大體積混凝土的施工技術(shù)與裂縫控制研究土木工程專業(yè)

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1、 大體積混凝土施工技術(shù)與裂縫控制研究 摘　要 近些年，我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)及各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，大型及特大型工程顯現(xiàn)出增多的趨勢，導(dǎo)致了大體積混凝土也日益增多。厚度、長度、寬度尺寸均比較大，混凝土的澆筑量比較大和澆筑面比較寬廣等是大體積混凝土的特點。因為它的整體性要求非常高，往往不允許留施工縫，所以對大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工澆筑后水泥產(chǎn)生的水化熱量大，形成非常大的溫度與收縮應(yīng)力，就會造成混凝土表面產(chǎn)生收縮裂縫等。本文詳細(xì)介紹了大體積混凝土施工過程中產(chǎn)生的裂縫，在對裂縫的成因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，具體的論述了對大體積混凝土產(chǎn)生的裂縫怎么控制。詳細(xì)的包

2、括：大體積混凝土它的施工技術(shù)要求，大體積混凝土發(fā)生裂縫的緣由及對裂縫控制的方法。經(jīng)過對大體積混凝土施工技術(shù)的進(jìn)一步研究以及對產(chǎn)生裂縫的把控，總結(jié)出安全可靠的技術(shù)措施，可以提高大型建筑的安全性以及延長大型建筑的使用年限。 關(guān)鍵詞：大體積混凝土；施工技術(shù)；裂縫控制 II Abstract In recent years, as Chinas urbanization process continues to advance and infrastructure construction has accelerated, large-scale and extra-l

3、arge-scale projects have shown an increasing trend, leading to an increasing number of large-volume concrete. The thickness, length, and width are relatively large. The amount of concrete poured and the surface area where the concrete is poured are characteristics of mass concrete. Because the bulk

4、concrete requires a very high integrity, and often does not allow construction joints, so the construction technology requirements for large volume concrete is relatively high, especially after the construction of the pouring cement produced by the heat of hydration, forming a very large temperature

5、 and shrinkage stress , it will cause shrinkage cracks on the concrete surface. This article describes in detail the cracks produced during the construction of mass concrete. Based on the analysis of the causes of the cracks, the control of mass concrete cracks is described. Specifically include: co

6、nstruction techniques for mass concrete, causes of cracks in mass concrete, and measures to control cracks. Through the research on the construction technology of mass concrete and the control of cracks, safe and reliable technical measures are summed up, which can increase the safety factor of larg

7、e buildings and prolong the use time of large buildings. Key Words: Mass Concrete; Construction Technology; Crack Control 目　錄 1 引　言 1 1.1論文研究的背景 1 1.2論文研究的目的與意義 1 1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.4本文主要研究內(nèi)容 2 2.大體積混凝土的概念 3 3 大體積混凝土施工技術(shù)要點 5 3.1 混凝土澆筑要點 5 3.2 有效監(jiān)控應(yīng)力與溫度變化 5 4.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生

8、的原因 6 4.1水泥水熱化的影響 6 4.2外界氣溫變化的影響 6 4.3混凝土導(dǎo)熱性能 6 4.4約束力的影響 6 4.5混凝土的收縮變形影響 7 4.6 混凝土的松弛、徐變 8 5.大體積混凝土裂縫控制措施 9 5.1合理選擇原材料,優(yōu)化混凝土配合比 9 5.2.合理配筋 9 5.3改進(jìn)混凝土攪拌及澆筑施工技術(shù) 10 5.4加強混凝土的保溫養(yǎng)護(hù) 10 5.5降低混凝土溫度差 11 5.結(jié)論 12 參考文獻(xiàn) 13 致謝 14 III 1 引　言 1.1論文研究的背景 由于城市鄉(xiāng)村建設(shè)的迅猛發(fā)展，我國的建筑行業(yè)得到了飛快的發(fā)展，建筑技術(shù)

