第一篇：大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生原因和防治措施

淺析大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生原因和防治措施

目前目前高速公路的施工中常涉及到大體積混凝土施工。它主要的特點(diǎn)就是體積大，一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m。由于它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，使混凝土內(nèi)外形成較大溫差，從而產(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。大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但抗拉強(qiáng)度卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制, 大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的機(jī)理

大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，是混凝土隨著溫度變化而發(fā)生膨脹或收縮的結(jié)果。一方面是混凝土由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，另一方面是結(jié)構(gòu)物的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，應(yīng)阻止這種應(yīng)變。一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫?，F(xiàn)將產(chǎn)生裂縫的主要原因分述如下：

產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面：

1、水泥水化熱

水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu) 1 斷面較厚，表面系數(shù)相對(duì)較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時(shí)散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時(shí)間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長(zhǎng)。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3-5天。

2、外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對(duì)大體積混凝土是極為不水泥水化熱。

溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60-65℃，并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

3、混凝土的收縮

混凝土中約20％的水分是水泥硬化所必須的，而約80％的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。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(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對(duì)混凝土是很不利的。

4、約束條件與溫度裂縫的關(guān)系

大體積混凝土由于受到溫度變化會(huì)產(chǎn)生變形，而這種變形又受到自身和外界的約束，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(dāng)應(yīng)力超過某一數(shù)值時(shí)，便引起裂縫。

通過對(duì)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)理分析，在施工過程中主要從降低水泥水化熱、通水散熱、混凝土養(yǎng)護(hù)、嚴(yán)格控制拆模時(shí)間等幾方面做好混凝土溫度控制工作，確保內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，盡量降低混凝土內(nèi)部溫度的升降速率。從而提高混凝土的抗?jié)B、抗裂、抗侵蝕的性能。由于承臺(tái)承重較大，決不允許出現(xiàn)有害裂紋，施工時(shí)溫度裂縫的控制是保證承臺(tái)施工質(zhì)量的關(guān)鍵。因此防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫要采取以下的措施：

1、選用合適的原材料和合適的砼配合比

水泥選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，能有效地降低混凝土內(nèi)絕熱溫升，達(dá)到低水化熱品種的水泥效果，摻加適量的粉煤灰和EC-4型緩凝高效減水劑，以改變混凝土流變特性及降低水泥水化熱； 混凝土的粗集料選用粒徑較大、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，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土絕熱溫升。細(xì)骨料采用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，降低混凝土絕熱溫升，并可減少混凝土收縮。含泥量小于2％，3 細(xì)度模數(shù)控制在2.5左右；水為飲用水。

2、澆注過程中的控制

a、控制混凝土的入模溫度和環(huán)境溫度，使用的水泥既要新鮮又必須經(jīng)過一段時(shí)間的冷卻，不宜使用新出窯的水泥，向拌合用水內(nèi)加破碎冰塊，從而降低混凝土的拌合溫度。

b、混凝土采用分層連續(xù)灌注，一次成型，分層厚度宜為30cm左右，分層間隔灌注時(shí)間不得超過試驗(yàn)所確定的混凝土初凝時(shí)間，以防出現(xiàn)施工冷縫；

c、混凝土振搗深度對(duì)于大面積分層澆注混凝土，如果下層混凝土已進(jìn)入初凝或即將初凝，則振搗棒振搗時(shí)不宜插入下層，以達(dá)下層表面為宜，如下層混凝土未達(dá)初凝可插入下層5cm，保證下層在初凝前再進(jìn)行一次振搗，使混凝土具有良好的密實(shí)度，防止漏振，也不能過振，確保質(zhì)量良好；

3、大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度控制

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，不僅要滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要，還應(yīng)通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。人工的溫度控制有兩種方法：一種是采用內(nèi)部降溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差，可在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管和測(cè)溫點(diǎn)，通過冷卻水循環(huán)，降低混凝土內(nèi)部溫度，減小內(nèi)表溫差，控制混凝土內(nèi)外溫差小于25℃，通過測(cè)溫點(diǎn)測(cè)量，掌握內(nèi)部各測(cè)點(diǎn)溫度變化，以便及時(shí) 4 調(diào)整冷卻水的流量，控制溫差；另外一種是保溫法：是在結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料（如草袋、鋸木、濕砂、泡沫塑料等），在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強(qiáng)度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃。由于在混凝土澆筑過程中，福州地區(qū)雨季來臨，氣溫較低，使混凝土內(nèi)外溫差加大，因此采取了保溫法的措施：在構(gòu)件表面覆蓋麻袋和土工布以保持混凝土內(nèi)外溫差不大于20℃。

控制溫度裂縫應(yīng)根據(jù)工程的具體情況選擇施工措施：可以控制大體積混凝土水泥用量，選用低水化熱水泥，摻加合適的外加劑，優(yōu)化混凝土配合比，完善澆注工藝，以及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作和溫度檢測(cè)工作等。

面對(duì)應(yīng)用日益廣泛的大體積混凝土工程，我們必須不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善技術(shù)措施，從而使大體積混凝土施工走上成熟和規(guī)范化的道路。

第二篇：大體積混凝土溫度裂縫防治措施

大體積混凝土溫度裂縫防治措施

項(xiàng)目管理科 杜建豹 摘 要：大體積混凝土施工時(shí)產(chǎn)生的溫度裂縫 ,破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性 ,影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用 ,危害嚴(yán)重。分析了裂縫產(chǎn)生原因 ,提出了在施工中應(yīng)該采取的各種控制措施...關(guān)鍵詞： 溫度 裂縫 養(yǎng)護(hù) 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和施工技術(shù)的迅速發(fā)展 ,現(xiàn)代建筑中涉及到大體積混凝土施工也越來越多 ,如高層建筑基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。它們的主要特點(diǎn)就是體積大 ,水泥水化熱釋放比較集中 ,內(nèi)部溫度升高比較快。當(dāng)大體積混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí) ,會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。眾多工程實(shí)踐證明 ,大體積混凝土施工難度比較大 ,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的機(jī)率較多 ,稍有差錯(cuò) ,輕者會(huì)影響建筑物的抗?jié)B性能和外觀質(zhì)量 ,重者還會(huì)嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)的安全 ,甚至造成坍塌事故 ,從而造成無法估量的損失。因此我們必須從根本上分析大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生原因 ,采取各種措施減少和控制溫度裂縫的出現(xiàn) ,來保證施工的質(zhì)量。

1、溫度裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的整體性要求高 ,施工時(shí)如無特殊情況 ,一般要求一次性整體澆筑。澆筑后 ,水泥因水化反應(yīng)引起水化熱 ,由于混凝土體積大 ,內(nèi)部與表面散熱速率不一樣 ,聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不容易散發(fā) ,混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高 ,而混凝土 表面則散熱較快 ,與混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度差 , 使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力 ,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。同時(shí)在澆筑初期混凝土的彈性模量和強(qiáng)度很低 ,對(duì)水化熱急劇溫升引起的變形約束不大 ,溫度應(yīng)力比較小。隨著混凝土齡期的增長(zhǎng) ,其彈性模量和強(qiáng)度相應(yīng)提 高 ,對(duì)混凝土降溫收縮變形的約束越來越強(qiáng) ,即產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力 ,當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不能抵抗溫度應(yīng)力時(shí) ,即產(chǎn)生溫度裂縫。大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的影響因素主要有:

1.1 水泥水化熱的影響

水泥在水化反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的熱量 ,這是大體積混凝土內(nèi)部溫度升高的主要熱量來源。由于大體積混凝土截面的厚度大 ,水化熱聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)

部不易散發(fā) ,會(huì)引起混凝土內(nèi)部急劇升溫 ,造成較大的內(nèi)外溫差 ,從而產(chǎn)生溫度裂縫。

1.2 內(nèi)外約束條件的影響

大體積混凝土一般與地基整體澆筑在一起 ,當(dāng) 溫度變化時(shí)會(huì)受到地基的限制 ,因而產(chǎn)生外部的約 束應(yīng)力。當(dāng)混凝土早期溫度上升時(shí) ,產(chǎn)生的膨脹變 形會(huì)受到約束面的約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力 ,而此時(shí)混凝 土的彈性模量很小 ,徐變和應(yīng)力松弛卻較大 ,與基層連接也不太牢固 ,因而壓應(yīng)力較小 ,但是當(dāng)溫度下降時(shí) ,則產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。若產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度 ,就會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫。工程實(shí)踐證明 ,當(dāng)混凝土的內(nèi)外溫差小于 25℃時(shí) , 產(chǎn)生溫度裂縫的幾率就小的多。由此可見 ,降低大體積混凝土的內(nèi)外溫差和改善約束條件 ,是防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措施。

1.3 外界氣溫變化的影響

大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間 ,外界氣溫的變化對(duì)防止大體積混凝土開裂有著重要影響。混凝土澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系 ,澆筑溫度又影響著混凝土的內(nèi)部溫度。大體積混凝土結(jié)構(gòu)不易散熱 ,其內(nèi)部溫度有的工程竟高達(dá) 90 ℃以上 ,而且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。如外界氣溫下降 ,特別是氣溫驟降 ,會(huì)加大混凝土的溫度梯度 , 溫差愈大 , 溫度應(yīng)力也愈大。此時(shí)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力 ,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力 , 當(dāng)這個(gè)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí) ,大體積混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

2、控制大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的措施

大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高 ,特別在 施工中要防止混凝土因水泥水化熱而引起的溫度差。在施工時(shí) ,必須從原材料選擇、施工技術(shù)、養(yǎng)護(hù)、溫度檢測(cè)等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作 ,才能防止大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。

2.1 原材料的選擇

⑴ 選用發(fā)熱量低初凝時(shí)間較長(zhǎng)的水泥 如礦渣水泥。盡量降低混凝土中的水泥用量 ,減少水泥 水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量 ,降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失 ,可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥。例如摻加適量的粉煤灰 減少水泥 用量，達(dá)到降低水化熱的目的 , 但摻量不能大于30 %。

⑵ 粗細(xì)骨料級(jí)配良好。通過試驗(yàn)選擇合理的 石砂級(jí)配。在滿足混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，骨料盡量選用較大的粒徑 5-40mm，要具有較好的級(jí)配。同時(shí)必須嚴(yán)格控制砂石料的含泥量 ,石子的含泥量 控制在 1 %以下，砂的含量在 2 %以下，這樣既提高了混凝土抗壓強(qiáng)度 ,又可以減少用水量和水泥的用 量。

⑶ 加適量的緩凝劑(如木質(zhì)素磺酸鈣)。摻加 緩凝劑不但可以延緩水化熱的釋放速度、推遲溫峰的出現(xiàn)并延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，還可以改善混凝土和易性，減少水和水泥用量 ,從而降低水化熱。

⑷ 拌制大體積混凝土的原材料均需進(jìn)行檢驗(yàn)合格后方可使用。

2.2施工技術(shù)措施

⑴

在炎熱夏季進(jìn)行施工時(shí) ,要采取下列措施對(duì)材料進(jìn)行降溫 : ① 提前1周以上的時(shí)間將水泥入庫(kù)降溫 ,并保證水泥倉(cāng)庫(kù)有良好的通風(fēng)；

②砂石堆進(jìn)行覆蓋 ,避免陽(yáng)光直射 ,必要時(shí)向 骨料噴冷水；

③ 防止攪拌機(jī)在陽(yáng)光照射下溫升過高 ,可采用搭涼棚的方法為攪拌機(jī)遮蔭；

④混凝土宜現(xiàn)場(chǎng)采用冷水拌制。

⑵ 澆筑混凝土前應(yīng)將基槽內(nèi)的雜物清理干凈，而且混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過3～5h，澆筑時(shí)必須嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度，混凝土最高澆筑溫度不得超28℃，在澆筑混凝土?xí)r投入適量的毛石 ,以吸收熱量并節(jié)約混凝土;在澆筑的混凝土內(nèi)部預(yù)先埋置冷卻管 ,用循環(huán)水來降低混 凝土內(nèi)部溫度峰值延緩升溫速度;澆筑時(shí)若外界氣 溫過高 ,可采用在輸送管上加蓋草袋并噴冷水的方法。

⑶ 在施工現(xiàn)場(chǎng)要對(duì)商品混凝土逐車進(jìn)行檢查，測(cè)定混凝土的坍落度和溫度，檢查混凝土量是否相 符，嚴(yán)禁混凝土攪拌車在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)加水?；炷翑嚢柢嚨綀?chǎng)等待時(shí)可采取向攪拌罐上噴冷水的措施來控制混凝土的澆筑溫度。

⑷ 嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度。一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。對(duì)于斷面相差很大的結(jié)構(gòu)和剪力墻的孔、洞、口 處 ,應(yīng)先澆灌較深的部位 ,待靜止 1～2h 混凝土沉降后 ,再與斷面或孔洞上部的混凝土一起澆筑。墻板混凝土宜采用非泵送混凝土 ,利用塔吊和人力推車連續(xù)進(jìn)行 ,以避免施工冷縫的出現(xiàn)。

⑸ 可以適當(dāng)在混凝土中摻加合成纖維?；炷林袚饺牒铣衫w維后 ,可使數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的纖維三維均勻的分布在混凝土內(nèi)部，混凝土塑性階段干縮及冷縮所產(chǎn)生的表面一旦延伸到合成纖維即可停止發(fā)展。

⑹ 合理安排施工工序，遵循“同時(shí)澆搗、分層推進(jìn)、一次到位、循序漸進(jìn)”的成熟工藝，薄層澆搗，均勻上升，以利于散熱。大體積混凝土澆筑時(shí)應(yīng)盡量擴(kuò)大澆筑工作面 , 分層澆搗 ,逐步推進(jìn)。要嚴(yán)格控制振搗的時(shí)間及插 入深度 ,防止振搗過程中出現(xiàn)漏振。

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,大體積混凝土的澆注方法可分為：全面分層、分段分層、斜面分層的澆注方案。如圖1所示。

