《大體積混凝土施工技術(shù)與裂縫控制（論文）5600字》

大體積混凝土施工技術(shù)與裂縫控制15105_WPSOffice_Level11前言 120734_WPSOffice_Level12大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因 120734_WPSOffice_Level22.1水泥水熱化的影響 116808_WPSOffice_Level22.2外界氣溫變化的影響 210007_WPSOffice_Level22.3混凝土導(dǎo)熱性能 220211_WPSOffice_Level22.4約束力的影響 25012_WPSOffice_Level22.5混凝土的收縮變形影響 320734_WPSOffice_Level32.5.1沉縮變形 316808_WPSOffice_Level32.5.2干縮變形 310007_WPSOffice_Level32.5.3水泥的合縮 3774_WPSOffice_Level22.6混凝土的松弛、徐變 416808_WPSOffice_Level13大體積混凝土裂縫控制措施 426337_WPSOffice_Level23.1材料的選擇與混凝土的配合比 420211_WPSOffice_Level33.1.1水泥的用料。 45012_WPSOffice_Level33.1.2添加適量的添加劑。 4774_WPSOffice_Level33.1.3合理的使用混凝土的配合比。 49772_WPSOffice_Level23.2配筋的選用 525450_WPSOffice_Level23.3改進(jìn)混凝土攪拌及澆筑施工技術(shù) 518244_WPSOffice_Level23.4加強(qiáng)混凝土的保溫養(yǎng)護(hù) 525126_WPSOffice_Level23.5降低混凝土溫度差 510007_WPSOffice_Level1結(jié)論 620211_WPSOffice_Level1參考文獻(xiàn) 71前言大體積混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代化建設(shè)領(lǐng)域中應(yīng)用越來越多，譬如各種承重大的結(jié)構(gòu)、各種形式的混凝土大壩、港工的比較大的建筑物、以及比較多特大型的基礎(chǔ)承臺(tái)等全是用其澆筑形成的。對(duì)于大體積混凝土，到現(xiàn)在國際上也沒有一個(gè)準(zhǔn)確的定義。美國混凝土協(xié)會(huì)對(duì)于大體積混凝土給出他們的定義是：“在就地澆筑這個(gè)方面，不管是什么大體積混凝土，由于他的尺寸比較大，為了解決水化熱以及其導(dǎo)致的體積變化問題，必須要采取一定的方法以最大程度地緩解產(chǎn)生裂縫問題”。在日本，他們建筑學(xué)會(huì)所說的是：“但凡最小尺寸的結(jié)構(gòu)斷面在是大于80cm的，并且因?yàn)樗嗨療嵋鸹炷晾锩娼Y(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的最高溫度與外邊的溫度相差大于25℃以上的混凝土，就會(huì)稱之是大體積混凝土”。而在國際上，預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)和各國還是有所不同的，他們的定義是：“只要是一次澆筑的混凝土它的最小尺寸大于0.6m，特別是用的水泥大于400kg/m3時(shí)，應(yīng)該思考用水泥水化熱最低的水泥或采用其余降溫措施”。我國的《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496—2009中規(guī)定：“混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化熱引起的溫差變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土”。