9、和建筑領(lǐng)域都得到不同程度的擴大。大型現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)施在許多城市都涌現(xiàn)出來，而且這一趨勢還在繼續(xù)增加，眾所周知價格便宜質(zhì)量好的特性材料是混凝土結(jié)構(gòu)，也有比較方便的施工操作，非常強的可裝飾性，而且它的承載力也非常大，受到人們越來越多的喜歡，所以大體積混凝土從基礎(chǔ)上就成為了大型設(shè)備與基底結(jié)構(gòu)的十分重要形成部分。大體積混凝土與普通混凝土還是有一定區(qū)別的，從表面上只是厚度不同，但是它們實質(zhì)的區(qū)別是由于混凝土中水泥水化要產(chǎn)生一定的熱量，大體積混凝土表面的熱量比內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱量散失的快，造成內(nèi)外溫度之差很大，如果在施工過程中不在意對施工技術(shù)進(jìn)行把控，很輕易導(dǎo)致混凝土受溫度應(yīng)力影響或者自身收縮等原因產(chǎn)生裂縫，從而

10、會嚴(yán)重影響建筑物的受力性能與質(zhì)量的安全。因此，在大體積混凝土的施工進(jìn)程上，施工單位一定要采用即合理得當(dāng)又比較有效的方法對每個環(huán)節(jié)的施工進(jìn)行嚴(yán)格把控，以改善產(chǎn)生裂縫的問題。 1.2論文研究的目的與意義 伴隨著我國國內(nèi)建筑行業(yè)的逐漸發(fā)展，工程朝著更寬跨度、更大體積等方向迅速發(fā)展,在我國國內(nèi)工程建設(shè)的進(jìn)程中，大體積混凝土因為體積比較大以及水泥水化后產(chǎn)生一定的熱量難以及時的散熱，所以能使混凝土出現(xiàn)裂縫，從而會使工程有非常大的安全隱患，為此對其施工技術(shù)與裂縫進(jìn)行有效的控制進(jìn)行研究具備非常重要的現(xiàn)實意義。研究并明白大體積混凝土結(jié)構(gòu)是怎么產(chǎn)生的裂縫并找出一定的措施對裂縫進(jìn)行有效合理的控制，這個研究有著比

11、較大的社會實用價值與非常重要的科學(xué)價值，并且能保證大型以及巨大型結(jié)構(gòu)工程的順利施工和使用安全。 1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 針對于混凝土產(chǎn)生裂縫這個問題，在國內(nèi)研討還是非常多的，對于工程建設(shè)，由于荷載力的影響硬化后的混凝土在產(chǎn)生裂縫這個問題有一些成績外，伴隨著經(jīng)濟迅速發(fā)展，越來越多的基礎(chǔ)建設(shè)在進(jìn)行中，現(xiàn)在又面對了一個新的問題，那就是商品混凝土的應(yīng)用。國內(nèi)和國外對于非荷載力的影響使混凝土產(chǎn)生裂縫的研討關(guān)鍵就聚集在了產(chǎn)生裂縫的緣由和控制裂縫的辦法， 黃土院教授對于混凝土初期產(chǎn)生裂縫的緣由是在其用的材料進(jìn)行探究的，一些施工方為了提高工程進(jìn)度和工程質(zhì)量甚至非常強烈的要求用早強水泥，導(dǎo)致于生產(chǎn)水泥的廠家

12、大力生產(chǎn)早強水泥，甚至還有一些廠家提出了“超早強”。而在現(xiàn)實生活中對于初期混凝土的功用認(rèn)識是十分缺乏的。大部分水泥的3天強度這一性能早遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國家的標(biāo)準(zhǔn)。過早的要求混凝土早期強度極易使混凝土在初期就會開裂。與此同時也會影響到混凝土的后期性能。在謝仁祿等人看來，對于混凝土的施工過程中，從第一步就要想到改進(jìn)施工技術(shù)，一定要控制好混凝土的原材料，利用合理的施工方案，并且要增強對混凝土的養(yǎng)護(hù)和建設(shè)一個針對混凝土能時時刻刻知道它溫度的系統(tǒng)。在夏天施工過程中，一定要對混凝土加大力度保濕。 王鐵夢教授主要是從力學(xué)這一方面對大體積混凝土怎么產(chǎn)生裂縫進(jìn)行了合理的探索，他提出了一個非?？茖W(xué)的設(shè)計準(zhǔn)則，那就是“抗