①圖1a全面分層:在第一層混凝土全部澆筑完畢后 ,再回頭澆筑第二層。此

時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝 ,如此逐層連續(xù)澆筑,直至完工為止。適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不太大的情況 ,施工時(shí)從短邊開始,沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段 ,從 中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。

②圖 1b 斜面分層:要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始 ,逐漸上移。混凝土的振搗 也要適應(yīng)斜面分層澆筑工藝 ,一般在每個(gè)斜面層的上、下各布置一道振動(dòng)器。上面的一道布置在混凝土卸料處 ,保證上部混凝土的搗實(shí) ,下面一道振動(dòng)器 布置在近坡腳處 ,確保下部混凝土密實(shí)。隨著混凝土澆筑的向前推進(jìn) ,震動(dòng)器也相應(yīng)跟上。

③圖1 c 分段分層 : 混凝土澆筑時(shí),先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第二層 ,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多,所以澆筑到頂后第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依 次分層澆筑。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的工程。

⑺振搗時(shí)振動(dòng)棒應(yīng)盡量垂直插入 ,快插慢拔 , 插點(diǎn)交錯(cuò) ,均勻布置。在振搗上一層混凝土?xí)r ,應(yīng)深 入下一層約 50～100mm, 以消除層間的接縫。振搗時(shí)間以表面基本水平并出現(xiàn)水泥漿,混凝土不再冒氣泡、不再明顯坍落為度。必要時(shí)在混凝土凝結(jié)前的適當(dāng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行二次振搗 ,以增加混凝土的密實(shí) 度 ,減少混凝土內(nèi)部的微裂縫 ,提高混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性能。

⑻冬季大體積混凝土澆筑時(shí) ,為防止表面散熱過快 ,造成過大的內(nèi)外溫差,應(yīng)在外部覆蓋保溫材料或者進(jìn)行短時(shí)間加熱 ,拆模后迅速回填土方以利保溫。2.3 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)措施

養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工 作。養(yǎng)護(hù)時(shí)要保持適宜的溫度和濕度 ,以便控制混 凝土內(nèi)外溫差 ,促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情 況，應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間 ,拆模后應(yīng)立即回填土或覆蓋保護(hù)。同時(shí)要預(yù)防冬期驟冷寒潮氣候影響 ,以控 制內(nèi)外溫差 ,防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù) ,不僅要滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要 ,還應(yīng)通過人工的溫度控制，防止因溫度梯度引起混凝土的 開裂。

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段防止溫度裂縫的措施主要有 :

⑴ 澆筑后2h采用塑料膜對(duì)表面覆蓋,可有效增加混凝土的表面溫度 ,減小總溫差。若在冬季施工需在塑料膜上面加上草墊保溫等。

⑵ 混凝土澆筑后 ,應(yīng)在終凝后兩小時(shí)開始帶水養(yǎng)護(hù) , 養(yǎng)護(hù)期14天以上。夏季澆筑大體積混凝土 時(shí) ,可采用積水養(yǎng)護(hù)的方法。在混凝土表面上用磚砌成淺水池 ,然后放入 300mm 深的水，起保護(hù)和養(yǎng)護(hù)雙重作用。

⑶ 冬季施工時(shí) ,在結(jié)構(gòu)外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料(如草袋、鋸木、濕砂等),在 緩慢的散熱過程中 ,使混凝土獲得必要的強(qiáng)度 ,以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于 25 ℃。

2.4 大體積混凝土施工中的溫度檢測(cè)措施

要對(duì)大體積混凝土進(jìn)行有效的溫度控制 ,就必須進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)。設(shè)置測(cè)溫點(diǎn) , 以便了解內(nèi)外溫差的數(shù)據(jù) ,及時(shí)采取相應(yīng)措施 ,以保證控制的準(zhǔn)確性。

大體積混凝土溫度的檢測(cè)要在混凝土澆灌完畢后 2 天開始 ,檢測(cè)時(shí)間為1個(gè)月 ,在前面7天 ,每隔2 小時(shí)測(cè)溫一次 ,以后每隔8小時(shí)測(cè)溫一次。在澆筑混 凝土?xí)r ,采用預(yù)埋溫度傳感片和測(cè)溫儀 ,一般布置上中下三個(gè)混凝土內(nèi)部測(cè)溫點(diǎn)和一個(gè)混凝土表面控制的測(cè)溫點(diǎn)，從澆筑開始測(cè)溫，澆筑完后根據(jù)溫控指標(biāo)及時(shí)調(diào)整保溫、保濕等養(yǎng)護(hù)條件?；炷琉B(yǎng)護(hù)階段的溫度檢測(cè)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) ：

⑴ 混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土 表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應(yīng)小于20 ℃，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時(shí) ,不大于25 ℃～30 ℃。

⑵

混凝土拆模時(shí) ,混凝土的溫差不超過 20 ℃。

⑶ 配備專職測(cè)溫人員，按兩班考慮。對(duì)測(cè)溫人員要進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底。測(cè)溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé) , 按時(shí)按孔測(cè)溫 ,不得遺漏或弄虛作假 ,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)向項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人匯報(bào)。測(cè)溫記錄要填寫清楚、整潔 ,換班時(shí)要進(jìn)行交底。

⑷

測(cè)溫工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測(cè)溫。

⑸ 測(cè)溫時(shí)若發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與表面溫度之差達(dá)到 25 度或溫度異常，應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人 ,以便及時(shí)采取措施。

3、結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的材料選擇、施工技術(shù)與養(yǎng)護(hù)措施直接關(guān)系到結(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)溫度裂縫產(chǎn)生的原因以及采取的 相應(yīng)施工措施 ,實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中就很難保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。雖然大體積混凝土很容易產(chǎn)生溫度裂縫 ,但是大量的科學(xué)研究以及成功的工程實(shí)例都表明：只要我們?cè)诓牧线x擇、施工工藝、以及 后期的養(yǎng)護(hù)過程中能夠充分考慮各種因素的影響，還是完全可以避免危害結(jié)構(gòu)安全的溫度裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn) : [1] 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.建筑工程施工手冊(cè).2003.4 [2] 張仁水.建筑工程施工.北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2000 [3] 盧經(jīng)揚(yáng)等.土木工程材料.北京：煤炭工業(yè)出版社.2004

第三篇：淺析大體積混凝土溫度裂縫原因及控制措施

淺析大體積混凝土溫度裂縫原因及控制措施

中圖分類號(hào)：TV544+.91

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，城市工程建設(shè)規(guī)模日趨大型化和復(fù)雜化，隨之而來的混凝土溫度裂縫問題逐漸成為了普遍性的問題。因此，文章結(jié)合工程實(shí)例，通過對(duì)混凝土的相關(guān)計(jì)算，針對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入的分析，提出相關(guān)合理有效的控制措施。供工程技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;溫度裂縫;控制措施

Abstract: with the rapid development of economy of our country society and accelerating urbanization, the city engineering construction scale is large and complicated, with the temperature cracks of concrete problem gradually become the universal problems.Therefore, combining with engineering practice, by the related calculation of concrete, the causes of cracks in concrete thorough analysis, and put forward relevant reasonable and effective control measures.For reference of engineering technicians.Keywords: mass concrete;Temperature crack;Control measures

