1、 编号：中国农业大学现代远程教育毕业论文（设计）论文题目：大体积混凝土施工技术研究学 生 张伯奇 指导教师 刘建国 副教授专 业 土木工程 层 次 高起专 批 次 131 学 号 W130207131067 学习中心 河北广播电视大学 工作单位 北京正平 年 月 中国农业大学网络教育学院制目录摘要11.大体积混凝土施工中的温控措施21.1 通过降低水泥水化热，控制总温升21.2 通过其它措施，降低总温升22.混凝土的配合比设计22.1 水泥用量的确定22.2 掺合料22.3 外加剂22.4 砂骨料33.混凝土的二次振捣33.1 二次振捣的优点33.2 二次振捣的时间及方法34.混凝土的浇筑与养
2、护34.1 泌水现象的处理44.2 保温养护措施的要求44.2.1 混凝土养护方法44.2.2 混凝土保温需注意的问题45.混凝土的温度监测55.1 混凝土的温度监测管理55.2 混凝土的温度监测方法55.3 混凝土的温度监测的控制措施56.后浇带的留置与处理56.1 后浇带的留置优点56.2 后浇带的留置要求与处理方法57.大体积混凝土的冬期施工67.1 混凝土出机温度与浇筑温度的选择67.2 基础及冷壁的预热67.3 原材料加热67.4 运输中的温度77.5 浇筑过程中减少热量损失78.结束语7参考文献8摘要伴随着经济的发展与科学技术的进步，建筑物的高度越来越高，规模越来越大，大体积混凝土
3、的应用越来越普遍。如何在施工过程中采取有效措施保证大体积混凝土的质量显得尤为重要。大体积混凝土由于截面大、水泥用量大、内外温差大、温度收缩应力很容易导致钢筋混凝土产生裂缝。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种，在不同程度上都属有害裂缝，因此要保证大体积混凝土的质量。对大体积混凝土施工技术进行研究是十分必要的。大量的工程实践表明，大体积混凝土在施工阶段如不采取合理的技术措施，就极易出现因质量问题所引发的工程事故。因此这方面的研究工作具有重要的显示意义和技术经济意义。关键词：大体积混凝土 裂缝 防裂措施1.大体积混凝土施工中的温控措施1.1 通过降低水泥水化热，控制总温升混凝土的绝热温升是引起温度应力
4、的主要原因，控制绝热温升便能降低内外温差，主要措施有：（1）减少水泥用量，掺加粉煤灰。（2）减少拌合水，掺加减水剂。（3）选用水化热较低的水泥，如矿渣水泥。（4）在夏季环境温度较高时，降低拌合水的温度，如采用深井水等。1.2 通过其它措施，降低总温升。（1）在混凝土浇筑前预埋钢管，混凝土浇筑成型后，通过循环的冷水进行降温。（2）混凝土浇筑过程中，分层浇筑。（3）采取保温措施，使混凝土的表面温度的降低速度减慢，主要措施有覆盖防水草帘被和蓄水养护等。2.混凝土的配合比设计混凝土配合比设计是否合适，对大体积混凝土施工是至关重要的，有效降低大体积混凝土水化热是问题的关键。2.1 水泥用量的确定减少水泥
5、用量对水化热的降低具有重要作用，首先征得设计同意，混凝土按照为 60 天抗压强度进行试配，通过几十组试配，最终来确定水泥用量。根据施工拟采取的防裂措施和现有的施工条件，先计算混凝土的水泥水化热绝热最高温差值，然后通过计算，估量可能产生的最大温度收缩应力，如不超过混凝土的抗拉强度，则表示所采取的防裂措施能有效控制，预防裂缝的出现；如超过混凝土的抗拉强度，则可采取调整混凝土的入模温度、降低水化热的温升值、降低混凝土内外温差、改善施工操作工艺和混凝土拌合物的性能、提高抗拉强度或改善约束等措施重新计算，直至计算的应力在允许的范围。2.2 掺合料大量掺加 1 级粉煤灰，节约水泥用量，同时增加混凝土的可塑
6、性。2.3 外加剂掺加复合型膨胀剂，补偿收缩。2.4 砂骨料砂采用细度模数为 2.53 中砂，平均粒径大于 0.5mm，通过 0.315mm 筛孔的砂不少于 15%，含泥量不大于 3%，同时具有良好的级配。3. 混凝土的二次振捣3.1 二次振捣的优点现场试验证明，对浇筑后未初凝的混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减小混凝土内部微裂，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高 10 20 ，从而可提高混凝土的抗裂性。3.2 二次振捣的时间及方法高频振动棒要垂直插入，快插慢拔，插点交错均匀布置，