13、”與“放”?！翱埂钡脑瓌t主要是從材料性能出發(fā)的，必須要增大抗拉強度和增強抗韌性來減少混凝土產(chǎn)生的裂縫；而在“放”的條件是從結(jié)構(gòu)上出發(fā)的，它主要是嚴(yán)格的采用了松動以及留縫等辦法?！翱埂迸c“放”的設(shè)計原則減少了混凝土工程中產(chǎn)生的裂縫。 在劉海卿教授看來，造成大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的最關(guān)鍵的緣由是水泥水化使混凝土內(nèi)部溫度與外部溫度之差非常大，對于大體積混凝土是運用差分法來求出臨近邊界疑問，而溫度場主要是使用有限元來模仿的，這兩個探究非常正確的引導(dǎo)了在施工過程中的溫度控制。 國外的Daniel主要是探究了橋梁之中的一種混凝土防護(hù)欄，他主要是運用了美國的（ACI）規(guī)范里面的公式來算出外部約束力，更準(zhǔn)確

14、的知道混凝土在初期的溫度、抗拉強度是怎么變動的，而且還運用了疊加原理積分來求出總拉應(yīng)力和時間變化的聯(lián)系，這樣能提前知道混凝土在初期的開裂。 本文是經(jīng)過自己在學(xué)校的學(xué)習(xí)以及在參考文獻(xiàn)的了解，針對于到現(xiàn)在大體積混凝土開裂造成對社會的危害，重點敘述了大體積混凝土在施工過程的技術(shù)以及對裂縫控制的辦法就行深入探究，合理的分析出大體積混凝土開裂的原因，并且對其所產(chǎn)生的裂縫控制等問題進(jìn)行了闡明。 1.4本文主要研究內(nèi)容 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)是快速增多的，大體積混凝土隨著基礎(chǔ)建設(shè)的增多應(yīng)用也越來越寬泛，對其所產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行控制的技術(shù)要求也是會比原來更嚴(yán)格。采用即正當(dāng)又比較有效的措施控制大體積

15、混凝土裂縫。能夠保證工程質(zhì)量，對于建設(shè)和諧社會有著非常重大的意義。 本文在搜索并參考了許多比較相干文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對于基礎(chǔ)工程在進(jìn)行施工進(jìn)程中大體積混凝土比較容易產(chǎn)生裂縫的問題進(jìn)行了研究，包括了大體積混凝土的基本概念的論述、大體積混凝土的施工技術(shù)的研究以及大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和防控的關(guān)鍵措施。 2.大體積混凝土的概念 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)承臺等全是用其澆筑形成的。 對于大體積混凝土，到現(xiàn)在國際上也沒有一個準(zhǔn)確的定義。美國混凝土協(xié)會對于大體積混凝土給出他們的定義是：“在

16、就地澆筑這個方面，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，并且因為水泥水化熱引起混凝土里面結(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，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

17、—2009中規(guī)定：“混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小尺寸不小于 1m的大體量混凝土，或預(yù)計會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”。 看的出來，各國在大體積混凝土的定義確實是不同的。 事實上，除了表里溫度之差的變化和最小斷面結(jié)構(gòu)的大小對大體積混凝土的裂痕之外所有的影響，對于結(jié)構(gòu)平面大小也是有一定的影響。平面的結(jié)構(gòu)尺寸俞大，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對它所有約束力就俞強，并且對它所造成的溫度應(yīng)力就越來越大，即便到目前對于泵送混凝土，它的應(yīng)用是十分寬泛、混凝土制備技術(shù)也是越來越熟練，雖然結(jié)構(gòu)是非常簿的，并且水泥水化所產(chǎn)生的熱量現(xiàn)在控制的很低，但是混凝土收縮量還是比較大，控

