大體積混凝土

成員：沈友明楊強強徐江江鐘偉大體積混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀近年來，隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，大體積混凝土得到了越來越廣泛的應(yīng)用，如混凝土大壩、高層建筑的地下室混凝土底板都是用大體積混凝土澆筑而成的。但在建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程的質(zhì)量甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)垮塌的事故也時有發(fā)生。大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的。在大體積混凝土施工中，合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，優(yōu)化混凝土的供應(yīng)，采用科學(xué)的施工方法，嚴格施工管理，加強大體積混凝土養(yǎng)護，就可以降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能，保證工程質(zhì)量。大體積混凝土的概念●日本建筑學(xué)會標準(JASS5)規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土”?！衩绹炷翆W(xué)會(ACI)規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂”。

●我國的《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）具體定義為：混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1米的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。大體積混凝土的特點◆結(jié)構(gòu)厚實，混凝土量大

◆水泥水化熱較大◆工程條件復(fù)雜◆施工技術(shù)要求高◆易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形和裂縫明顯區(qū)別于普通混凝土大體積混凝土的應(yīng)用

◆大壩及水電站◆橋梁◆大型工廠、高層樓房、大型設(shè)備等的基礎(chǔ)

大壩水電站橋墩大體積砼基礎(chǔ)大體積砼基礎(chǔ)筏板天津117大廈，65000立方米大底板混凝土，民用建筑最大體積底板混凝土大體積砼的溫度裂縫■產(chǎn)生原因

大體積砼由于截面大、水泥用量大，水泥水化釋放的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化，由于混凝土導(dǎo)熱性能差，其外部的熱量散失較快，而內(nèi)部的熱量不易散失，造成混凝土各個部位之間的溫度差和溫度應(yīng)力，結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫。

■影響因素㈠水泥水化熱㈡外界氣溫變化㈢約束條件㈣混凝土收縮變形㈤砼所用材料的影響■裂縫種類按裂縫深度分為：表面裂縫深層裂縫貫穿裂縫

表面裂縫深層裂縫貫穿裂縫地鐵墻體裂縫■裂縫導(dǎo)致的防水問題

對于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在0.1～0.2mm時，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過一段時間后，裂縫可以自愈。

如超過0.2～0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使用，必須進行化學(xué)灌漿加固處理。

所以，在地下工程中應(yīng)盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫?！龇懒芽p措施采用溫控防裂施工技術(shù)。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、混凝土材料的選擇、配合比設(shè)計、拌制、運輸、澆筑、保溫養(yǎng)護及施工過程中混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力的監(jiān)測等環(huán)節(jié)，采取了一系列的技術(shù)措施。

(1)粗骨料宜采用連續(xù)級配,細骨料宜采用中砂;(2)外加劑宜采用緩凝劑、減水劑;(3)摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等;(4)大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下,應(yīng)提高摻合料及骨料的含量,以降低單方混凝土的水泥用量;(5)降低原材料的溫度;(6)水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥。（7）在大體積混凝土鋪設(shè)冷卻水循環(huán)管道。循環(huán)水降■溫控技術(shù)測溫點的布置必須具有代表性和可比性沿澆筑的高度，應(yīng)布置在底部、中部和表面，垂直測點間距一般為500～800㎜；平面則應(yīng)布置在邊緣與中間，平面測點間距一般為2.5～5m。

在砼溫度上升階段每2～4h測一次，溫度下降階段每8h測一次，同時應(yīng)測大氣溫度。

在測溫過程中，當發(fā)現(xiàn)溫度差超過25℃時，應(yīng)及時加強保溫或延緩拆除保溫材料，以防止砼產(chǎn)生溫差應(yīng)力和裂縫。

測溫的延續(xù)時間與結(jié)構(gòu)的厚度及重要程度有關(guān)，對厚度較大（2m以上）和重要工程，測溫延續(xù)時間不宜小于15d，最好積累28d的溫度記錄，以便與試塊強度一起，作為溫度應(yīng)力分析時參考；對厚度較小和一般工程，測溫延續(xù)時間可為9～12d，測溫時間過短，達不到溫度控制和監(jiān)測的目的。測溫點測溫儀大體積砼的施工■設(shè)計構(gòu)造要求(1)大體積混凝土基礎(chǔ)的工程設(shè)計應(yīng)滿足設(shè)計規(guī)范及生產(chǎn)工藝的要求(2)大體積混凝土工程施工前，應(yīng)驗算澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力，確定施工階段升溫峰值，內(nèi)外溫差及降溫速率的控制指標，制定溫控的技術(shù)措施。一般情況下，混凝土入模溫度絕熱溫升值最大值不超過45℃;內(nèi)外溫差不超過30℃;降溫速率為2.0℃/d。(3)大體積混凝土施工前，應(yīng)掌握近期氣象情況(如高溫、寒潮等)。在冬期施工時，應(yīng)制定相應(yīng)措施。(4)大體積混凝土模板宜采用鋼模板、木模板或鋼木混合模板?！鲰诺臐仓?/p>

在大體積混凝土的澆筑和振搗過程中,除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外,還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響,常采用全面分層、分段分層、斜面分層等方法進行澆筑?！瞿０逯ёo大體積混凝土施工時，主要采用鋼模和木模?！鲰诺酿B(yǎng)護(1)在每次混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進行保溫養(yǎng)護。(2)混凝土澆筑后4一6小時內(nèi)可能在表面上出現(xiàn)塑性裂縫，可采取二次壓光或二次澆灌層處理。(3)塑料薄膜、草袋鋸末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。(4)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。冬季養(yǎng)護結(jié)論與展望■結(jié)論大體積混凝土施工中的突出任務(wù)是控制混凝土溫度變形裂縫，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂、抗侵蝕能力，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的耐久年限?！稣雇?1)高強度混凝土中自收縮所占的比例很大，干縮和自收縮也會引起混凝土裂縫，今后會進一步分析干縮和自收縮對混凝土溫度應(yīng)力的影響。(2)進一步探明邊界效應(yīng)和尺寸效應(yīng)對斷裂行為和斷裂