破壞時具有較大的變形和嚴重開裂現(xiàn)象。因此，混凝土的疲勞破壞表現(xiàn)為具有相當變形的非脆性破壞。當應力為常數(shù)時，也即混凝土構件承受靜止荷載（如結構樓板上的裝飾面層）時，隨著荷載持續(xù)時間的增長，混凝土的變形也將增大，這種現(xiàn)象稱為徐變，增長的變形稱為徐變變形。由于混凝土的徐變性能會使構件的變形增加，它在鋼筋混凝土構件中將引起應力重分布現(xiàn)象，在預應力混凝土結構中則會造成預應力損失。 混凝土的收縮和膨脹變形收縮是混凝土在不受荷載情

6、況下因體積變化而產生的變形。引起混凝土體積變化而產生收縮的原因很多，廣義地講，收縮可由兩種情況引起：一種是干燥失水引起，也稱為物理性收縮，這種變形是可以恢復的；另一種是由于水泥和水拌和以后，水泥顆粒吸收水分后凝結形成水泥膠體，膠體中水泥顆粒與水不斷水化作用，形成一種新的晶體化合物，這種晶體化合物較原材料體積為小，因而引起體積的不斷收縮，稱為化學性收縮，這種收縮隨著時間的增加而增加，但增加的速度逐漸減少，是一種不能恢復的收縮變形。試驗表明：水泥用量越多、水灰比越大、骨料顆粒愈小、孔隙率愈高、骨料的彈性模量愈低、則收縮也愈大。此外，在混凝土結硬過程中周圍濕度大以及使用環(huán)境的濕度大時，則收縮較小。

7、混凝土的碳化在鋼筋混凝土體系的內部存在物理、化學方面的不均勻性，往往產生不同程度的電位差，使鋼筋具備電化學腐蝕的基本條件，但因混凝土的初始堿度（pH值大于12），鋼筋表面會形成一種致密不穩(wěn)定的鈍化膜，可以有效地抑制電化學反應而防止鋼筋銹蝕?；炷恋奶蓟侵复髿庵械腃O2，不斷向混凝土內部滲透，并與其中的堿性水化物，主要是與Ca（OH）2發(fā)生的物理化學過程。碳化可使混凝土堿度降低至10以下。當碳化深度達到鋼筋表面時，將破壞鈍化膜，在有水和氧供給的情況下將導致鋼筋的銹蝕。研究還指出，當pH12，但砂漿中含氯離子過多（占砂漿重0.6%）,鋼筋也可能銹蝕。國內外的試驗都表明，混凝土碳化深度與時間的方根

8、成比例。 抗碳化能力與下列因素有關： 1、水灰比 2、水泥品種 3、骨料 4、施工質量 5、表面涂層 6、環(huán)境條件二、混凝土的施工質量控制混凝土的質量控制是一個全過程的管理過程： 1、原材料 2、攪拌 3、運輸 4、澆筑 5、振搗 6、結構工程脫模養(yǎng)護混凝土性能主要反應在以下方面：1、強度等級2、功能性（抗?jié)B、抗凍、抗折、輕質、高強、大體積混凝土等）3、耐久性（氯離子、堿含量）4、施工性（稠度、泵送、早強、緩凝、免振）以上均應符合設計要求和規(guī)范標準規(guī)定，并應滿足施工操作需要。 混凝土拌合物的原材料（水泥、砂、石、水）、外加劑、摻合料的質量，必須符合規(guī)范、規(guī)程、標準，并按有關規(guī)定具有產品出廠合格

9、證明和進場復驗報告。 3、砂、石應堆放在硬底場地，分品種、規(guī)格以墻相隔堆放，嚴防混料或混入雜物。并掛牌標識注明產地、規(guī)格和質量狀態(tài)。4、配有與攪拌混凝土相適應的試驗檢測設備、標準養(yǎng)護室和具有試驗工作資格的試驗員。5、混凝土配合比，必須由具有相應試驗資質等級的試驗室提供。攪拌起用配合比，應組織開盤鑒定。經試拌將設計的配合比調整為施工配合比后經簽認進行生產攪拌。 混凝土攪拌操作臺，必須設混凝土攪拌配合比標牌，并在標牌欄目注明：工程名稱、澆筑部位、澆筑日期、澆筑總量（m3）、強度等級、坍落度，配合比編號、水泥、外加劑、摻合料的品種。設計配合比比例、水泥、砂、石、水、外加劑、摻合料每盤實際用量，小車運