18、制混凝土收縮裂縫要求也是日漸嚴(yán)格，故大體積混凝土應(yīng)集所有影響要素于一體，用發(fā)展地、全體地看法去對待這個問題。其實大體積混凝土除了體積比較大之外的特點,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。大體積混凝土要是用混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的最高溫度與外界氣溫的溫差達(dá)到某一規(guī)定值來定義,也是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?因為允許各種溫度之差只有在“約束”條件狀況下才能產(chǎn)生溫度應(yīng)力以及至其引起的溫度裂縫,還需根據(jù)約束力的大小來判斷出現(xiàn)裂縫的溫

19、差,當(dāng)內(nèi)外約束力比較大時,混凝土的允許溫度之差就會小,反之就會大。 在我國現(xiàn)代化建設(shè)中，由于我國國內(nèi)的建筑行業(yè)迅速發(fā)展，大體積混凝土在建筑業(yè)應(yīng)用日益廣泛。它的關(guān)鍵特征是： （1）從表面看得出體積非常大，以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常不簡單，施工中用的鋼筋也是比較密多的，而且許多都是超靜定結(jié)構(gòu)，他們所受到的束縛作用十分大，體表系數(shù)小，有著復(fù)雜的溫度之差與收縮變形，極易就會有裂縫。 （2）在施工過程中需要澆筑的用量是十分多的，而且它們整體性是比較強，同時要求澆筑混凝土?xí)r中間不能間斷，必須是連續(xù)澆筑，澆筑過后就不會有施工縫。澆筑完成后，由于混凝土中水泥水化熱的影響，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度會迅速上升至很高，而混凝土

20、有一個不好的性能，那就是他的散熱功能很差，混凝土內(nèi)部中所產(chǎn)生的熱量很大從內(nèi)部無法散出熱量，而表面的混凝土由于水泥水化熱遇到空氣它的熱量直接就會散發(fā)，從而澆筑的混凝土內(nèi)外溫度之差非常大，由于熱脹冷縮的原因混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部結(jié)構(gòu)有很大的差別從而會有內(nèi)應(yīng)約束力，與此同時混凝土得彈性模量不是特別大，徐變不是特別小，還有就是剛澆筑的混凝土，其抗裂強度不是特別強，非常容易就會造成裂縫；在此之后，混凝土?xí)龅酵饨绛h(huán)境，由于外界環(huán)境溫度比較低的因素，混凝土的高溫會慢慢降低直到和外界溫度差不多幾乎能達(dá)到一致，就在此刻彈性模量就會慢慢變大，而徐變就會慢慢變小，此時就會因為約束條件產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，如果混凝土的抗

21、拉強度不能抵抗住拉應(yīng)力，那么就會使混凝土開裂，混凝土就會產(chǎn)生裂縫。 （3）從基礎(chǔ)上看，大體積混凝土大部分不僅要求混凝土有高強度的級別，比較大的收縮變形，高等級的防水，而且還得多用水泥。由于基礎(chǔ)始實在土層里面的，土質(zhì)、水文、氣候是會變化的，特別是會引起土體發(fā)生干濕變化，發(fā)生這一現(xiàn)象主要的原因是土的凍脹力以及土地下面的水位會變動，相于混凝土的基礎(chǔ)有很大的影響作用，而混凝土則會有相應(yīng)的拉應(yīng)力，亦能造成混凝土的破裂，產(chǎn)生破裂以后便會出現(xiàn)地下室的滲漏， 結(jié)果不好解決，影響亦非常的嚴(yán)重。 （4）大體積混凝土的施工過程非常復(fù)雜，必須有高的施工要求和合理的施工技術(shù)，對于減少產(chǎn)生的裂縫不僅僅像道路那樣只需