城市工程建筑業(yè)的快速發(fā)展使得高層建筑等大型設(shè)備基礎(chǔ)大量的出現(xiàn)。大體積混凝土廣泛應(yīng)用于工程的施工當(dāng)中，在現(xiàn)代建設(shè)當(dāng)中占有重要的地位。但是，溫度裂縫作為混凝土結(jié)構(gòu)中常見的現(xiàn)象，逐漸成為建筑工程技術(shù)人員面臨的技術(shù)難題，直接影響到整體工程建設(shè)的質(zhì)量。因此，分析溫度裂縫產(chǎn)生的原因，尋找合理有效的控制措施，從而預(yù)防和避免裂縫的產(chǎn)生是十分必要的。

1工程概況

某建筑項(xiàng)目為大型商住樓，占地總面積為75627?O，由地下室、商業(yè)裙房、商住樓組成。底盤平面尺寸為119.5m×81.1m，為滿足建筑使用功能的要求，該工程結(jié)構(gòu)沒有設(shè)溫度縫，采用了超長(zhǎng)超寬大底盤多塔復(fù)雜結(jié)構(gòu)方案。

2大體積混凝土溫度裂縫的成因分析

在固結(jié)過程中，大體積混凝土常因溫度下降引起開裂，裂縫出現(xiàn)過程基本上可分為3個(gè)活動(dòng)期：

2.1初期裂縫

初期是指澆筑后的升溫期。在此期間，由于水化熱使混凝土澆筑后1～3d溫度急劇上升，內(nèi)熱外冷引起“自約束應(yīng)力”，超過混凝土抗拉強(qiáng)度即引起初期裂縫。

2.2中期裂縫

中期是指水化熱降溫期。當(dāng)水化熱溫升達(dá)到峰值之后便逐漸下降，水化熱散盡時(shí)結(jié)構(gòu)物的溫度接近于周圍氣溫，在此期間結(jié)構(gòu)物冷縮（另外還增加干縮）引起“外約束應(yīng)力”，當(dāng)超過混凝土抗拉強(qiáng)度便引起中期裂縫。

2.3后期裂縫

后期是指“準(zhǔn)穩(wěn)定期”。當(dāng)混凝土接近周圍氣溫之后即保持相對(duì)穩(wěn)定，隨季節(jié)溫度和日溫度而變化，如暴露在外面受到寒流襲擊引起裂縫，混凝土干縮也會(huì)引起開裂，因其效果與降溫引起的收縮變形相似，通常采用當(dāng)量溫度表示，并與溫度變化共同考慮。這些稱為后期裂縫。針對(duì)不同的混凝土厚度和外界條件，早期、中期與后期裂縫產(chǎn)生的大小程度有所不同。對(duì)于厚度較薄的大面積混凝土，由于水化熱能較快的通過混凝土上下表面很快散去，其早期和中期裂縫問題可弱化，后期裂縫為主要問題；但對(duì)于大體積混凝土，其早中期裂縫問題比較突出。大體積混凝土溫度裂縫控制驗(yàn)算分析

本工程地下室底板平面尺寸為119.5m×81.1m，面積為8877m2，混凝土總用量為12246m3。基礎(chǔ)底板標(biāo)高為-8.75m，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)S8。施工方式為泵送混凝土，采用52.5號(hào)普通水泥，內(nèi)摻UEA，要求UEA補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率ε，不低于2.5×104?；炷辆€膨脹系數(shù)為1.0×10-5/℃。本工程基礎(chǔ)底板超長(zhǎng)超寬，且公寓樓、辦公樓核心筒下基礎(chǔ)樁筏承臺(tái)及l(fā)#住宅樓樁筏承臺(tái)均為大體積混凝土。為此，本文以公寓樓核心墻下樁筏基礎(chǔ)承臺(tái)大體積混凝土為例進(jìn)行定量與定性分析。

3.1溫度計(jì)算

3.1.1混凝土水化熱最高溫升值:

（1）

式(1)中：W1、W2、F分別為單方混凝土水泥用量、UEA用量、粉煤灰或礦粉用量（kg/m3）；Q1、Q2分別為水泥、UEA的水化熱，取Q1=461kJ/kg，Q2=260kJ/kg；混凝土密度ρc=2450kg/m3，混凝土比熱Cc=0.97kJ/kg?℃。將上述參數(shù)代入式（1）得：

△Tmax=86.2℃

參照不同澆筑厚度大體積混凝土齡期絕熱溫升曲線圖，混凝土澆搗施工時(shí)，散熱影響系數(shù)ξ∈取0.65，則混凝土內(nèi)部實(shí)際最高溫升值△T1=△ξTmax=56.0℃。

3.1.2本工程公寓樓部分底板施工期在秋季11月初，混凝土澆筑溫度△Tj=24℃，環(huán)境溫度取22.0℃，混凝土內(nèi)部最高溫度值按（2）式計(jì)算：

Tmax=Tj+△T1（2）

則混凝土內(nèi)部最高溫度Tmax=24+56.0=80.0(℃)

混凝土內(nèi)外溫差：88.0-22.0=58.0(℃)?25℃

根據(jù)《塊體基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)程》（YBJ224-91）的要求規(guī)定：混凝土澆筑塊體的里外溫差不應(yīng)超過25℃。因此需采取溫控措施，當(dāng)混凝土內(nèi)部為最高溫度時(shí)混凝土表面溫度應(yīng)控制在不小于53℃左右，以控制早期、中期裂縫。表面溫度的控制可通過材料熱工系數(shù)計(jì)算，采取調(diào)整保溫層的厚度來解決。

3.2.2后澆帶封閉后混凝土溫度收縮應(yīng)力

本工程負(fù)二層地下室氣溫：冬天取平均10℃，夏天取平均26℃，溫差△=l6℃；根據(jù)有關(guān)資料，基礎(chǔ)底板最終收縮量取2.0×10-4，本工程施工期理論計(jì)算已完成收縮1.48×10-4。則正常使用階段最大收縮變形值ε'd=0.52×10-4，收縮當(dāng)量溫差△T'2=5.2℃；在正常使用階段，地下室底板因直接接觸地基土，混凝土表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，UEA能保持微膨脹狀態(tài)，UEA限制膨脹率取ε'y=6×10-5，UEA補(bǔ)償當(dāng)量溫差△T'1=εy/a=6.0℃，則后澆帶封閉后使用階段最大綜合溫差：

△T'=△T'1+△T'2-△T'3=16+5.2-6=15.2℃

將底板直線總長(zhǎng)度L=119.5m，底板均厚H=1500，S（t）=0.28，及有關(guān)參數(shù)代人式（3），得溫度應(yīng)力σ'2=0.97MPa

σ'2為119.5m長(zhǎng)基礎(chǔ)底板中心位置附近最大拉應(yīng)力，則公寓樓處衰減為γσ'2，取γ=0.6，則公寓樓區(qū)域處溫度收縮應(yīng)力σ2=γσ'2=0.6×0.97=0.58MPa