10、料每車重量，砂石含水率，含泥量等，自動加水應注明計量裝置每秒流量。還應注明工程項目技術負責人、施工配合比調整負責人、攪拌操作負責人等。商品混凝土生產供應單位，應具有企業(yè)資質等級證書，并應符合其資質等級營業(yè)范圍。混凝土質量應符合現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程和混凝土質量控制標準。對混凝土的品質要求和管理上配合要求應在預拌混凝土購銷合同中詳細描述。預拌混凝土購銷合同中技術質量管理的要求：1、預拌混凝土堿集料反應控制要求：根據(jù)混凝土結構設計規(guī)范的規(guī)定，根據(jù)混凝土構件的環(huán)境類別和設計使用年限對結構混凝土耐久性提出了要求。2、預拌混凝土執(zhí)行的標準：預拌混凝土質量管理執(zhí)行北京市標準商品混凝土質量管理規(guī)程（DBJ01-90

11、）的要求。3、預拌混凝土配合比的要求：商品混凝土廠家須在進行每一次新的配合比混凝土澆筑之前將配合比和相關資料報送給訂貨方，在得到訂貨方技術負責人準允后，方可按新的配合比進行大批量混凝土供應。4、預拌混凝土現(xiàn)場管理要求：每次供應混凝土時，要求廠家至少有一名技術管理人員（精于試驗和商品混凝土技術和管理工作）駐守現(xiàn)場，負責現(xiàn)場與廠家之間的溝通并協(xié)助現(xiàn)場試塊的制作和商品混凝土的管理。5、預拌混凝土供應時間要求：根據(jù)混凝土泵送施工技術規(guī)程（JGJ/T 10-95）的規(guī)定，根據(jù)混凝土泵的實際平均輸出量、混凝土攪拌運輸車的容量、運輸車的平均行車速度和每臺運輸車的總計停歇時間，計算得到運輸車的需求量和供應時間

12、要求。廠家需在車內安裝 通訊設備隨時與廠家保持聯(lián)系。混凝土出站后，嚴禁混凝土罐車司機往混凝土中加水。6、預拌混凝土坍落度要求：混凝土坍落度以現(xiàn)場實際測量為準。當因現(xiàn)場泵送等原因需要更改坍落度時，必須由定貨方出具更改手續(xù)。7、預拌混凝土水泥技術要求：當混凝土強度等級C30采用普通硅酸鹽水泥P.042.5;混凝土強度等級C30可以采用P.032.5; 每段澆筑所用混凝土均須使用同一批次水泥。8、預拌混凝土粗骨料要求：采用5mm 25mm連續(xù)級配碎石，針片狀顆粒含量10%，含泥量小于1%，石子吸水率小于1.5%。骨料最大粒徑與輸送管徑之比：泵送高度在50m以下時，不宜大于1：2.5；泵送高度在50

13、100m，宜在1：3 1：4；泵送高度在100m以上時，宜在1：4 1：5。廠家提供現(xiàn)場試驗報告 。粗骨料符合普通混凝土用碎石和卵石質量標準和檢驗方法（JGJ53-92）。9、預拌混凝土細骨料技術要求：砂采用中砂或中粗砂，細度模數(shù)為2.6 3.7，含泥量小于3%，符合普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法（JGJ52-92）的規(guī)定并提供現(xiàn)場試驗報告。10、預拌混凝土粉煤灰技術要求：有防水要求的選用級磨細粉煤灰，其他采用級粉煤灰。粉煤灰應用時應符合國家現(xiàn)行標準粉煤灰混凝土應用技術規(guī)程（GBJ164） 粉煤灰在混凝土和砂漿中應用技術規(guī)程（JGJ128）和混凝土中摻用粉煤灰的技術規(guī)程（DBJ01-10-9

14、3）的規(guī)定。11、預拌混凝土外加劑技術要求：混凝土摻用的減水劑、膨脹劑、防水劑、密實劑、引氣劑或復合型外加劑等，其品種和摻量由試驗確定。所有外加劑須符合國家或行業(yè)標準一等品及以上的質量要求，標準主要有混凝土外加劑、混凝土外加劑應用技術規(guī)范、混凝土泵送劑和預拌混凝土等。12、預拌混凝土用水技術要求：應符合混凝土拌和用水標準（JGJ63-89）。 13、其他技術指標：水灰比宜在0.40.6；灰砂比控制在1： 2 2.5；最小水泥用量宜為300kg/m3（當摻加活性摻和料時不得小于280 kg/m3 ）。預拌混凝土的砂率控制在38% 45%。14、初凝時間和終凝時間要求。通常來說，我們將初凝時間控制

