【正文】 第一篇：大體積混凝土論文大體積混凝土裂縫控制技術(shù)措施摘要:近年來建筑施工技術(shù)飛速發(fā)展，混凝土體積由幾百立方米逐漸增大到幾萬立方米，因此，對(duì)于大體積混凝土施工提出了更高的要求。由于其體積大，表面小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生 溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用，所以必須從根本上分析它，來保證施工的質(zhì)量。關(guān)鍵詞: 大體積混凝土；裂縫改革開放以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)的建筑業(yè)也取得了輝煌的成就，出現(xiàn)高層、超高層、特殊功能的構(gòu)筑物及大型設(shè)備基礎(chǔ)等體積龐大結(jié)構(gòu)。大體積混凝土大量用于工業(yè)與民用建筑中，在取得了一些輝煌成就的同時(shí)，也有著一些施工方面的問題，其中，混凝土的裂縫是常見的質(zhì)量事故之一。大量的工程實(shí)踐表明，大體積混凝土施工階段如不采取合理的技術(shù)措施，就極容易出現(xiàn)因裂縫所引起的工程事故。大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m以上的砼結(jié)構(gòu)，其尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的混凝土結(jié)構(gòu)。大體積混凝土與普通混凝土的區(qū)別表面上看是厚度不同，但其實(shí)質(zhì)的區(qū)別是由于混凝土中水泥水化要產(chǎn)生熱量，大體積混凝土內(nèi)部的熱量不如表面的熱量散失得快，造成內(nèi)外溫差過大，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力可能會(huì)使混凝土開裂。因此判斷是否屬于大體積混凝土既要考慮厚度這一因素，又要考慮水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、每立方米水泥用量等因素，比較準(zhǔn)確的方法是通過計(jì)算水泥水化熱所引起的混凝土的溫升值與環(huán)境溫度的差值大小來判別，一般來說，當(dāng)其差值小于25℃時(shí)，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力將會(huì)小于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，不會(huì)造成混凝土的開裂，當(dāng)差值大于25℃時(shí)，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力有可能大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，造成混凝土的開裂，此時(shí)就可判定該混凝土屬大體積混凝土。大體積混凝土由于截面大，水泥用量大，當(dāng)混凝土澆筑完畢，由于水化熱的影響，使混凝土內(nèi)部最高溫度3～5d 達(dá)到峰值，此時(shí)若混凝土內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之差超過25℃，在升溫階段和降溫階段，容易發(fā)生表面裂縫和收縮裂縫。大體積混凝土的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。混凝土澆筑初期升溫階段，若外表溫度較低，內(nèi)部溫度持續(xù)升高，則混凝土一旦初凝以后，內(nèi)部混凝土升溫膨脹，就會(huì)造成大體積混凝土的表面開裂，而這種開裂常常會(huì)被誤認(rèn)為是混凝土表面的池水、養(yǎng)護(hù)不好造成的龜裂。大體積混凝土澆筑初期，混凝土處于升溫階段及塑性狀態(tài)，彈性模量很小，變形變化所引起的應(yīng)力很小，故溫度應(yīng)力一般可忽略不計(jì)。混凝土澆筑后數(shù)日，水泥水化熱基本上已釋放，混凝土從最高溫逐漸降溫，降溫的結(jié)果引起混凝土收縮，再加上由于混凝土中多余水分蒸發(fā)、碳化等引起的體積收縮變形，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束，不能自由變形，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力（拉應(yīng)力），當(dāng)該溫度應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，則從約束面開始向上開裂形成溫度裂縫。如果該溫度應(yīng)力足夠大，嚴(yán)重時(shí)可能產(chǎn)生貫穿裂 縫，破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水性，影響正常使用。貫穿性裂縫切斷了結(jié)構(gòu)斷面，破壞結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性和耐久性等，危害嚴(yán)重。深層裂縫部分切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性。表面裂縫雖然不屬于結(jié)構(gòu)性裂縫，但在混凝土收縮時(shí)，由于表面裂縫處斷面削弱且易產(chǎn)生應(yīng)力集中，能促使裂縫進(jìn)一步開展。 為控制大體積混凝土的內(nèi)部最高溫度，宜優(yōu)先選用選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等水泥。但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時(shí)影響施工質(zhì)量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在掏水時(shí)又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的粘結(jié)力和整體性?