7、在振动上一层混凝土时，要在下层混凝土初凝前进行，且应插入下一层 50mm，以消除两层间的接缝，震动器在每一插点的振动延续时间，以混凝土上表面水平并出现水泥浆及不再出现气泡、不再明显沉落为度，混凝土不易振实，振捣时间过长，会引起离析。在混凝土浇筑 45min 后进行二次振捣。4. 混凝土的浇筑与养护混凝土浇筑环节，可以将混凝土面积等效分成若干个工作区，然后结合工作区的不同选择分层退波浇筑的方法，并控制混凝土浇筑的顺序，且浇筑过程中应该严格保持连续性，间歇时间应控制在六个小时之内，从而提高浇筑的质量。在此过程中，要充分发挥振捣棒的作用，最好是在前后两排的位置放置振捣棒。其中前排的振捣棒主要用途是完
8、成浇筑点位置的混凝土振捣工序，后排的振捣棒则主要负责斜坡位置的混凝土振捣工序，前后两排位置的振捣棒分工协作，共同促进大体积混凝土浇筑环节保质保量完成。混凝土浇筑过程中，有时会在构件边角处的构件表面上出现蜂窝麻面，此时最好是将模板进行振动，轻松快捷解决此类问题。严格控制振捣棒插入点之间的间距，一般是控制在 0.4 米以内，并且振捣棒应该插入到下层 0.1 米位置处。在每个孔处的振捣时间也有限制，需要仔细观察混凝土表面情况，当出现泛浆情况即可。为了不影响混凝土具有的密实性，应该将振捣棒在最短的时间内迅速插入混凝土中，而振捣完成后则需要缓慢的拔出来。浇筑完成后，在混凝土完成最后凝固之前需要将混凝土进
9、行抹压成型，最好是分三次进行，并且最后一次需要借助铁抹子将其表面搓平，可以达到混凝土表面不产生塑性裂缝的效果。当混凝土已经完成浇筑时，需要在其表面插入长度为一米的 12 短插筋，每根短插筋之间需要保持一定的距离，间距最好控制为 0.5 米，并且以梅花形方式呈现出来。4.1 泌水现象的处理在大体积混凝土浇筑过程中，混凝土表面泌水现象普遍存在，为保证混凝土的浇筑质量，要及时清除混凝土表面泌水。因为泵送混凝土的水灰比通常比较大，泌水现象也比较严重，若不及时清除泌水，会降低结构的混凝土质量。4.2 保温养护措施的要求4.2.1.混凝土养护方法大体积混凝土进行保温养护是指通过使混凝土浇筑块体内部与外部达
10、到较小的温度差，确保混凝土块体产生的温度应力在适当的范围之内。采用养护方法可以避免混凝土浇筑块体的温度降低过快，并借助混凝土自身具有的抗拉强度，能够使混凝土块体具有良好的抗裂性能。施工人员需要按照相关的标准，为混凝土养护提供一定的防风与湿度条件，确保达到预期的混凝土养护效果。混凝土常用的养护方法有保湿法与保温法两种：保湿法可以使混凝土表面具有湿润度，而避免其表面出现干缩裂缝现象，并促进水泥正常完成水化功能，保证水泥水化热具有的热量能够得到有效控制，从而加强抗拉伸强度。要想保证混凝土表面尽量少出现干缩裂缝，需要为其创造良好的硬化环境，此时可以在完成浇筑环节的半天时间内进行覆盖浇水。使用保温法养护
11、时，为避免出现贯穿裂缝，应保证混凝土具有的抗拉强度大于混凝土的平均总温差形成的拉应力。另外为避免混凝土表面出现裂缝还可以控制混凝土表面的温度，尽量使其具有的温度能够在一段时间内保持恒定状态，从而减慢温度变化梯度。4.2.2.混凝土保温需注意的问题大体积混凝土进行保温养护时应严格控制时间，不能过长也不应过短，但至少得在 15 天以上。并且进行时间的确定时还需要考虑温度应力因素，其中混凝土收缩反应时产生的应力变化也应包含在内。只有当混凝土浇筑块体内部与外部温度差以及降温度达到规定的温控指标范围时，才能进行保温养护措施，并且在保温养护环节应注意混凝土的表面具有一定的湿润度。每次混凝土浇筑完毕，应及时
12、按温控措施的要求进行保温养护，并应符合以下规定：保温养护措施应能使混凝土浇筑块体的内外温度及降温速度满足温控指标的要求；保温养护的持续时间应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的温度应力）来确定，但养护时间不小于 15 d ，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行； 在保温养护过程中应保证混凝土表面的湿润。保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差，以降低混凝土块体的温度应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受温度应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。施工人员应根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体