15、在4h，終凝時間控制在911h。15、預拌混凝土廠家應到工地現(xiàn)場制作試塊，并提供7d齡期的混凝土強度報告。16、預拌混凝土環(huán)境保護檢測要求：所有預拌混凝土原材料需要有符合國家標準的環(huán)保檢測報告；成品商品混凝土放射性指標限量必須符合內外照射指數(shù)均 1.0 的規(guī)定。17、預拌混凝土強度要求：同強度等級、同配比的每批混凝土，從澆筑現(xiàn)場取樣的每組28天的強度試塊（包括同條件和標養(yǎng)試塊），其強度平均值不得低于設計強度值的115%；7天強度試塊其強度平均值不得低于設計強度值的75%；3天強度試塊其強度平均值不得低于設計強度值的45%。18、預拌混凝土資料要求：（1）預拌混凝土出廠合格證（于30天內提供）（

16、2）預拌混凝土運輸單、混凝土配合比及試配記錄、混凝土開盤鑒定（隨車提供）（3）氯含量、氡含量和堿含量計算書（明確預防堿集料反應的部位）（4）商品混凝土各種原材料放射性檢測報告（5）冬期施工時廠家向訂購單位提供經回歸擬合而成的成熟度曲線和相關參數(shù)廠家除了向訂購單位提供上述資料外，還應按每一次混凝土配合比提供以下資料：（1）水泥出廠合格證、出廠試驗報告（2）砂子試驗報告（3）碎（卵）石試驗報告（4）輕集料試驗報告、合格證（5）外加劑產品合格證、出廠試驗報告、防偽標志、準用證（含冬施時防凍劑和防凍劑復試報告）（6）摻和料試驗報告、合格證（7）混凝土抗壓強度報告（3天強度報告、28天強度報告，且廠家試

17、驗報告上的出廠日期、編號與復試3天、28天試驗報告上的日期、編號必須相對應出廠檢驗，數(shù)值填入預拌混凝土出廠合格證）（8）混凝土抗?jié)B試驗報告（試驗結果填入預拌混凝土出廠合格證）（9）混凝土試塊強度統(tǒng)計、評定記錄（攪拌單位取樣部分）（10）混凝土坍落度測試記錄（攪拌單位測試記錄）19、預拌混凝土最終結算計量方式選擇：建議采用按照圖紙和變更進行工程量的計量，隨車小票只作為混凝土運輸車到達目的地的證明依據(jù)。 采用商品混凝土的結構工程，項目部應配備與結構工程的規(guī)模技術特點相適應的試驗設備、標準養(yǎng)護室（標養(yǎng)箱）和經過專業(yè)培訓考核具有試驗工作資格的試驗員。有健全的試驗管理制度，試驗工作規(guī)范化。25mm的插入

18、式振搗棒泵送混凝土輸送管的固定，不得直接支承在鋼筋、模板及預埋件上，并應符合下列規(guī)定：1、水平管宜每隔一定距離用支架、臺墊、吊具等固定，以便于排除堵管、裝拆和清洗管道；2、垂直管宜用預埋件固定在墻和柱或樓板頂留孔處。在墻及柱上每節(jié)管不得少于1個固定點；在每層樓板預留孔處均應固定；3、垂直管下端的彎管，不應作為上部管道的支撐點，宜設鋼支撐承受垂直管重量；4、當垂直管固定在腳手架上時，根據(jù)需要可對腳手架進行加固；5、管道接頭卡箍處不得漏漿?；炷吝\至澆筑地點其稠度（坍落度、擴展度）應符合施工和設計要求，不分層、不離析。夏季并應有防曬、防雨，冬季有保溫、防風雪措施?，F(xiàn)場根據(jù)配合比設計的坍落度進行現(xiàn)場

19、測量，對坍落度不合格的混凝土，現(xiàn)場出現(xiàn)分層、離析的混凝土立即退還。澆筑混凝土前，應完成隱蔽工程驗收。檢查模板拼縫嚴密、平整度，清除模內雜物或冰雪。檢查預埋件、箱盒、孔洞位置、保護層厚度及其定位措施的可靠性。嚴防澆筑振搗踩壓鋼筋骨架，板類鋼筋骨架應設馬凳支架，鋪搭跳板?；炷两硬缣幨┕たp模板安裝前，應預先將已硬化混凝土表面層的水泥薄膜或松散混凝土及其砂漿軟弱層剔鑿、清理干凈。外露鋼筋插鐵沾有灰漿油污應清刷干凈。在澆筑豎向結構，應按施工技術方案措施在施工縫接茬處宜先鋪適當厚度與混凝土內成分相同的水泥砂漿（攪拌無石子），且與混凝土溶合，拆模后施工縫處不得有砂漿層顯露?；炷凉嘧⑷肽?，不得集中傾倒沖擊