22、要采取水泥水化熱低的水泥與有效的冷卻方法對裂縫進(jìn)一步管制，而主要辦法是采取即有效有科學(xué)設(shè)計、選擇比較好的施工方法，對混凝土制備質(zhì)量要把控好，而且還得保證混凝土有一定的養(yǎng)護(hù)和建立針對混凝土溫度能測試的一個系統(tǒng)，讓大體積混凝土不再有裂縫。 3 大體積混凝土施工技術(shù)要點 3.1 混凝土澆筑要點 在澆筑混凝土方面，分段、全面、斜面分層是它的最實用的方法。它們不同的是，分段分層澆筑是澆筑時先從最底層開始澆筑，當(dāng)澆筑的混凝土在確定的的距離后就第二層澆筑實施，與此同時也要一步一步的完成別的各層。等需要澆筑的全都澆筑完，把握好時間，待剛結(jié)束澆筑的混凝土還沒有出凝時，

23、然后就開始二段分層澆筑；在混凝土澆筑過程中，先從最短邊開始澆筑，沿著最長邊的方向慢慢的澆筑，全面分層澆筑是在第一層全面澆筑完成后，待混凝土還沒有初凝的時候就開始進(jìn)行第二層澆筑，必須要把握住澆筑時間，不能出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，然后開始第三層，第三層結(jié)束之后第四層、第五層等稱之為全面分層澆筑；而斜面分層澆筑相比之下用的比較少的，它的適用范圍不是特別廣，當(dāng)所用的結(jié)構(gòu)長度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度的三倍之上，而且它的斜面坡度不能超過三分之一，這樣的結(jié)構(gòu)才能從最底部慢慢的往上澆筑。 在現(xiàn)實中，建筑混凝土?xí)r會有很多原因?qū)仓馁|(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，所以，對施工中所需用的材料一再檢查好和對施工技術(shù)的要求把握好，必須得保證在施工

24、過程中大體積混凝土的質(zhì)量。在準(zhǔn)備澆筑混凝時，施工方必須要對所用的鋼筋要檢測仔細(xì)一些，能達(dá)到要求的才能使用；在澆筑混凝土?xí)r，必須要根據(jù)結(jié)構(gòu)的特征定一個即合理又科學(xué)的施工方法，而且還要對施工中對它所造成破壞進(jìn)行一個有理有據(jù)的分析，這樣能避開影響質(zhì)量的弊端，保證施工過程中的質(zhì)量。 3.2 有效監(jiān)控應(yīng)力與溫度變化 隨著科技的發(fā)展，混凝土的施工技術(shù)是在不斷地進(jìn)步中?，F(xiàn)在，利用合理有效的科技方法，對在施工過程中由于種種原因造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力影響混凝土質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，這是對混凝土施工技術(shù)更加有說服力。如果不能準(zhǔn)確的計算出應(yīng)力，這就會影響整個建筑物的質(zhì)量。在施工過程中可以把應(yīng)力感應(yīng)片放到結(jié)

25、構(gòu)里面，然后用外部設(shè)施對里面的應(yīng)力實施檢測，也可以把里面的溫度實施有說服力的感應(yīng)。在施工過程中，按照外部結(jié)構(gòu)設(shè)施顯示的數(shù)據(jù)變動對整體的工程實施詳細(xì)改動，這樣能對整個施工過程把控好。保證好整體澆筑混凝土的質(zhì)量。 在混凝土施工過程中，對混凝土質(zhì)量影響比較大的是水泥水化熱，這個問題解決起來比較困難，所以一直到現(xiàn)在都在研究這個問題。而且水泥水化熱還能把在施工過程中的模板產(chǎn)生非常大的變形。施工中，模板可能會脹裂也可能會收縮，這一現(xiàn)象也是由于溫度變化引起的，這就非常容易影響到工程的質(zhì)量。因而，在施工過程中，必須要把內(nèi)部溫度和外部溫度有效的監(jiān)控，并且要十分了解原料的原理和用量以及明白配比情況，在施工前就得

26、大概了解產(chǎn)生有多少熱量，此時也要對溫度的變動有一定的估量。在實際操作中，能夠根據(jù)把用水多少進(jìn)行配比把溫度控制得當(dāng)。 4.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因 4.1水泥水熱化的影響 水泥在遇到水之后會發(fā)生一定的反應(yīng)，這個反應(yīng)會有很大的熱量，這個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，實驗中證實，最常見的硅酸鹽水泥在遇到足夠的水時每克就能有500 J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，就會使混凝土內(nèi)部