13、积混凝土浇筑后的养护措施。5. 混凝土的温度监测5.1 混凝土的温度监测管理混凝土温度的监测主要是指混凝土的出罐温度、入模温度、混凝土内部温度的监测，为检查混凝土块体温度是否满足温控标准，温控措施是否有效，就必须进行温度临测与管理，并做详细记录，实行情报信息化施工。温度监测就是在混凝土中埋入一定量的测温仪器，测量混凝土不同部位温度变化过程，检验不同时期的温度特性。5.2 混凝土的温度监测方法混凝土在浇筑过程中每隔 4 小时测量一次原材料温度，每隔 2 小时测量一次出罐温度和入模温度，控制其入模温度不超过 16。混凝土内部温度的监测，我们主要是根据根据基础底板的形状、尺寸和标高在施工段布置测温点
14、，每个点均预埋钢管至基础底部和中部，分别监测记录混凝土底、中、面部温度。测温从混凝土浇筑 4 小时后开始，其时间间隔为前 4 日 2 小时一次，第 58 日 4 小时，第 9 日起 12 小时，持续到 14 天，当温控措施效果不佳，达不到温控标准时，可及时采取补救措施。5.3 混凝土的温度监测的控制措施结合水化热预测计算及温度测试记录，当内外温度大于 25 时，必须采取措施加以控制：如果混凝土体积大而表面积较小时，宜在内部预埋管道，通过循环水来散发混凝土内部的热量；夏季施工时，应采取冰水或冷水拌制混凝土。以降低混凝土的人模温度；冬季施工时，应采取草苫覆盖或采用双覆塑苯板覆盖，以减少表面热量的散
15、发；如果采用砖胎膜，在混凝土浇筑前，胎模采用素土虚填，既可起到保温作用。又可抵消来自混凝土对砖胎模产生的侧压力。不致胀模6. 后浇带的留置与处理6.1 后浇带的留置优点大体积混凝土施工中，合理分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围；同时也可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。另外，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要，但接缝的处理必须满足防止渗漏水的要求。6.2 后浇带的留置要求与处理方法后浇带的设置和处理如设计无规定时，其间距一般为 20 m30 m，缝宽 1 m，可在后浇带形成 40 d 后封闭，冬期可适当延长。封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用补偿
16、收缩混凝土(亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂)将缝灌注密实。7. 大体积混凝土的冬期施工在工业与民用建筑钢筋混凝土结构的冬期施工中，主要是防止早期混凝土被冻问题。而在大体积混凝土的冬期施工中，情况有所不同，除了要防止早期混凝土被冻外，还存在着控制温差、防止裂缝的问题，而且防冻与防裂之间往往还存在着矛盾。在设计和施工中，必须妥善解决这个矛盾，兼顾防冻与防裂两方面的要求。这是大体积混凝土冬期施工的主要特点。混凝土冬期施工尤其是在严寒地区，无论采用何种施工方法，为了防止早期混凝土被冻，一般要求混凝土具有较高的浇筑温度。但另一方面，正是由于气候寒冷，基础温度和内外温差必然加大，往往超过允许温差，不能满足防
17、止混凝土裂缝的要求。因此，在大体积混凝土冬期施工中，防冻与防裂矛盾集中反映咋混凝土浇筑温度的选择上。实践证明，如果单纯从防止混凝土早期被冻的角度出发，选择过高的浇筑温度，往往会造成混凝土开裂，导致混凝土施工的质量问题。所以，大体积混凝土的冬期施工要选择合理的浇筑温度，采取一系列的技术措施。7.1 混凝土出机温度与浇筑温度的选择混凝土的浇筑温度系指经过平仓振捣，将要盖上第 2 层混凝土拌合物之前的温度。为了防止早期混凝土受冻，浇筑温度当然是越高越好，规范规定的入模温度为不小于 5C ，没有上线控制。但对于大体积混凝土既有防冻要求，还有防裂要求，由于混凝土体积大，浇筑后虽然表面温度较低，单内部温度