20、模板或鋼筋骨架。應按澆筑程序分層均勻布料。柱、墻板灌注高度大于2m時，應采用串筒、溜管下料，出料管口至澆筑層的傾落自由高度不應大于1.5m。采用插入式振搗，混凝土分層灌注厚度可在40cm左右。振搗混凝土，應確保密實、預留孔洞、箱盒、預埋筋、鋼筋位置和保護層位置準確，面層平整。嚴防漏振、欠振或過振。振搗預應力結構，應防止振搗棒碰撞預應力筋、預埋螺旋波紋管道、灌漿孔、排氣孔位置、錨固端等，確保承壓板位置及底部混凝土密實?；炷两Y構工程施工質量驗收規(guī)范對養(yǎng)護作了如下規(guī)定：1、應在澆筑完畢后的12h以內對混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護；（不提倡采用涂刷養(yǎng)護劑等方式進行養(yǎng)護，效果不佳）2、混凝土澆水養(yǎng)護的時間

21、：對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7d；對摻用緩凝外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土，不得少于14d；3、澆水次數(shù)應能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)；混凝土養(yǎng)護用水應與拌制用水相同；4、采用塑料布覆蓋養(yǎng)護的混凝土，其敞露的全部表面應覆蓋嚴密，并應保持塑料布內有凝結水；（對于柱通常采用塑料布覆蓋的方式進行養(yǎng)護，墻體采用澆水進行養(yǎng)護（大的項目建議采用花管），板可以覆蓋塑料薄膜也可以采用漫水的方式；5、混凝土強度達到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。留置施工縫的位置應在施工技術方案預先確定，并應留置在結構受剪力較小部位。后澆帶應按設計要求留置?；炷两孛婢鶓?/p>

22、實整齊?；炷恋膹姸鹊燃?、抗?jié)B等級和堿含量、氯離子含量均應符合設計要求和規(guī)范、標準規(guī)定。混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50204-2002）中關于增加結構實體檢驗層次的規(guī)定是強化混凝土單項工程的重要措施：1、混凝土保護層厚度的檢驗；2、混凝土強度的檢驗。 混凝土保護層厚度的檢驗混凝土保護層厚度直接影響結構構件的承載力、耐久性和防火等性能。以前對鋼筋實際位置的檢查在隱蔽工程驗收時進行，但實際上后期的混凝土澆筑、振搗可能造成鋼筋位移，尤其是后期的混凝土澆筑、振搗可能造成鋼筋移位，尤其是懸臂構件負彎矩鋼筋向下移位可能嚴重削弱結構構件承載力，而保護層厚度過小則可能引起耐久性問題。在混凝土子分部工

23、程驗收前，通過保護層厚度的檢測控制受力鋼筋位置，是保證結構安全的重要措施。GB50204-2004在附錄E中規(guī)定了構件的抽樣數(shù)量，并特別重視對懸挑構件的抽樣檢驗?？紤]到混凝土澆搗對鋼筋位置可能的不利影響，這時的允許偏差在鋼筋安裝允許偏差的基礎上適當增加。此外，考慮到抽樣檢驗的偶然性，規(guī)范采取了在一定條件下加倍抽樣檢驗的方案。 混凝土強度的檢驗規(guī)范中采用同條件養(yǎng)護試件強度作為驗收結構實體混凝土強度的依據(jù)，是由于近年來混凝土組成成分的巨大變化，在未經系統(tǒng)試驗統(tǒng)計以建立準確的專用曲線之前，不宜采用非破損或局部破損檢測方法得到的推定強度作為驗收結構實體混凝土的依據(jù)。鉆芯取樣方法雖可直接反映實體強度，但

24、成本太高，難以作為普查手段，且對結構（特別是重要部位）造成傷害。等效養(yǎng)護齡期的采用是為了消除同條件養(yǎng)護和標準養(yǎng)護在溫度條件方面的差異。但兩者在濕度方面的差異也是客觀存在的。在自然養(yǎng)護條件下由于失水而使強度增長受到影響，因此同條件養(yǎng)護試件的強度不僅比標養(yǎng)強度低，而且也低于結構中實際的混凝土強度，因此規(guī)范規(guī)定應乘折減系數(shù)予以修正。標養(yǎng)試件強度是混凝土分項工程中對各檢驗批的驗收依據(jù)，合格與否只影響該批混凝土；而同條件養(yǎng)護試件強度則是子分部工程驗收前對結構實體混凝土強度的驗收依據(jù)，影響該工程中同一強度等級的混凝土。同條件養(yǎng)護試件的強度更接近結構的實際質量狀況。在維持按標養(yǎng)試件強度驗收混凝土分項工程的前