27、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)生的熱量會根據(jù)用的水泥多有更大的熱量。 4.2外界氣溫變化的影響 外界溫度對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它的溫度也會高；如果是溫度比較低的情況下，這就會非常容易產(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

28、積混凝土的外部溫度低，而大體積混凝土的內(nèi)部溫度高，這對于在施工中的大體積混凝土是有很大的危害。對于混凝土來說，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)力是隨著溫差變動的，與此同時，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，而且能夠一段時間一直持續(xù)。針對這一問題，制定一個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。 4.3混凝土導(dǎo)熱性能 混凝土有一個非常差的特性，那就是它的

29、導(dǎo)熱性能非常低，對于剛澆筑的混凝土，它的抗拉強度不是特別強，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，彈性模量會由于時間的慢慢增長而變高，對混凝土的內(nèi)部約束力也會變大，就會形成非常大的拉應(yīng)力，如果混凝土的拉應(yīng)力大于抗拉強度，那就會使混凝土產(chǎn)生裂縫。 4.4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)

30、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于結(jié)構(gòu)的制約作用。 對于用混凝土澆筑完的大型設(shè)施會與地基緊緊連在一起，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)會由于溫度變化體積變大，地基中接觸的部位對體積變化進(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。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。對于出凝時的混凝土，它的彈性模量不是特別大，徐變較強，應(yīng)力與彈性模量對比情況下是非常大的，綜上原因，就會導(dǎo)致此階段

31、的壓應(yīng)力是十分小的。一段時間后，當(dāng)大體積混凝土的內(nèi)部溫度慢慢接近于外部溫度時，這時候就會有非常大的拉應(yīng)力，如果大體積混凝土的抗拉強度不能夠約束住拉應(yīng)力，那么混凝土就會開裂。 4.5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方面，分別是澆筑時的沉縮變形、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。 （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。對于澆筑完的混凝土，混凝土里面的空氣會慢慢的出來，就會導(dǎo)致里面的顆粒形成制約，那么就會成為一個間隙有很多水的結(jié)構(gòu)體。因為各種顆?？隙〞蟹浅Ｐ〉哪Σ亮?，這微小的摩擦力抵擋不了顆粒間

32、的移動，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，同時顆粒之間慢慢的緊挨起來，這就會使空隙越來越小。此時，混凝土里面還有大量的水分，由于外界環(huán)境的影響，肯定會有大部分水分流失，這也是會導(dǎo)致體積慢慢的變小，一直會到因為水泥水化的作用使顆粒不能夠滑移。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)，但是在實際情況中，有時候會發(fā)生一些錯綜復(fù)雜的沉縮，這就會對混凝土有很大的危害，而且還會產(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，這種情況都會發(fā)生。 （2）干縮變形 已經(jīng)硬化的混凝土，

33、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，其水肯定會慢慢的被蒸發(fā)出來，必然會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。 混凝土在干縮和拉伸作用下產(chǎn)生的影

34、響是同一數(shù)量等級的。在實際結(jié)構(gòu)體中要正確的加以對待。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。 （3）水泥的合縮 水泥本身的化學(xué)物質(zhì)和水混合時，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。對此，在施工過程中，施工人員應(yīng)根據(jù)不同的水泥要對混凝土進(jìn)行不同的養(yǎng)護(hù)措施，防止混凝土表層開裂。 4.6 混凝土的松弛、徐變 混凝土在荷載的作用下，由于時間的慢慢增長導(dǎo)致發(fā)生一系列的變化

35、稱之為徐變變形。彈性、徐變這兩種變形最終會導(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候，因為有了徐變變形，時間一長約束應(yīng)力就會慢慢變小，對于這種情況叫做“應(yīng)力松弛”?；炷恋乃沙诘拇笮∈桥c混凝土的時間長短成反比的，混凝土的形成后的時間越短，由于徐變造成的松弛就會越大。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，這個現(xiàn)象對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，徐變也會產(chǎn)生對混凝土開裂的其它應(yīng)力，那就是異號應(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。