按照上述假定條件，本工程采用中國(guó)建研院SAP2000程序進(jìn)行有限元計(jì)算復(fù)核，得后澆帶封閉后該區(qū)域底板中心位置附近X向較大拉應(yīng)力為0.55MPa，Y向較大拉應(yīng)力為0.45MPa。此數(shù)值與上述計(jì)算σ2值很接近。

綜合考慮上述兩種，可估算出收縮和溫差引起的公寓樓部分基礎(chǔ)底板的最大拉應(yīng)力：

σ=σ1+σ2=1.38+0.58=1.96MPa＜2.39MPa，抗裂安全度K=2.39/1.96=1.21＞1.15，滿足抗裂要求。

從上面溫度-應(yīng)力雙控計(jì)算結(jié)果分析，降溫和收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力不會(huì)引起基礎(chǔ)混凝土貫穿裂縫。在采取合適的混凝土澆筑方法及良好的構(gòu)造措施的前提下，基礎(chǔ)底板的裂縫問題能得到較好的解決。

4大體積混凝土溫度裂縫的控制措施

上述中關(guān)于定量分析中取值的研究與很多因素相關(guān)，其在施工中的參數(shù)具有一定的離散性，如大體積混凝土溫度計(jì)算中，混凝土內(nèi)部最高溫度值、水平阻力系數(shù)及收縮影響系數(shù)等參數(shù)的取值直接影響到計(jì)算結(jié)果，這些都可能引起偏差。因此本工程的裂縫控制要求從原材料、設(shè)計(jì)、施工等方面進(jìn)行綜合控制。

4.1設(shè)計(jì)方面

(1)UEA補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)要求底板的UEA限制膨脹率不低于0.025％，本工程實(shí)測(cè)值為0.034％。

(2)設(shè)置后澆膨脹加強(qiáng)帶，將傳統(tǒng)后澆帶做法與UEA混凝土膨脹加強(qiáng)帶技術(shù)結(jié)合起來。本工程在縱橫方向各設(shè)兩道后澆帶，將整個(gè)底板分成9個(gè)混凝土澆筑區(qū)間，在該條件下最大限度地削弱溫度收縮應(yīng)力Ea、△t。

(3)在滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性等結(jié)構(gòu)計(jì)算的前提下，盡量降低混凝土強(qiáng)度

等級(jí)?？衫没炷梁笃趶?qiáng)度，以減小水泥用量，降低水化熱。本工程基礎(chǔ)底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)比墻、柱降低兩級(jí)。

(4)對(duì)大體積混凝土澆筑塊體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，確定大體積混凝土澆筑塊體的升溫峰值、內(nèi)外溫差(不超過25℃)及降溫速度(不超過1.5℃，d)的控制指標(biāo)，制訂溫控施工的技術(shù)措施。

4.2構(gòu)造方面

為提高基礎(chǔ)底板混凝土表面抗裂性能，在表面配置雙向構(gòu)造鋼筋。本工程大體積混凝土承臺(tái)板四周側(cè)面及大于2m厚混凝土中間均設(shè)置雙向構(gòu)造筋。超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)梁側(cè)面應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造腰筋。在結(jié)構(gòu)突變(或斷面突變)部位易產(chǎn)生應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)角和孔洞處增設(shè)構(gòu)造筋加強(qiáng)。

4.3材料方面

(1)選用中低水化熱的水泥(本工程原設(shè)計(jì)要求采用礦渣水泥，后因材料來源供應(yīng)不上而只好采用普通水泥)。

(2)粗骨料選用5mm～40mm連續(xù)級(jí)配的石子，細(xì)骨料采用中、粗砂，嚴(yán)格控制骨料含泥量在1．5％以下。

(3)采用雙摻技術(shù)，即混凝土中摻人一定量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰或礦粉以代替部分水泥并提高混凝土的和易性，同時(shí)摻人具有緩凝、減水、膨脹的混凝土外加劑，以改善泵送混凝土工作性能和可靠性。

(4)大體積混凝土的配制應(yīng)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，本工程因條件限制，地下室底板混凝土的配合比見表1(注：JEA為UEA系列換代產(chǎn)品)。

表1

4.4施工措施

本工程施工澆筑方案采用連續(xù)薄層推移式澆筑，利用分層斜面充分散熱。同時(shí)，層面最長(zhǎng)時(shí)間間隔不大于初凝時(shí)間；當(dāng)層間間隔時(shí)間超過混凝土的初凝時(shí)間時(shí)，層面應(yīng)按施工縫處理。泵送混凝土攤鋪厚度≤500mm，并在澆筑過程中及時(shí)清除混凝土表面泌水。

混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。本工程500mm厚超長(zhǎng)底板僅覆蓋1層薄膜保濕和1層麻袋保溫，可滿足要求，但大體積混凝土的溫控養(yǎng)護(hù)必須高度重視。公寓樓核心墻下承臺(tái)2.2m厚大體積混凝土采用保溫方案：表面采用覆蓋2層塑料薄膜保濕、1層5cm厚泡沫塑料板和2層麻袋保溫，該措施可滿足溫控指標(biāo)要求1住宅樓、辦公樓核心筒下2.5m厚樁筏基礎(chǔ)平面尺寸較大，中心溫升接近絕熱溫升，為降低澆筑塊體在入模溫度基礎(chǔ)上的最大溫升值，采用外保內(nèi)降方案，除保溫外，在混凝土內(nèi)部還設(shè)置冷卻水管。冷卻水管沿長(zhǎng)向排列，水平間距為1.0m，澆筑后1d開始通水，通水流量1.2m3/h，水管進(jìn)水口設(shè)換向控制閥門，不斷調(diào)換進(jìn)、回水方向，水溫與混凝土的溫度差控制在20℃～25℃：

對(duì)筏板混凝土基礎(chǔ)施工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)關(guān)注溫度場(chǎng)的變化，如果內(nèi)部最高溫度或內(nèi)外溫差、降溫速率超過警戒值應(yīng)立刻調(diào)整養(yǎng)護(hù)方案。結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大體積混凝土溫度控制是一項(xiàng)長(zhǎng)期嚴(yán)峻的工作，其關(guān)鍵在于降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能。因此，在混凝土施工前，應(yīng)對(duì)其溫度和溫度應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)控，遇到突發(fā)問題應(yīng)及時(shí)做好相應(yīng)的控制措施，同時(shí)提高工程技術(shù)人員的綜合技能，學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。最大限度地減少和避免溫度裂縫的產(chǎn)生，從而保證工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 周明榮;高層建筑大體積混凝土溫度裂縫的形成與預(yù)防[J];廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報(bào);2009年11期

[2] 房進(jìn)勝;韓新懷;大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及措施[A];土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)(第15卷)[C];2011年

第四篇：大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因控制措施

一、大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因

1、混凝土內(nèi)部和外部的溫差過大會(huì)產(chǎn)生裂縫。溫差裂縫的主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑，澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不容易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而混凝土表面土則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，此時(shí)，混凝齡期短，抗拉強(qiáng)度很低。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度，則會(huì)在混凝土的表面產(chǎn)生裂縫。