；炷撩谒缘拇笮∨c用水量有關(guān)，用水量多，泌水性大；且與溫度高低有關(guān)，水完全析出的時(shí)間隨溫度的提高而縮短；此外，還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以，在選用礦渣水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇泌水性的品種，并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，應(yīng)及時(shí)排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實(shí)后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。與此同時(shí)，摻加必要的混凝土摻合材料，延緩混凝土終凝時(shí)間。盡可能減少水泥用量，必要時(shí)要增大粉煤灰的滲和量（但不能超過規(guī)范要求），使混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及和易性的要求。 粗骨料應(yīng)優(yōu)先選用熱膨脹系數(shù)小、含泥量低的骨料，并強(qiáng)調(diào)骨料的連續(xù)級(jí)配（條件許可時(shí)、應(yīng)盡可能使用粒徑大的骨科）。因?yàn)橐环矫婀橇媳旧淼膹?qiáng)度就遠(yuǎn)大于水泥膠體，另一方面，采用連續(xù)級(jí)配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的所占體積，能大幅度降低水泥用量，從而間接地降低水化熱。采用的碎石，粒徑5～25mm，含泥量不大于1。選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥化熱減少，降低混凝土溫升。 細(xì)骨料采用中砂，含泥量不大于5。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時(shí)相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。 粉煤灰由于混凝土的澆筑方式多為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%。粉煤灰對(duì)水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對(duì)混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10 以內(nèi)，采用外摻法，即不減少配合比中的水泥用量。按配合比要求計(jì)算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。 外加劑和配合比的選擇大量工程實(shí)踐表明，△t 在20～25℃以下時(shí)，才能保證混凝土不開裂。而實(shí)際上，要使混凝土內(nèi)外溫差△t 真正小于20～25℃是非常困難的，因此要解決這一問題，就必須在選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿┖团浜媳确矫娼o予考慮、諸如選擇摻加適量的減水劑、膨脹劑、粉煤灰等等?；炷烈话阌蓴嚢枵竟?yīng)，攪拌站要根據(jù)實(shí)驗(yàn)施工設(shè)計(jì)配合比和現(xiàn)場(chǎng)提出 的技術(shù)要求，提前做好混凝土試配。并嚴(yán)格按照國(guó)家現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》及《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)技術(shù)規(guī)范。 合理分層分段澆筑大體積混凝土的澆筑順序應(yīng)滿足水平分層接縫時(shí)間的要求，確定澆筑順序的基本原則是：保證所澆搗的混凝土沒有冷縫，即混凝土先后澆筑層間隔時(shí)間不超過混凝土初凝時(shí)間?；炷翝仓筛鶕?jù)面積大小和混凝土供應(yīng)能力采取全面分層、分段分層或斜面分層連續(xù)澆筑。全面分層適用于基礎(chǔ)長(zhǎng)度和深度都不是很大的情況。分段分層適用于基礎(chǔ)長(zhǎng)度較大而深度不大的情況。斜面分層適用于基礎(chǔ)長(zhǎng)度不大，但是深度較大的基礎(chǔ)。分層的厚度為300～ 倍。分段分層多采取踏步式分層推進(jìn)，～。斜面分層澆灌每層厚度30～35cm，坡度一般取1：6～1：7。為減少大體積混凝土澆筑的蓄熱量，減少水化熱的積聚，減小溫度應(yīng)力，大體積混凝土的澆筑大多采取斜面分層連續(xù)澆筑，每層厚度控制在300mm。 改進(jìn)混凝土的振動(dòng)工藝對(duì)已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動(dòng)，可排除混凝土因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。 改進(jìn)混凝土的攪拌工藝現(xiàn)在混凝土多為商品混凝土，混凝土的攪拌在攪拌站進(jìn)行，原材料計(jì)量準(zhǔn)確，攪拌均勻。對(duì)大體積混凝土的攪拌，要求混凝土攪拌站采用低溫井水拌制混凝土，骨科放置在遮陽(yáng)篷中，避免陽(yáng)光直曬；采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而提高混凝土強(qiáng)度10%或節(jié)約水泥5%，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫；混凝土攪拌時(shí)間比普通混凝土延長(zhǎng)30s，確保攪拌均勻。 