25、提下，增加結構實體混凝土強度檢驗這一層次，對反映實際情況，加強質量控制，確保結構安全將起到重要作用。三、大體積混凝土的質量控制 何為大體積混凝土？在普通混凝土配合比設計規(guī)程（JGJ55-2000，J64-2000）中對大體積混凝土作如下定義：混凝土結構物實體最小尺寸等于或大于1m，或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致裂縫的混凝土。 大體積混凝土施工中溫度變化規(guī)律1、一次連續(xù)澆筑的大體積混凝土構筑物，其內部最高穩(wěn)升（峰值）發(fā)生在構筑物平面中心部位、厚度中心附近，靠近基底部位溫度較低，靠近上表面的頂部溫度最低。2、構筑物內部沿高度方向，靠近上表面的頂部溫升最快，最先達到峰值，降溫也快。

26、待降到接近氣溫后，受大氣溫度變化影響較大，往往隨晝夜溫度氣溫波動而波動，但波動幅度隨混凝土上表面養(yǎng)護措施（保溫效果）而有程度不同的減緩；靠近基底溫升較慢，最晚達到峰值，降溫也慢。從縱斷面等溫線來看，中間疏、下面密，上面最密，隨著降溫時間的延長，上中下各部位逐漸接近并趨向一致。上表面與中心溫差（即內外溫差）的70%以上是在距上表面80cm內；基底與中心溫差的80%集中在距基底80cm內。厚度超過2m時，中心最高溫升大體上與厚度尺寸無關。3、構筑物內部沿長（寬）度方向，中心部位達到最高溫升峰值（即內外最大溫差）時，距側表面（即模板內表面）1m遠的混凝土內部溫差很小，而且大體上與平面尺寸無關。4、升

27、溫速度較快。入模溫度、澆筑速度和單位體積混凝土用水量對升溫速度影響較大。升溫期間，平均0.210.26/h，其中澆完4h內，平均0.210.26/h，24h內平均0.50.9/h。 5、降溫速度頗慢。距側表面深度不同的部位降溫速度不同。距側表面10cm處，12d內最快為3.55.5/d;中心最高溫升處降溫速度為7d內平均1 /d，14d內平均0.8/d，1個月內平均0.5/d。 幾個與大體積混凝土有關的問題1、大體積鋼筋混凝土構筑物，如工業(yè)廠房獨立柱基礎，大型設備基礎，高聳煙囪基礎及基礎底板等，都是承重構件，配筋較密且都集中在邊部，對大體積混凝土抗裂性有利。澆筑后的混凝土在硬化過程中，升溫時受

28、到鋼筋籠限制，其熱膨脹量遠少于自由狀態(tài)下混凝土構筑物的熱膨脹量，降溫時其體積收縮程度也小得多。因此大體積鋼筋混凝土比大壩混凝土的抗裂性要高得多。需要說明的是，用自由狀態(tài)下混凝土線膨脹系數(shù)計算有鋼筋約束的厚板或塊體混凝土的體積膨脹量，準確性很低。2、地下大體積鋼筋混凝土構筑物工作環(huán)境特點施工期間較少受到或完全不受日曬、風吹、雨淋等危害，同時深基坑中構筑物周圍空間狹窄，通風條件差，就連晝夜溫差變化大的氣溫影響也比地面要小，這對混凝土澆筑、養(yǎng)護都有利。714d的高濕熱自養(yǎng)護，混凝土已比較接近甚至達到設計強度，拆模時混凝土已有較高的抗裂能力，拆模后及時回填，此后混凝土內部殘余溫度（余熱）將通過回填土緩