2、大體積混凝土施工，由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時(shí)，此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)?；炷两禍仉A段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時(shí)收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。

二、大體積混凝土溫度裂縫控制措施：

1、嚴(yán)格控制混凝土原材料的的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選用低水化熱水泥，粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量減少(1～1.5%以下)。

2、細(xì)致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理?yè)郊铀芑瘎┖蜏p少劑。

3、采用綜合措施，控制混凝土初始溫度

如在混凝土體內(nèi)埋設(shè)冷卻水管和風(fēng)管、表面灑水冷卻、表面保溫材料保護(hù)。主要是針對(duì)后期而言，對(duì)早期因熱原因引起的裂縫是無助的。比如表面保溫材料保護(hù)可以減少內(nèi)外溫差，但不可避免的招致混凝土體內(nèi)溫度T1很高，從受約束而導(dǎo)致貫穿裂縫的角度看，是一個(gè)潛在惡化裂縫的條件。因?yàn)轶w內(nèi)熱量遲早是要散發(fā)掉的。另外人工控制混凝土溫度還需注意的問題是防止“過速冷卻”和“超冷”，過速冷卻不僅會(huì)使混凝土溫度梯度過大，而且早期的過速超冷會(huì)影響水泥—膠體體系的水化程度和早期強(qiáng)度，更易產(chǎn)生早期熱裂縫。超冷會(huì)使混凝土溫差過大，引起溫差裂縫

澆筑時(shí)間盡量安排在夜間，最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時(shí)要求在沙、石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時(shí)向骨料噴冷水。混凝土泵送時(shí)，在水平及垂直泵管上加蓋草袋，并噴冷水。

4、根據(jù)工程特點(diǎn)，可以利用混凝土后期強(qiáng)度，這樣可以減少用 水量，減少水化熱和收縮。

5、加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗，提高密實(shí)度。

6、混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上，混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試塊強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)要求。

7、采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性。

8、根據(jù)具體工程特點(diǎn)，采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。

9、對(duì)于高強(qiáng)混凝土，應(yīng)盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細(xì)礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過試驗(yàn)摻入粉煤灰，摻量15%～50%。

一、施工組織設(shè)計(jì)編制依據(jù)有哪些？

1、設(shè)計(jì)圖紙，水文地勘報(bào)告；

2、現(xiàn)行國(guó)家行業(yè)施工規(guī)范、規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；

3、國(guó)家法律法規(guī)及其他要求；

4、工程承包合同，5、本公司管理體系文件。

二、砼冬季施工措施：

1、冬期施工砼對(duì)原材料的要求

(1)、水泥優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸水泥，應(yīng)注意其中摻合材料對(duì)砼抗 凍、抗?jié)B等性能的影響，水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于425?號(hào)，砼的水泥最小用量不應(yīng)少于300kg／m3，水灰比不應(yīng)大于0.6。?摻用防凍劑的砼，嚴(yán)禁使用高鉛水泥。

(2)、砼所用骨料必須清潔，不得含有冰雪等凍結(jié)物及易凍裂的礦物質(zhì)。在摻用含有鉀、鈉離子防凍劑的砼中，骨料中不得混有活性材料，以免發(fā)生堿－－骨料反應(yīng)。

(3)、在冬季澆筑的砼工程，根據(jù)施工方法，合理選用各種外加劑,應(yīng)注意含氯鹽外加劑對(duì)鋼筋的銹蝕作用，宜使用無氯鹽防凍劑，對(duì)非承重結(jié)構(gòu)的砼使用氯鹽外加劑中應(yīng)有氯鹽阻銹劑這類的保護(hù)措施。氯鹽摻量不得超過水泥重量的1%，?素砼中氯鹽摻量不得大于水泥重量的3%。外加劑的種類、用途見附表。

(4)、拌合水，一般飲用的自來水及潔凈的天然水都可作為拌制砼用 水，但污水、工業(yè)廢水、ph值小的酸性水、硫酸鹽含量(按so4)超過水重約1％的水，不得用于混凝土中。為了減少凍害，應(yīng)將配合比中的用水量降低至最低限度.辦法是：控制塌落度，加入減水劑，優(yōu)先選用高效減水劑。

2、砼的攪拌

冬期砼攪拌應(yīng)制定合理的投料順序，?使砼獲得良好的和易性和使拌合物濕度均勻，有利于強(qiáng)度發(fā)展。

其投料順序一般先投入骨料和粉狀外加劑，干拌均勻再投入加熱的水，等攪拌一定時(shí)間后,水溫降至40℃左右時(shí)投入水泥，拌合均勻.注意攪拌時(shí)要絕對(duì)避免水泥遇到過熱出現(xiàn)假凝現(xiàn)象。砼的攪拌時(shí)間應(yīng)比常溫延長(zhǎng)50％并符合有關(guān)規(guī)定。

3、砼攪制好后，應(yīng)及時(shí)運(yùn)到澆灌地點(diǎn)，在運(yùn)輸過程中，要注意防止砼熱量散失、表層凍結(jié)、砼離析、水泥砂漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。在運(yùn)輸距離長(zhǎng)，倒運(yùn)次數(shù)多的情況下，?加強(qiáng)運(yùn)輸工具的保溫覆蓋。保證砼入模溫度10℃左右，最少不低于5℃。當(dāng)通過熱工計(jì)算，砼的入模溫度達(dá)不到5℃以上時(shí)應(yīng)對(duì)攪拌水及骨料加熱，加熱溫度見表。水泥種類拌合水骨料

標(biāo)號(hào)小于525＃的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥 80℃60℃

標(biāo)號(hào)小于525＃的硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥 60℃40℃

砼在澆灌前，應(yīng)清除模板和鋼筋的冰雪和污垢，裝運(yùn)拌合物用的容器應(yīng)有保溫措施，澆灌過程中發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象時(shí)，必須在澆筑前進(jìn)行加熱拌合，保證砼的入模溫度不低于15℃。

4、熱水源、砂、石加熱，現(xiàn)場(chǎng)有可利用的蒸汽設(shè)施，可優(yōu)先采用；沒有熱水源時(shí)工地可安裝1-2t立式熱水鍋爐供熱水，煤用量可參考200kg/1t鍋爐.h進(jìn)行估算。也可使用電熱器，砂、?石加熱可用砂漿中有關(guān)說明。

第五篇：大體積混凝土溫度裂縫（范文模版）

大體積混凝土溫度裂縫

摘要：介紹了大體積混凝土概念的界定，從溫度應(yīng)力和內(nèi)外約束兩個(gè)方面淺析了大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，總結(jié)了混凝土開裂的三種方式。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，結(jié)合工程實(shí)踐從設(shè)計(jì)和施工角度總結(jié)出大體積混凝土溫度裂縫的控制措施。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；溫度裂縫；溫差

在全球各地的土木工程中，混凝土是最重要的建筑材料，其強(qiáng)度高、耐久性好，廣泛用于各類建筑物、構(gòu)筑物。隨著人類科技的不斷進(jìn)步，建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型結(jié)構(gòu)相繼涌現(xiàn)，使得大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛。但大體積混凝土自身導(dǎo)熱性能較差，混凝土內(nèi)部水化熱量難以散發(fā)，而表面散熱快，中心溫度和表面溫度的差異造成混凝土開裂。