降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度混凝土的溫度升降速度及其內(nèi)外溫差是決定混凝土是否開裂的關(guān)鍵因素，所以做好施工過程中的溫度控制至關(guān)重要。（1）降低混凝土的出站溫度在攪拌站內(nèi)的攪拌筒上搭設(shè)遮陽(yáng)棚；在混凝土拌合用水的水池中加冰塊降溫；堆高砂、石骨料，從砂堆、石堆底層取料；提前1d 用水噴淋石子降溫；有效地降低了混凝土的出站溫度。（2）降低混凝土的澆注溫度為降低混凝土澆注溫度，采取澆注前對(duì)鋼筋、模板表面灑水降溫；避免模板和新澆注混凝土受陽(yáng)光直射；盡量利用氣溫較低的傍晚和晚上進(jìn)行澆注等措施。（3）加快運(yùn)輸和入倉(cāng)速度澆注過程中加快運(yùn)輸和入倉(cāng)速度，減少混凝土在運(yùn)輸和澆注過程中的溫度回升。除此之外，攪拌運(yùn)輸車罐體、泵送管道保溫、冷卻也是必要的措施。 嚴(yán)格混凝土澆注質(zhì)量控制為確保大體積混凝土施工質(zhì)量，提高混凝土的均勻性和抗裂能力，必須加強(qiáng)對(duì)混凝土澆注過程的質(zhì)量控制。（1）合理安排混凝土的澆注方法 根據(jù)澆注后混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)情況和初凝時(shí)間，混凝土的澆注采用分層連續(xù)澆注分層振搗的辦法，每層澆注厚度約為300mm。（2）保證混凝土振搗密實(shí)為提高混凝土的密實(shí)度，采用二次振搗的回振方法，對(duì)于在澆注過程中出現(xiàn)的泌水及時(shí)排除。（3）加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，合理組織施工為保證混凝土的澆注質(zhì)量，施工前進(jìn)行了詳細(xì)的施工技術(shù)交底，現(xiàn)場(chǎng)施工按部位落實(shí)到責(zé)任人，施工管理人員、操作人員分三班輪流施工，嚴(yán)格交接班制度，確保了施工的高效、高質(zhì)。 混凝土的降溫和保溫工作對(duì)于厚大體積混凝土，施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施，避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。一般的裂縫處理方法有：①表面修補(bǔ)：常用的方法有壓實(shí)抹平，涂抹環(huán)氧膠粘劑，噴涂水泥砂漿或細(xì)石混凝土，壓抹環(huán)氧膠泥，環(huán)氧樹脂粘貼玻璃絲布，增加整體面層，鋼錨栓縫合等。此方法僅適用于危害較小的表面縫的裂縫處理工作；②局部修復(fù)法：常用的方法有充填法，預(yù)應(yīng)力法，部分鑿除重新澆筑混凝土等。此方法宜適用于危害較小的表面縫的裂縫處理工作；③水泥壓力灌漿法： 的裂縫。此方法適用于危害較大的深層和貫穿縫縫的裂縫處理工作；④化學(xué)灌漿法：。此方法適用于危害較大的深層和貫穿縫縫的裂縫處理工作，同時(shí)，也是最為常見的處理貫穿縫的方法之一；⑤減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力：常用的方法有卸載或控制荷載，設(shè)置卸載結(jié)構(gòu)，增設(shè)支點(diǎn)或支撐，改簡(jiǎn)支梁為連續(xù)梁等；⑥結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)：常用的方法有增加鋼筋，加厚板，外包鋼筋混凝土，外包鋼，粘貼鋼板，預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)體系等；⑦改變結(jié)構(gòu)方案，加強(qiáng)整體剛度：例如：框架裂縫采用增設(shè)隔板深梁處理；⑧其他方法：常用方法有拆除重做，改善結(jié)構(gòu)使用條件，通過實(shí)驗(yàn)或分析論證不處理等。不同原理的混凝土裂縫修復(fù)技術(shù)一般僅使用一定成因的混凝土裂縫，且需要一定的條件，因此裂縫處理方法采用時(shí)應(yīng)有一定的選擇性，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理進(jìn)行選擇。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能，若不能很好的了解大體積混凝土結(jié)構(gòu)開裂的原因以及掌握應(yīng)對(duì)此類問題所采取的相應(yīng)施工措施，那么實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中就很難保證施工質(zhì)量。伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，在高速公路領(lǐng)域、在橋梁建設(shè)領(lǐng)域、在機(jī)場(chǎng)和港口建設(shè)領(lǐng)域、在核電站、鉆井平臺(tái)領(lǐng)域到高層、超高層建筑、地下工程領(lǐng)域大體積混凝土越來越多的被應(yīng)用到人們的實(shí)際生活中，隨之而來的就是要嚴(yán)格把好大體積混凝土施工的質(zhì)量關(guān)，以確?；炷恋哪途眯院桶踩?。此外，更應(yīng)積極的加大對(duì)大體積混凝土外加劑、摻和料的研發(fā)工作，最大程度的彌補(bǔ)大體積混凝土施工工藝的不足之處，盡最大可能的提高大體積混凝土的結(jié)構(gòu)安全使用壽命，以期達(dá)到造福于民的目的。以上是作者對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)的一些拙見，希望能對(duì)工程建設(shè)起到一些積極的作用，使得在大體積混凝土澆筑中出 現(xiàn)的開裂問題能夠進(jìn)一步的解決。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn)[ 1 ] 《混凝土結(jié)構(gòu)工程