18、却因水化热急剧上升。为了减少内外温差和基础温度差，浇筑温度越低越有利，通常宜不大于 10 C 。因此，大体积混凝土施工的浇筑温度一般为 5-10C 为宜。如果气温很低，在达到临界强度之前，混凝土表面有遭受冻害的可能，应加强保温措施，不可单纯为了防冻而随意提高浇筑温度，以致引起裂缝。根据当地的气候条件和保温方法，由浇筑温度、运输及浇筑过程中的热量损失，就可得到混凝土的出机温度。规范规定出机温度不小于10 C ，一般控制在 10-15 C 为宜。7.2 基础及冷壁的预热在浇筑混凝土之前，对基础、预埋铁件及与新混凝土接触的冷壁（旧混凝土、预制混凝土模板） ，应用蒸汽清除所有的冰、雪、霜冻，并使其表面
19、温度上升。如果基岩及冷壁的内部温度较低，还需要提前进行预热。如果不进行预热，浇筑混凝土以后，接触面附近的新混凝土温度将很快降至 0 C 以下。预热所需温度、深度和持续时间通过温度计算确定，其原则是接触面附近的新混凝土在达到临界强度之前不被冻结。一般来讲，应使基岩深度 10cm 内的温度达到5C 以上。7.3 原材料加热当气温不小于-1C 时，一般只须将拌合水加热，以满足出机温度的要求。但水温应不大于 60 C ，以免水泥发生假凝。当气温小于-1C 时，须将水与细骨料加热，同时加热粗骨料，使其中的冰雪融化。加热砂石料时应避免过热和过分干燥，最高温度宜不大于 75C 。水的加热可采用锅炉、电热或蒸
20、汽，砂料加热可用封闭的蛇形管，石料加热使用蒸汽最方便。7.4 运输中的温度混凝土在运输环节需要严格控制时间，避免时间过程影响混凝土的性能导致后续施工中混凝土质量不佳而影响整个工程。一般情况下，从集中搅拌站在往施工现场运输的整个过程中，用时应尽量控制在 30 分钟之内。混凝土在规定时间范围之内达到施工现场时，还应进行坍落度的测定。需要按照相关操作标准进行测定，并且结合配比要求适当地使用高效减水剂，但不能在其中加水，提高测量的准确度，降低测量误差。运输中的热量损失与运输工具有关。如果使用大型运输罐，散热损失一般不大。若使用自卸卡车可用废气加热车底，车皮外面应加保温层，对车身上面进行覆盖。如使用皮带
21、输送机，最好搭盖帐篷进行封闭，否则热量损失很大。此外，运输中应尽量减少倒转次数。7.5 浇筑过程中减少热量损失浇筑大体积混凝土时分层浇筑的，每层厚度 20-50cm，由于厚度薄、散热面积大，浇筑过程中的热量损失是很大的。减少热量损失的办法，一是加快浇筑速度，缩短浇筑时间；二是采用保温被或聚乙烯泡沫塑料板覆盖保温。当气温小于-5C 时，即停止浇筑。在更低的温度下浇筑混凝土，以采用暖棚法为宜。8. 结束语大体积混凝土施工是一个系统工程。不仅要有技术措施。而且还要有组织措施和管理措施为保证施工处于受控状态。浇筑时应建立由施工、监理、甲方等多方共同组成的现场质量保证体系机构。对保证混凝土的浇筑质量和连
22、续施工有很好的作用：后期的监测、养护最为关键。在时间、人员、材料、设备上一定要予以保证。实践证明，在大体积混凝土的施工中，针对裂缝、质量通病的防治，应在减小约束应力、减小混凝土内外温差、优化配合比设计、改善施工工艺、提高施工质量、做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理。才能最大限度的消除和减少质量通病的产生，使大体积混凝土的质量得到有效的保证。参考文献1 黄永昌. 大体积混凝土施工防裂措施J. 中国科技信息 , 2007,(01) 2 陈琼. 浅析对控制大体积混凝土结构温度裂缝问题的探讨J. 中国科技信息 , 2005,(17) 3 赵延朋. 大体积混凝土在冬
23、季施工中裂缝控制J. 科技信息(科学教研) , 2007,(15)4 石小忠. 大体积混凝土结构裂缝成因及预防措施J. 科技情报开发与经济 , 2006,(19) 5 高让柳. 大体积混凝土结构开裂缝预控措施J. 科技情报开发与经济 , 2006,(24) 6宋毅超.建筑工程中大体积混凝土施工技术分析以及应用J.中国科技博览，2011（37）.7刘京红，梁钲等.大体积混凝土施工中的温度监测及裂缝控制J.河北农业大学学报，2008（05）.8张克胜.土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术分析J.建筑与文化，2012（05）.9朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制M.北京:水电水利出版社，201210徐至均.混凝土结构裂缝预防与修复M.北京：机械工业出版社，2011：28-40.