混凝土的溫度裂縫問題是一個(gè)相當(dāng)普遍的質(zhì)量問題，不僅影響建筑物的外觀，更會(huì)危及建筑的正常使用及結(jié)構(gòu)的耐久性。特別是隨著建設(shè)規(guī)模的日趨增大，大體積混凝土結(jié)構(gòu)日益增多，工程裂縫控制技術(shù)難度更高。很多研究學(xué)者對(duì)如何避免大體積混凝土開裂進(jìn)行了研究，大部分學(xué)者提出采用埋設(shè)冷卻水管的溫控措施，或者使用微膨脹混凝土。但是這些方法不僅造價(jià)高，而且也不完全可靠。大體積混凝土溫度裂縫的控制從設(shè)計(jì)、材料、施工等多方面入手，采用綜合治理措施更為有效。大體積混凝土概念的界定

對(duì)大體積混凝土概念的界定問題，在工程界有一個(gè)逐步認(rèn)識(shí)的過程。在研究初期主要是定量判別法，根據(jù)混凝土的厚度和溫差來區(qū)別，采用0.8-1m和25℃作為區(qū)分的界限。

《JGJ55-2000 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》 采用定量和定性相結(jié)合的解釋，其定義為：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸等于或大于1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土。

美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（ACI 116R—00）的解釋是：“任意體量的混凝土，當(dāng)其尺寸大到必須采取預(yù)防措施控制由于水泥水化熱和體積變化以最大限度減少裂縫時(shí)，均可稱為大體積混凝土”（concrete, mass-any volume of concrete with dimensions large enough to require that measures be taken to cope with generation of heat from hydration of the cement and attendant volume change , to minimize cracking）。

而日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(JASS5)的解釋為：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時(shí)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(jì)超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土”。

參考以上列出的解釋，筆者認(rèn)為大體積混凝土這個(gè)術(shù)語(yǔ)中的“大”在某種意義上屬于約定俗成的說法；因?yàn)椤禞GJ55-2000 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》和美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（ACI 116R—00）的解釋中提到的因水泥水化熱和體積變化引起混凝土裂縫，并沒有對(duì)體積做出定量要求，而包含了體積不大但因預(yù)計(jì)水泥水化熱和收縮會(huì)引起混凝土裂縫時(shí)需要采取預(yù)防措施來控制裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)。2 2.1 大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生機(jī)理淺析 溫度應(yīng)力

超大體積混凝土由于水泥水化時(shí)會(huì)放出大量的水化熱，而混凝土自身體積較厚，混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，混凝土表面由于直接和空氣接觸，散熱條件好，熱量可向大氣中散發(fā)，表面溫度上升較少；而混凝土內(nèi)部自身導(dǎo)熱性能差，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，溫度會(huì)上升較多，這樣就形成外低內(nèi)高的溫差。由于外部約束和內(nèi)部約束的存在，使混凝土不能自由變形，于是就會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，這種由于溫度變化產(chǎn)生的變形受到約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力。由此可見：產(chǎn)生溫度應(yīng)力必須具備兩個(gè)必要條件是溫差和約束。溫差越大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力越大，混凝土越容易開裂。當(dāng)超大體積混凝土被完全嵌固時(shí)，它受到的約束最大，此時(shí)溫度應(yīng)力會(huì)達(dá)到最大值，當(dāng)約束減小時(shí)，所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也隨之減小，開裂的概率也隨之降低。

2.2 約束

超大體積混凝土受到的約束一般分為內(nèi)約束和外約束兩種。2.2.1 內(nèi)約束引起溫度裂縫的機(jī)理

一個(gè)物體或一個(gè)構(gòu)件本身各質(zhì)點(diǎn)之間的相互約束作用稱為“內(nèi)約束”。大體積混凝土在水泥水化時(shí)，會(huì)形成外低內(nèi)高的溫差，這種溫差會(huì)使大體積混凝土內(nèi)部溫度分布不均勻，會(huì)引起質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的變形不一致，從而產(chǎn)生內(nèi)約束。大體積混凝土中心由于溫度較高，所產(chǎn)生的熱膨脹也較表面大，因而在混凝土中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面則產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在大體積混凝土的外表面產(chǎn)生裂縫，這種裂縫比較分散、裂縫寬度小、深度也很小，俗稱“表面裂縫”。它一般發(fā)生在澆筑后的溫度上升階段，是由于混凝土體積發(fā)生膨脹所形成的。表面裂縫的形狀見圖1所示。

圖1 表面裂縫

2.2.2 外約束引起的溫度裂縫的機(jī)理

一個(gè)物體的變形受到其它物體的阻礙，一個(gè)結(jié)構(gòu)的變形受到另一個(gè)結(jié)構(gòu)的阻礙，這種結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間，物體與物體之間，物體與構(gòu)件之間，基礎(chǔ)與地基之間的相互牽制作用稱作“外約束”。大體積混凝土澆筑后數(shù)日(一般不少于5 d)，水泥水化熱基本上釋放完畢，由于環(huán)境溫度較低，這時(shí)大體積混凝土就會(huì)從最高溫度開始逐漸降溫，降溫的結(jié)果會(huì)引起混凝土的收縮，同時(shí)混凝土中多余水分也隨之蒸發(fā)，這樣就會(huì)引起混凝土體積出現(xiàn)不同程度的收縮。而地基、其它結(jié)構(gòu)往往會(huì)對(duì)大體積混凝土進(jìn)行約束，讓其不能自由變形，在這種外部約束的作用下，混凝土的內(nèi)外溫差就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。這種溫度應(yīng)力一般是拉應(yīng)力，當(dāng)該溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)從約束面開始向上出現(xiàn)開裂，從而形成溫度裂縫。若溫度應(yīng)力足夠大，裂縫會(huì)連續(xù)產(chǎn)生，甚至?xí)灤┱麄€(gè)截面。貫穿裂縫會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的性能，它會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性，給結(jié)構(gòu)帶來重大的損傷，直接影響到工程結(jié)構(gòu)安全。貫穿裂縫一般發(fā)生在混凝土的溫度下降階段，且外部約束較大，裂縫一般與約束面成直角關(guān)系。如約束體為樁基、巖體、以及老混凝土結(jié)構(gòu)面時(shí)，約束力會(huì)更大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也會(huì)更大。但只有在溫差(最高溫度與最終穩(wěn)定溫度差)25℃以上，才會(huì)出現(xiàn)這種裂縫。此外，不同的約束體會(huì)導(dǎo)致不同的貫穿裂縫，且其發(fā)生部位和裂縫的多少也會(huì)不一樣。若產(chǎn)生貫穿裂縫，后期養(yǎng)護(hù)不到位，還會(huì)加劇裂縫發(fā)展。外部約束應(yīng)力形成裂縫的情況如圖2所示。