29、慢外泄，直至與地面溫度平衡。土壤導熱性差，殘余溫度的消失將在長時間內緩慢地完成，這過程中溫度應力不會影響混凝土質量，以致產生溫度裂縫。所以地下大體積鋼筋混凝土只重視施工期間，即早期溫度影響，而不考慮中、后期溫度影響。3、保證大體積鋼筋混凝土施工質量的關鍵大體積鋼筋混凝土內部溫升約在5080，澆完后24 72h到達峰值，7d內平均降溫速度為1 /d。即在距構筑物外表面1m遠的混凝土內部，養(yǎng)護期間混凝土處于高濕、高溫（相對標養(yǎng)）、高壓（相對自由狀態(tài)）的自養(yǎng)護條件下完成硬化過程。強度增長比同齡期標養(yǎng)快，接近或達到蒸養(yǎng)效果。硬化過程中混凝土導熱性差，升溫稍快，降溫緩慢，溫度梯度最大、最可能出現(xiàn)裂縫的部

30、位是在3個臨邊處，即上表面、下底面和四周側表面深約12cm以內。因此，不管體積（厚度和平面尺寸）多大，內部溫升多高，入模溫度和氣溫如何，以及內外溫差多大，3個臨邊易出現(xiàn)問題，也是解決問題的關鍵。降溫時溫差大，如遇到約束就會產生溫度應力，而溫度應力大于此時混凝土的抗拉承受力，混凝土會出現(xiàn)溫度裂縫?？梢娫?個臨邊處控制降溫速度，特別是防止急劇降溫和放松外界約束等措施，可保證混凝土施工質量。3個臨邊中，上表面和四周側表面都與養(yǎng)護措施密切相關，底面約束與混凝土構筑物的基層材性有關，如混凝土構筑物座在剛度較大的堅實巖石或舊混凝土基礎上，則應采取消除或減輕其對新澆筑混凝土構筑物約束的措施（如采用平面瀝青膠

31、鋪砂、或刷熱瀝青或鋪卷材）。 重新認識和綜合評價溫度對混凝土質量的影響1、大體積混凝土構筑物內部溫升高未必會出現(xiàn)裂縫，反之亦然；2、對厚度較大的地下大體積鋼筋混凝土分層分塊跳槽澆筑，甚至還采取預埋循環(huán)冷卻水管等施工方法，即延長了施工工期，又增加了對施工縫的處理工序和費用，得不償失。從結構受力和地下結構抗?jié)B要求來說，整體連續(xù)澆筑混凝土才是最好的施工方法；3、晝夜溫差較小的季節(jié)是澆筑大體積混凝土的最好時機；4、大體積混凝土施工中合理選擇養(yǎng)護方法、加強養(yǎng)護措施至關重要。當使用大模板時，板縫處粘貼塑膠帶密封，使其不漏漿、不滲水、不透氣，形成高濕度熱養(yǎng)護的良好環(huán)境；優(yōu)先使用木模板，如用鋼模板時則應外加保

32、溫措施；在深基坑中利用已做完防水層的磚護墻代替?zhèn)饶０迨欠浅：玫霓k法；上表面蓄水養(yǎng)護，注水深度510cm效果最佳。拆模時間不宜過早，視混凝土表面與外界氣溫溫差而定，一般為7 14d。拆模后應及時回填。 綜合技術的發(fā)展提高大體積混凝土施工的技術水平1、混凝土外加劑的應用高效減水劑的廣泛應用，在滿足施工和易性的前提下，使混凝土單位用水量大大降低，水灰比達到0.4左右的水平，比較接近水化反應所需用水量。以往在大體積混凝土施工中人們關注的多余水分蒸發(fā)，以及由此而引起的混凝土硬化初期容易產生裂縫的因素已明顯降低，甚至消除。微膨脹劑的普遍采用，彌補了超細高強水泥水化初期收縮性大的缺點，使混凝土固化收縮量大為

33、減少或不再收縮，因此使大體積混凝土在硬化過程中產生裂縫的可能性大大減少。有針對性地使用外加劑，大大改善了混凝土的品質，提高了大體積混凝土抵抗外界干擾的能力。2、商品混凝土和泵送施工工藝商品混凝土和泵送施工工藝的普遍應用，既保證混凝土的質量，又解決了大體積混凝土的連續(xù)澆筑問題。分層、分塊，人為地設置施工縫的舊方法已無必要，從而為大體積混凝土施工提高工效、降低成本提供了有利條件。四、混凝土冬期施工的質量控制 冬期施工期限劃分的原則根據(jù)當?shù)囟嗄隁庀筚Y料統(tǒng)計，當室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5即進入冬期施工；當室外日平均氣溫連續(xù)5d高于5時解除冬期施工。 冬期澆筑的混凝土，其受凍臨界強度應符合下列規(guī)定