其實(shí)大體積混凝土除了體積比較大之外的特點(diǎn),更主要是由于混凝土的水泥水化熱不太容易散發(fā),在外界因素或混凝土內(nèi)力的約束狀態(tài)下,非常容易產(chǎn)生溫度收縮裂縫。于是僅用混凝土的幾何尺寸大小來說明大體積混凝土,就比較容易忽視混凝土的溫度收縮裂縫以及為了避免有裂縫而應(yīng)該采用正確的施工要求。2大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因2.1水泥水熱化的影響水泥在遇到水之后會(huì)發(fā)生一定的反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)會(huì)有很大的熱量，這個(gè)熱量就是大體積混凝土在于結(jié)構(gòu)內(nèi)部所產(chǎn)生的主要高溫，實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，最常見的硅酸鹽水泥在遇到足夠的水時(shí)每克就能有500J的熱量。眾所周知大體積混凝土的截面尺寸是比較大的以及它的散熱性能不是特別好，大量的熱量在內(nèi)部出不來，就會(huì)使混凝土內(nèi)部溫度是直線上升，根據(jù)資料知道，水泥水化產(chǎn)生的溫度上升值，一般在水利水化工程的溫度是在15℃一25℃，建筑工程與水利水電還是不同的，一般情況下是在20℃一30℃左右。實(shí)際情況中所用的水泥的種類與用多少水泥產(chǎn)生的熱量是不同的。如果所用的水泥硅酸三鈣多的話，那么水泥水化所產(chǎn)生的熱量就比較大，還有一種情況就是水泥水化所產(chǎn)生的熱量會(huì)根據(jù)用的水泥多有更大的熱量。2.2外界氣溫變化的影響外界溫度對(duì)于正在施工過程中的大體積混凝土還是有很大的影響的。不言而喻，如果外界溫度高的話，那么澆筑混凝土?xí)r它的溫度也會(huì)高；如果是溫度比較低的情況下，這就會(huì)非常容易產(chǎn)生內(nèi)外溫差變大，特別是在氣溫一下子降到很低，那么大體積混凝土的外部溫度低，而大體積混凝土的內(nèi)部溫度高，這對(duì)于在施工中的大體積混凝土是有很大的危害。對(duì)于混凝土來說，它的內(nèi)部溫度主要是由水泥水化產(chǎn)生大量的熱量與澆筑時(shí)受到外界高溫等不同溫度的之和，不同的是溫度應(yīng)力主要是由于溫差造成結(jié)構(gòu)不能伸縮所引起的，所以說溫度應(yīng)力是隨著溫差變動(dòng)的，與此同時(shí)，大體積混凝土在高溫的情況下是非常難散出熱量的，一般情況下混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)能達(dá)到60℃~65℃的高溫，而且能夠一段時(shí)間一直持續(xù)。針對(duì)這一問題，制定一個(gè)有效的溫度把控的方法，避免由于混凝土內(nèi)部溫度與外部溫度相差比較大造成非常大的溫度應(yīng)力，這是十分重要的。2.3混凝土導(dǎo)熱性能混凝土有一個(gè)非常差的特性，那就是它的導(dǎo)熱性能非常低，對(duì)于剛澆筑的混凝土，它的抗拉強(qiáng)度不是特別強(qiáng)，而且彈性模量非常小，不能夠約束由于水泥水化熱所產(chǎn)生的熱量造成的溫度突然上升，以至于溫度應(yīng)力也是非常低的，混凝土形成的后期，彈性模量會(huì)由于時(shí)間的慢慢增長而變高，對(duì)混凝土的內(nèi)部約束力也會(huì)變大，就會(huì)形成非常大的拉應(yīng)力，如果混凝土的拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度，那就會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫。2.4約束力的影響造成混凝土體積變化的因素有很多，其中之一即是內(nèi)部溫度與外部溫度的升降變化，假若深入分析，其深層次原因即是由約束作用導(dǎo)致。從約束因素進(jìn)行深入了解，主要是分為了兩種約束即是內(nèi)約束和外約束。這對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)影響是十分大的。內(nèi)約束主要是由于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)各部分彼此制約。而外約束是其結(jié)構(gòu)與外邊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行制約。對(duì)于外約束而言，能夠把它分全約束、自由體以及彈性約束這三種情況，產(chǎn)生這三種情況主要是由于約束對(duì)于結(jié)構(gòu)的制約作用。對(duì)于用混凝土澆筑完的大型設(shè)施會(huì)與地基緊緊連在一起，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)會(huì)由于溫度變化體積變大，地基中接觸的部位對(duì)體積變化進(jìn)行妨礙，導(dǎo)致大體積混凝土的的外約束力馬上就會(huì)呈現(xiàn)出來，而且大體積混凝土的結(jié)構(gòu)變形越大，其所產(chǎn)生的外約束越強(qiáng)。造成壓應(yīng)力的原因有很多種，其中最主要的一種原因是大體積混凝土結(jié)構(gòu)與外約束面發(fā)生約束力。對(duì)于出凝時(shí)的混凝土，它的彈性模量不是特別大，徐變較強(qiáng)，應(yīng)力與彈性模量對(duì)比情況下是非常大的，綜上原因，就會(huì)導(dǎo)致此階段的壓應(yīng)力是十分小的。一段時(shí)間后，當(dāng)大體積混凝土的內(nèi)部溫度慢慢接近于外部溫度時(shí)，這時(shí)候就會(huì)有非常大的拉應(yīng)力，如果大體積混凝土的抗拉強(qiáng)度不能夠約束住拉應(yīng)力，那么混凝土就會(huì)開裂。2.5混凝土的收縮變形影響造成混凝土收縮變形的方面有很多，其中有最主要的三個(gè)方面，分別是澆筑時(shí)的沉縮變形、混凝土硬化后的干縮變形以及攪拌混凝土?xí)r的水泥的合縮。2.5.1沉縮變形混凝土的原材料主要是由水泥、砂、石子、水以及外加劑組成的。對(duì)于澆筑完的混凝土，混凝土里面的空氣會(huì)慢慢的出來，就會(huì)導(dǎo)致里面的顆粒形成制約，那么就會(huì)成為一個(gè)間隙有很多水的結(jié)構(gòu)體。因?yàn)楦鞣N顆?？隙〞?huì)有非常小的摩擦力，這微小的摩擦力抵擋不了顆粒間的移動(dòng)，還有就是重力的影響也是大于摩擦力的，這就導(dǎo)致了各種顆粒慢慢的往下降，同時(shí)顆粒之間慢慢的緊挨起來，這就會(huì)使空隙越來越小。此時(shí)，混凝土里面還有大量的水分，由于外界環(huán)境的影響，肯定會(huì)有大部分水分流失，這也是會(huì)導(dǎo)致體積慢慢的變小，一直會(huì)到因?yàn)樗嗨淖饔檬诡w粒不能夠滑移。把上述兩種原理稱之為沉縮變形。從表面上看，伸縮對(duì)于混凝土的每種性能都有非常大的樂觀影響，使大體積混凝土有更好的自身保護(hù)，但是在實(shí)際情況中，有時(shí)候會(huì)發(fā)生一些錯(cuò)綜復(fù)雜的沉縮，這就會(huì)對(duì)混凝土有很大的危害，而且還會(huì)產(chǎn)生一些彼此平行的裂痕。不管是大體積混凝土還是普通混凝土，這種情況都會(huì)發(fā)生。2.5.2干縮變形已經(jīng)硬化的混凝土，混凝土內(nèi)部還是有一定量的水分沒有釋放出來，長期的與外界環(huán)境接觸，其水肯定會(huì)慢慢的被蒸發(fā)出來，必然會(huì)使混凝土的體積變小，這種情況就叫做干縮變形。