36、 5.大體積混凝土裂縫控制措施 5.1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，即使其抗拉的強度變的更大、熱強比更小等。需要注意以下幾個方面： （1）水泥的用料?；炷林刈⒁馄淇沽涯芰统惺芨邚娕c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，高強度等，所以通常選擇高標(biāo)號的硅酸鹽水泥。 （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。膨脹劑的

37、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，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）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。 5.2.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。以此來降低因為混凝土的開

38、裂而產(chǎn)生的不良影響。多項調(diào)查結(jié)果體現(xiàn)，加強混凝土最大強度的方法主要是加大鋼筋的配比。 5.3改進(jìn)混凝土攪拌及澆筑施工技術(shù) 對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，那就是會有傾斜面。此時就會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，這些工作可以增強其結(jié)構(gòu)的強度，還可以節(jié)省一小部分的原材料，同時也能使水泥水化產(chǎn)生的熱量減少。針對于大體積混凝土，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

39、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間，各個施工步驟中間不能時間一定要控制到位，時間太長或者時間太短都會產(chǎn)生一定的影響使大體積混凝土開裂。 5.4加強混凝土的保溫養(yǎng)護(hù) 對于施工結(jié)束的混凝土，其抗拉強度是非常小的，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。 混凝土的保溫最主要就是為了縮小內(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

40、有助于混凝土的保濕，保濕對于混凝凝土的質(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 5.5降低混凝土溫度差 大體積混凝土澆筑時應(yīng)避開炎熱天氣。夏季施工時，可對骨料預(yù)冷，攪拌混凝土?xí)r采用低溫水或冰水等；混凝土運輸過程中要有遮陽設(shè)施。在配合比設(shè)計時摻加適量的緩凝型減水劑。入模時采取措施改善和加強模內(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。對于混凝土的養(yǎng)護(hù)一定要加長時間，而且一定要把握好混凝土的降溫時間和控制住混凝土降溫的快慢?！皯?yīng)力松弛效應(yīng)”對于混凝土的質(zhì)量有十分重要的作用，因此必須要足夠的施展混凝土的“

41、應(yīng)力松弛效應(yīng)”。在施工過程中建立一個檢測溫度的系統(tǒng)，針對于結(jié)果調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施，隨時知道其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生的溫度變化。在混凝土的澆筑過程中，必須要有科學(xué)的施工方法，一定要保證產(chǎn)生裂縫不是由于施工方施工造成的。施工結(jié)束后一定要針對于混凝土進(jìn)行回填土，防止混凝土側(cè)面長期暴露，使得混凝土溫差過大而形成裂縫。對于厚板承臺等構(gòu)件，可在混凝土內(nèi)部預(yù)埋管道，進(jìn)行水冷散熱。 6.結(jié) 論 本文主要研究的是大體積混凝土，具體分析了大體積混凝土開裂的原因，水泥水化熱、內(nèi)外約束、外界氣溫變化以及混凝土的收縮變形是產(chǎn)生裂縫的主要原因。所以，在實際施工的工程中優(yōu)化施工技術(shù)，提高混凝土的保濕和養(yǎng)護(hù)，合理的選擇原材料，優(yōu)化配合比

42、等是十分重要的。近些年來，大體積混凝土在工程中應(yīng)用越來越多。性能好的混凝土用于工程中對我國的經(jīng)濟發(fā)展有非常重要的價值。因此在未來，還需要對大體積混凝土更加深入的研究。 參考文獻(xiàn) [1]尹昌華.大體積混凝土施工技術(shù)及裂縫控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（20）：200. [2]劉玉潔.芻議大體積混凝土施工技術(shù)與裂縫控制[J].低碳世界，2017（16）：171-172. [3]盛久祥.建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)及裂縫控制[J].四川水泥，2016（12):176. [4]黃玉萍.大體積混凝土裂縫控制及其施工技術(shù)[J].四川建材

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