34、：1、普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時，應為設計的混凝土強度標準值的30%。采用礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，應為設計的混凝土強度標準值的40%，但混凝土強度等級為C10及以下時，不得小于5.0N/mm2。2、摻用防凍劑的混凝土，當室外最低氣溫不低于-15 時不得小于4.0N/mm2 ，當當室外最低氣溫不低于-30 時不得小于5.0N/mm2 。 混凝土工程可以采取的冬期施工方法： 1、蓄熱法 2、綜合蓄熱法 3、蒸汽養(yǎng)護法 4、電加熱法 5、暖棚法 6、負溫養(yǎng)護法 并不是在所有的情況下均需選用無氯鹽混凝土防凍劑根據(jù)建材行業(yè)標準混凝土防凍劑（JC475-92），防凍劑按其成分可分為

35、氯鹽類、氯鹽阻銹類和無氯鹽類。這三類防凍劑的摻防凍劑混凝土性能和勻質性兩項技術指標檢驗符合標準要求應是合格產品，在混凝土工程中允許使用，只是在產品檢驗報告上應說明對鋼筋無銹蝕作用?；炷两Y構工程施工及驗收規(guī)范（GB50204-92）規(guī)定，“在冬期澆筑的混凝土，宜使用無氯鹽類防凍劑。”為倡導性提法。建筑工程冬期施工規(guī)程（JGJ104-97）中對引起鋼筋銹蝕的氯鹽在鋼筋混凝土中的摻量控制為“氯鹽摻量不得大于水泥重量的1%（按無水狀態(tài)計算）”，并明確諸如一些濕度大于80%的房間，水位升降部位和受雨淋的結構，與含有酸堿或硫酸鹽等侵蝕介質相接觸的結構，使用冷拉冷拔鋼筋、鋼絲的結構，薄壁結構，電解車間，直

36、接靠近高壓電源的結構，預應力結構等11種情況不得摻用氯鹽。而對于其他一般結構部位，從成本的角度考慮，則可選用氯鹽阻銹類防凍劑，使用時還要注意控制氯鹽的摻量符合規(guī)程要求。 冬施防凍劑的質量控制問題根據(jù)建筑工程冬期施工規(guī)程（JC104-97），“商品外加劑進入施工現(xiàn)場后應進行抽樣檢驗，合格后方準使用”。根據(jù)混凝土防凍劑（JGJ475-92）標準，防凍劑的技術要求有兩大項，其一是摻防凍劑混凝土性能，其二是勻質性。在進行摻防凍劑混凝土性能抗壓強度比指標檢驗時的齡期分別為R-7、 R28、 R-7+28 和 R-7+56 。按幾個齡期檢測結果全部完成計算，最少的檢驗時間要經過63d。如此會導致出現(xiàn)兩個問

37、題：1、進入冬期施工才進行防凍劑的檢測，檢測結果無意義；2、提前檢測但防凍劑批量進場時，不在進行抽樣檢驗了，使得有些送貨廠家偷梁換柱。用-5的充-15的，用有氯鹽的防凍劑充無氯鹽型的產品。鑒于上述問題，對防凍劑的質量控制建議抓住以下環(huán)節(jié)：1、冬期施工前應對防凍劑生產廠家的生產能力、質量水平、產品檢驗鑒定資料和準用證情況進行考察，掌握相關情況。2、進入冬期施工前2個月即應對擬選用的幾種防凍劑進行抽樣（或送樣）檢驗，以備冬施時使用。3、堅持對冬施期間每批進場使用的防凍劑進行12次抽檢，以便于對進場的防凍劑進行質量監(jiān)控。抽檢報告雖然因齡期問題在冬施期間不會完成，但重要的是可在施工完成之后能說明所使用

38、的防凍劑是否合格，也為個別因防凍劑質量問題造成的工程事故或質量缺陷處理提供可靠的檢驗資料。4、對于無氯鹽型的防凍劑，應對每批（或每車）進貨抽樣檢測氯離子含量。 冬施期間需特別重視測溫工作和受凍臨界強度冬期混凝土工程施工和養(yǎng)護期間的測溫工作十分重要，溫度測量記錄是冬施混凝土質量控制和質量檢查的重要依據(jù)資料。混凝土冬期施工常用的方法（如蓄熱法、綜合蓄熱法等）的技術基礎工作是熱工計算和成熟度計算，而驗證熱工計算和成熟度計算的基礎又是測溫工作。測溫工作堅持的是否持之以恒，測溫記錄是否真實準確，是確?；炷凉こ潭┵|量的一個重要環(huán)節(jié)。建筑工程冬期施工規(guī)程在混凝土質量控制和檢查一節(jié)中關于測溫的要求內容很多