在單位體積混凝土中，其發(fā)生變小的體積除以3就叫做干縮率。水分通常易在表面蒸發(fā)掉，在比較干燥的環(huán)境里，存在混凝土表面的水分會(huì)快速蒸發(fā)掉，表層以外的空氣進(jìn)到混凝土表面以內(nèi)。表層以下一層的水分繼續(xù)蒸發(fā)使在混凝土內(nèi)部存在的水分逐步減少，并且混凝土內(nèi)部的空氣濕度顯著提高?；炷羶?nèi)部濕度較高的空氣在與外界空氣交換的過程中濕度逐步降低，在這種過程的反復(fù)進(jìn)行中混凝土內(nèi)部的水分不斷減少，直至混凝土內(nèi)部的蒸氣壓和表層以外的蒸氣壓平衡?；炷猎诟煽s和拉伸作用下產(chǎn)生的影響是同一數(shù)量等級(jí)的。在實(shí)際結(jié)構(gòu)體中要正確的加以對(duì)待。防止結(jié)構(gòu)物表面發(fā)生開裂亦或是結(jié)構(gòu)物大面積開裂等問題。2.5.3水泥的合縮水泥本身的化學(xué)物質(zhì)和水混合時(shí)，有小部分水與之發(fā)生化合反應(yīng)，但是其他的水分是被消耗掉了。所以，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的水泥化合物和水分的體積總和必然是大于反應(yīng)產(chǎn)物總體積的，這種過程導(dǎo)致體積減少稱之為合縮。依照不同品種的水泥，成分和原料配量有所差異，其發(fā)生合縮的效果也有所不同。對(duì)此，在施工過程中，施工人員應(yīng)根據(jù)不同的水泥要對(duì)混凝土進(jìn)行不同的養(yǎng)護(hù)措施，防止混凝土表層開裂。2.6混凝土的松弛、徐變混凝土在荷載的作用下，由于時(shí)間的慢慢增長導(dǎo)致發(fā)生一系列的變化稱之為徐變變形。彈性、徐變這兩種變形最終會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土最終變形。引起結(jié)構(gòu)開裂的原因有很多，其中之一即是徐變變形。在結(jié)構(gòu)物能保持某種變形一直是固定值的時(shí)候，因?yàn)橛辛诵熳冏冃?，時(shí)間一長約束應(yīng)力就會(huì)慢慢變小，對(duì)于這種情況叫做“應(yīng)力松弛”。混凝土的松弛的大小是與混凝土的時(shí)間長短成反比的，混凝土的形成后的時(shí)間越短，由于徐變?cè)斐傻乃沙诰蜁?huì)越大。徐變還能造成其他方面的的松弛，那就是溫度應(yīng)力的松弛，只不過，這個(gè)現(xiàn)象對(duì)混凝土有一定的保護(hù)作用，是防止混凝土開裂的。有利就有弊，徐變也會(huì)產(chǎn)生對(duì)混凝土開裂的其它應(yīng)力，那就是異號(hào)應(yīng)力。尤其是降溫比升溫要是快的話，這種情況就非常容易使混凝土產(chǎn)生裂縫。3大體積混凝土裂縫控制措施3.1材料的選擇與混凝土的配合比合理的篩選材料和利用混凝土的配合比是為了讓其有更小的抗裂能力，即使其抗拉的強(qiáng)度變的更大、熱強(qiáng)比更小等。需要注意以下幾個(gè)方面：3.1.1水泥的用料?；炷林刈⒁馄淇沽涯芰统惺芨邚?qiáng)與低熱的性能。通常將適量的粉煤灰加入到硅酸鹽水泥內(nèi)部。對(duì)混凝土的外部不僅要求其抗裂性能，還考慮其耐腐蝕性，高強(qiáng)度等，所以通常選擇高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥。3.1.2添加適量的添加劑。添加劑的種類有膨脹劑、減水劑等。其中用的最為廣泛的是減水劑，它的主要作用是減水與增塑。添加減水劑后能大大的減少水的用量、水泥的用量，節(jié)約成本，減少資源浪費(fèi)。膨脹劑的作用是使混凝土發(fā)生膨脹，來保證混凝土內(nèi)部的平衡狀態(tài)從而減少裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，在鋼筋配備足量的前提下，混凝土需要有一定的內(nèi)部壓力，這也需要有混凝土的膨脹來平衡。