圖2 部約束應(yīng)力所形成的裂縫

雖然引起大體積混凝土開裂的原因很多，但是按照裂縫深度的不同，一般可將裂縫分為：貫穿裂縫、深層裂縫和表面裂縫。在這三種裂縫中，貫穿裂縫的危害最大，它貫穿了結(jié)構(gòu)面，破壞了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，大大降低結(jié)構(gòu)的安全使用性能。深層裂縫的危害其次，并沒完全切斷結(jié)構(gòu)面，除地基或受既有建筑混凝土影響外，不會(huì)發(fā)展成貫穿裂縫，則對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不太大。表面裂縫的危害性一般較小，除特種結(jié)構(gòu)(如：有防輻射要求的探傷室、有防水要求的堤壩等)外，表面裂縫可以通過抹灰等方式處理。

圖3 大體積混凝士結(jié)構(gòu)裂縫類型示意圖 大體積混凝土溫度裂縫的控制

混凝土開裂不但會(huì)使結(jié)構(gòu)承載能力相應(yīng)的下降，改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，而且會(huì)影響到結(jié)構(gòu)外表的美觀，影響結(jié)構(gòu)的正常使用。例如：若大壩開裂則會(huì)使水滲漏，若探傷室開裂則會(huì)使射線泄露，嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)的使用功能。因此，我們一定要采取有效措施控制大體積混凝土的開裂。王鐵夢(mèng)教授從1955年起就開始研究分析多種結(jié)構(gòu)裂縫，并在此基礎(chǔ)上，提出了“抗”、“放”的原則。許多學(xué)者在“抗”、“放”原則的基礎(chǔ)上又提出了多種抗裂措施。在實(shí)際工程中，應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)靈活運(yùn)用“抗”、“放”、“抗放”結(jié)合的原則控制裂縫的開裂。在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和施工中，就可以通過分析混凝土開裂的不同原因來采取具體的防裂措施。例如：開裂原因與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力荷載有關(guān)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合概念設(shè)計(jì)、平面布置、受力加固等原則和方法考慮控制混凝土開裂的措施?？刂拼篌w積混凝土開裂的措施與一般混凝土相比，除了上述措施之外，由于大體積混凝土的固有特性(主要是混凝土中的溫度應(yīng)力和溫差)，還有一些其他的抗裂措施。下面重點(diǎn)分析在設(shè)計(jì)和施工中，控制大體積混凝土開裂的措施。

大體積混凝土裂縫控制措施可分為兩類，一類是：設(shè)計(jì)措施：設(shè)計(jì)控制措施可以分為以下幾點(diǎn)：①合理布置平面、立面；可以避免體型突變，保證各種系數(shù)達(dá)到規(guī)范要求(安全系數(shù)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高)；②合理留設(shè)施工縫；施工縫位置應(yīng)優(yōu)先選在在受力較薄弱、剪力較小的結(jié)構(gòu)上，例如：探傷室大體積施工時(shí)，其墻體的施工縫可以留在板底和墻體之間；③合理配置鋼筋；一般大體積混凝土的配筋率較小，適當(dāng)提高配筋率可以改善應(yīng)力分布情況，增強(qiáng)混凝土的抗拉應(yīng)力，抵抗溫度應(yīng)力的影響，降低裂縫產(chǎn)生的可能性。

控制大體積混凝土開裂的另一類措施是：施工措施，這是控制大體積混凝土裂縫的關(guān)鍵。其施工措施可分為以下幾個(gè)方面：

(1)合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)；配合比設(shè)計(jì)包括選材和比例控制，在選材時(shí)，水化熱是造成大體積混凝土開裂的主要原因。配合比設(shè)計(jì)時(shí)，可以在保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下，降低水泥的使用量，選用較低水化熱的水泥(如粉煤灰硅酸鹽水泥)，或者在混凝土中添加適當(dāng)?shù)姆勖夯?、礦粉等，減少水化熱的產(chǎn)生量。避免選用早強(qiáng)水泥、含氯化物、含鋁酸鈣等影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)使用的水泥。摻加適當(dāng)?shù)奶砑觿┤纾簻p水劑(在同等強(qiáng)度條件下，減水劑可以降低水灰比，在保證水泥用量不變時(shí)，節(jié)約用水；在保證用水量不變時(shí)，節(jié)省水泥。)、微膨脹劑(微膨脹劑可以減少混凝土的體積收縮，減小混凝土的收縮應(yīng)力。)。為防止混凝土開裂，要嚴(yán)格控制骨料級(jí)配、含泥量，嚴(yán)禁使用海砂。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，一定要經(jīng)過多次試驗(yàn)，經(jīng)過試驗(yàn)合格后，方可用于施工；經(jīng)檢驗(yàn)配合比不合格或強(qiáng)度不夠的混凝土，嚴(yán)禁用于工程施工。

(2)施工工藝的選擇；施工工藝包含攪拌、輸送、澆筑等幾個(gè)過程，為保證混凝土有良好和易性和加工性能，一定要做好攪拌和輸送工作。另外，需要注意：攪拌站或商品混凝土供應(yīng)站應(yīng)當(dāng)建在實(shí)際工程附近。攪拌前可先用冷水沖刷骨料，降低建筑溫度；攪拌時(shí)應(yīng)該投料次序準(zhǔn)確，不得一次性全加，按照配合比設(shè)計(jì)原則分清先后次序，一般情況下應(yīng)先投水泥攪拌；攪拌時(shí)間合理，不得發(fā)產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)當(dāng)迅速，運(yùn)輸方式、運(yùn)輸路徑應(yīng)當(dāng)便捷，保證運(yùn)輸車輛的運(yùn)行，防止堵塞和交通擁擠，盡量減少周轉(zhuǎn)次數(shù)和輸送時(shí)間，避免離析(一旦發(fā)生，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌)現(xiàn)象。澆筑前應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底，確定澆筑方案，做好準(zhǔn)備工作；澆筑時(shí)供料及時(shí)，不能有離析，振搗密實(shí)，增強(qiáng)混凝土密實(shí)度，大體積混凝土還應(yīng)當(dāng)采用振搗棒振搗，并在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗；妥善處理泌水；澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)采取合理措施，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

(3)采取合適的溫控方案；溫控方案包括兩種：保溫法和降溫法。降溫法指在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷水管，這種方法多用于水利、交通結(jié)構(gòu)。保溫法一種是在混凝土表面采用保溫材料覆蓋，這種方法適用于我國(guó)南方氣溫在15℃以上的季節(jié)，寒冷地區(qū)不太適用；另一種是表面蓄水保溫，表面蓄水保溫可以控制表面龜裂，保證工程質(zhì)量。在采用溫控方案時(shí)一定要結(jié)合結(jié)構(gòu)所在的地理環(huán)境和結(jié)構(gòu)的組成形式。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取合理措施，避免結(jié)構(gòu)形式和受力荷載所造成的混凝土開裂：施工時(shí)應(yīng)當(dāng)保證每個(gè)施工工序、施工措施都嚴(yán)格按照施工技術(shù)方案進(jìn)行，并做好預(yù)警方案，一旦施工過程中出現(xiàn)問題即可立即實(shí)施備案，防止問題繼續(xù)發(fā)展。

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