39、，如“檢查水、骨料、外加劑溶液和混凝土出罐及澆筑時溫度”、“檢查混凝土從入模到拆除保溫層或保溫模板期間的溫度”，并且還規(guī)定了諸如室外氣溫、環(huán)境溫度及攪拌機棚溫度的測量內容，在測溫次數(shù)及時間間隔方面都有非常明確的要求，因此必須要重視測溫工作?；炷潦軆雠R界強度檢驗采用與結構同條件養(yǎng)護的試塊，按測溫記錄在混凝土溫度降低至0或冰點（摻防凍劑的混凝土）時，應對其試塊進行抗壓強度試驗，檢查其是否滿足臨界強度要求。當發(fā)現(xiàn)臨界強度不足時，應及時采取措施，加強保溫或提高養(yǎng)護溫度，確保混凝土不發(fā)生凍害。冬期混凝土澆筑后，一般情況下，溫度降至0 或冰點（摻防凍劑的混凝土）的時侯為24d，受凍臨界強度的檢測時間誤差

40、應控制在受凍后的2h內（或1個測溫間隔的時間內）。檢測時間提前或推后會造成混凝土強度值的失實，影響檢測結果的準確性。五、高性能混凝土簡介 何為高性能混凝土？1、美國戰(zhàn)略公路研究項目（SHRP）定義 水灰比w/c0.35;300次凍融循環(huán)，相對動彈性模80%；澆筑后4h內達到21Mpa；24h34Mpa；28d時67Mpa。2、ACI定義 易于澆筑搗實但不影響強度；長期力學性能好；早期強度高；韌性好；體積穩(wěn)定性好；在惡劣環(huán)境中長期強度好。3、日本學者的定義 免振自密實混凝土就是高性能混凝土。強度一般為 42 45MPa，混凝土材料中除了水泥外，還有礦渣粉、粉煤灰及膨脹劑。4、以清華大學博導馮乃謙

41、教授為代表的中國學者認為 w/c0.38，組成材料中必須含有高效減水劑和礦物質超細粉；凍害地區(qū)凍融300次相對動彈模80%;抗壓強度60MPa，并具有滿足施工要求的流動性。高性能混凝土與普通混凝土相比具有高耐久性、高強度和優(yōu)良的工作度，即：1、較高的早期強度、高驗收強度（18-24h抗壓強度為17.528MPa,28d或56d抗壓強度為42 70MPa, 56d以上抗壓強度為70MPa 126MPa)和較高的彈性模量(4.6104MPa);2、高耐久性，在惡劣條件下可保持混凝土堅固耐久和鋼筋不被銹蝕；3、良好的工作性能，既可配置坍落度為152 203mm的普通混凝土，又可配置坍落度大于203m

42、m的流態(tài)混凝土?；炷恋男阅馨▋煞矫娴膬群紫仁切掳杌炷恋氖┕ば阅?；其次是硬化混凝土的使用性能。因此，高性能混凝土的定義一般也包括高流動性和長期使用的力學性能和耐久性能兩方面。歐美國家注重于混凝土硬化后的高性能，如較高的強度、耐久性和耐腐蝕性等，而日本強調的是新拌混凝土的性質，認為高流態(tài)、免振自密實混凝土就是高性能混凝土。而事實上，這兩種性能是相互聯(lián)系、不可分割的?；炷烈獙崿F(xiàn)高性能化，解決問題的關鍵在于組成材料和工藝過程。首先，在組成材料和配合比方面，通常使用高性能減水劑和超細礦物摻合料。目前，最具有代表意義的高性能混凝土包括免振搗自密實高性能混凝土和C80至C100高強超高強高性能混凝土的工程應用等，從已經實現(xiàn)的工程實例來看，可以說，沒有高性能減水劑和超細礦物摻和料就不可能實現(xiàn)高性能混凝土。另外，與高性能混凝土相應配套的工藝，包括混凝土的生產、輸送、澆筑、養(yǎng)護等工序，應合理優(yōu)化，可以減少混凝土質量波動，減少初始缺陷，使新拌混凝土更均勻密實，硬化混凝土的骨料相與凝膠相粘結更加牢固，從而使混凝土的各項性能指標提高，最終實現(xiàn)混凝土的高性能化。 礦物超細粉的研究眾所周知，在混凝土中加入礦物超細粉，有助于改善水泥和高效減水劑之間的相容性。超細粉部分替代水泥熟料或水泥本身，既可改善混凝土的流動性，又能提高其強度與耐久性，成為高性能混凝土中不可缺少的組成。超細粉的