以此來保證平衡溫度產(chǎn)生的影響，獲得了其防滲透和抗開裂的作用。3.1.3合理的使用混凝土的配合比。把關(guān)好砂石和骨料其中的泥沙含量，在確保其強(qiáng)度的前提條件下，盡可能的減少水泥的用量并且減少混凝土的絕熱與溫升。3.2配筋的選用鋼筋是鋼筋混泥土內(nèi)部拉應(yīng)力的主要承擔(dān)對(duì)象，然而，其受大體積混凝土溫度的影響不大。因此，配筋的選用可以直接控制裂縫的發(fā)生和擴(kuò)張，是裂縫產(chǎn)生大大減少，將一些尺度較大的裂縫改變成尺寸較小的裂縫。以此來降低因?yàn)榛炷恋拈_裂而產(chǎn)生的不良影響。多項(xiàng)調(diào)查結(jié)果體現(xiàn)，加強(qiáng)混凝土最大強(qiáng)度的方法主要是加大鋼筋的配比。3.3改進(jìn)混凝土攪拌及澆筑施工技術(shù)對(duì)于大體積混凝凝土而言，在施工過程中澆筑的面積比較大，這就急需要有振搗技術(shù)。大體積混凝土對(duì)于一般混凝土而言，在澆筑的工程中更能夠發(fā)生一種比較嚴(yán)重的情況，那就是會(huì)有傾斜面。此時(shí)就會(huì)凸顯出振搗的重要性了，振搗過后就能使混凝土裂縫少產(chǎn)生很少，提高其質(zhì)量。而且在攪拌過程中可以加一些砂漿與裹石，這些工作可以增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，還可以節(jié)省一小部分的原材料，同時(shí)也能使水泥水化產(chǎn)生的熱量減少。針對(duì)于大體積混凝土，減少其內(nèi)部溫度與外部溫度相差比較大的措施有很多種，其中最主要的一種方法是分塊澆筑法。其方法還能夠分成水平分段與豎向分層這兩種澆筑。在大體積混凝凝土的施工過程中一定要把握好施工的時(shí)間，各個(gè)施工步驟中間不能時(shí)間一定要控制到位，時(shí)間太長或者時(shí)間太短都會(huì)產(chǎn)生一定的影響使大體積混凝土開裂。3.4加強(qiáng)混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)對(duì)于施工結(jié)束的混凝土，其抗拉強(qiáng)度是非常小的，而且還阻擋不住其的變形，如果保濕與保溫的措施做不到位的話，混凝土的外部非常容易產(chǎn)生不利于混凝土的裂縫?；炷恋谋刈钪饕褪菫榱丝s小內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度與外部結(jié)構(gòu)溫度差的。使混凝土減少裂縫的產(chǎn)生。不管處于任何環(huán)境下施工，施工完的混凝土表面都得進(jìn)行合理的保溫措施。保溫措施有很多，最有效的一種措施就是覆蓋保溫層。而且保溫層還有助于混凝土的保濕，保濕對(duì)于混凝凝土的質(zhì)量有非常大的影響，能盡大可能的減少裂縫的產(chǎn)生，混凝土的保濕有很多作用，最顯著的就是能夠提高其抗裂性能3.5降低混凝土溫度差大體積混凝土澆筑時(shí)應(yīng)避開炎熱天氣。夏季施工時(shí)，可對(duì)骨料預(yù)冷，攪拌混凝土?xí)r采用低溫水或冰水等；混凝土運(yùn)輸過程中要有遮陽設(shè)施。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)摻加適量的緩凝型減水劑。入模時(shí)采取措施改善和加強(qiáng)模內(nèi)通風(fēng)，確保入模溫度在合理范圍內(nèi)。夏季應(yīng)避免暴曬，冬季應(yīng)采取保溫措施。對(duì)于混凝土的養(yǎng)護(hù)一定要加長時(shí)間，而且一定要把握好混凝土的降溫時(shí)間和控制住混凝土降溫的快慢?！皯?yīng)力松弛效應(yīng)”對(duì)于