大体积混凝土温度裂缝的质量控制 毕业论文

1、浙江工业职业技术学院 毕业论文（设计） 题 目 大体积混凝土温度裂缝的质量控制 分 院 建筑工程分院 专 业 工程监理 班 级 09监理（1）班 姓 名 学 号 090503102 指导教师 2012 年 5 月3日 浅议大体积混凝土温度裂缝的质量控制摘 要大体积混凝土工程由于结构截面大，混凝土浇注后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高，而且混凝土导热不良，相对散热较小。因此，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快，很容易由于温度的不均衡分布产生应力，故而产生温度裂缝。本文详细地介绍了大体积混凝土产生裂缝的机理，主要从以下几个方面来进行改进：1. 优化大体积混凝土的设。2、合理选择原材料

2、。3、采取切实可行的施工工艺。4、加强管理。最后从材料、设计、施工方面提出控制手段，引用具体实例进行论证。 关键词 大体积 控制 温度裂缝 目录前 言4一工程概况5二、温度裂缝成因分析6三、温度裂缝控制手段73.1 优化大体积混凝土的设计73.2合理选择原材料73.2.1 选择低水化热水泥和严格控制水泥用量73.2.2 掺加粉煤灰73.2.3 掺入适当外加剂83.3 采取切实可行的施工工艺83.3.1 混凝土的浇注83.3.2 严格控制混凝土入模温度93.3.3 加强混凝土的养护103.3.4 改进施工技术113.3.5 做好温度监测措施113.4加强管理11四、工程运用124.1混凝土浇灌的

3、施工难度124.2大体积混凝土温度裂缝控制措施：134.2.1降低温度应力。134.2.2提高混凝土抗拉强度的施工措施154.3加强管理16结 论18致 谢19参考文献20前 言 现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。 本文针对环球时代广场一标段工程中对控制混凝土温度裂缝进行了较为详细的探讨和分析，分析了大体积混凝土在浇灌中所采

4、取的措施，从而为施工单位提供一些好的处理方案和控制要点，从根本上减少混凝土施工质量问题的发生。一工程概况本工程为环球时代广场一标段工程，位于杭州市区求是路，本工程由gmp国际建筑设计有限公司以及浙江省建筑设计研究院联合设计，杭州南源联合置业投资开发，浙江江南工程建设监理有限公司监理，长业建设集团有限责任公司承建。主楼为21层办公楼，裙房为4层，新闻发布中心三层。本工程0.00米相当于黄海高程6.900米，总用地体积26508 m2，总建筑体积56530m2，其中地下约17000 m2。建筑物桩承地基采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩基础，建筑物结构基础采用承台、地梁等形式，设二层地下室，主要功能为停车

5、库及设备用房、战备时作为防空地下室；主楼办公楼建筑高度77.384m，框架筒体结构；裙房建筑高度为14.511m，框架抗震墙结构，其中新闻中心建筑高度为11.40m。本工程设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级，桩基安全等级为二级。 本工程计划工期630日历天，2004年2月16日开工，2005年10月30日竣工。 本工程地下室大部份底板厚度为600、700、800mm，局部底板最厚处有1.5m，底板砼工程量较大，对深度超过800的地下室底板，属典型的大体积底板砼浇筑施工。二、温度裂缝成因分析大体积混凝土一般是指实体截面最小尺寸大于或等于1m的混凝土构件。它的表面系数

6、比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。温度裂缝是由于温差较大引起的， 混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升， 使混凝土表面和内部温差较大， 混凝土内部膨胀高于外部， 此时混凝土表面将受到很大的拉应力， 而混凝土的早期抗拉强度很低， 因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大， 离开表面就很快减弱， 因此裂缝只在接近表面的范围内发生， 表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大， 受到外界的约束引起的， 当大体积混凝土浇筑在约束地基上时， 又没有采取特殊措施降低， 放松或取消约束， 或根本无法消除

7、约束， 易发生深进， 直至贯穿的温度大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇注后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小。因此，混凝土内部水化热积聚不易散发，外部则散热较快，依据热胀冷缩的原理，结构自身约束由伴随温度变化引起的建筑物体积变化产生应力，一但拉伸应力抗拉強度则混凝土产生裂缝。三、温度裂缝控制手段大体积混凝土温度裂缝控制主要从两个方面采取措施，一是降低温度应力，二是提高混凝土抗拉强度。主要采取以下施工措施：3.1 优化大体积混凝土的设计首先，应根据混凝土浇筑的季节特点进行温度应力和收缩应力的分析，专门设计配合比，大体积混凝土的强

8、度等级宜在2035范围内选用，在保证其有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土或的后期强度，减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。其次，通过外加剂调整延长混凝土凝结时间，推迟水化热高峰出现时间；同时掺用微膨胀剂，使混凝土补偿收缩，减少混凝土的温度应力；另外，在混凝土基础内设置必要的温度配筋，在界面突变和转折处、底、顶板与墙转折处、空洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝的出现。3.2合理选择原材料3.2.1 选择低水化热水泥和严格控制水泥用量大体积混凝土一般不宜使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，更不宜使用早强型水泥，应尽量选用水化热低和安定性好的水泥，

9、如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥，以降低水泥水化热引起的温升。另外，应尽量降低水泥用量，因为水泥水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源. 3.2.2 掺加粉煤灰粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些硅、铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀，粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，使硬化后的混凝土更加致密，相应的收缩值也减少。3.2.3 掺入适当外加剂混凝土中掺入适量的减水剂，可以改善混凝土的和易性、降低

10、水灰比、在保持混凝土一定强度时减少水泥用量。泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加入一定的缓凝剂，一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随着龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度已增大了，从而减小裂缝出现的机率；二是改善和易性，减少运输过程中的坍落度损失。另外，加入适量的引气剂对改善混凝土的和易性、可泵性和提高混凝土耐久性能等十分有利。3.3 采取切实可行的施工工艺3.3.1 混凝土的浇注 （1）应采取合理的分层连续浇筑或推移式连续浇筑，以加快混凝土散热速度，并应符合下列规定：混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。混凝土的摊铺厚度宜不大于400mm

11、;当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度宜不大于600mm；分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕，当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理；对于工程量较大，浇筑面积也大，一次连续浇筑层厚度不大（一般不超过3m），且浇筑能力不足时的混凝土工程宜采用推移式连续浇筑法。 （2）振捣方式及要求：在夏季施工时，则避开正午，尽量安排在夜间施工，采用大功率插入式振捣器进行大面振捣，随浇随振，振捣时间以表面泛浆不再下沉为宜，间距要均匀，以振捣范围重叠二分之一为宜，要求水平分层浇筑，振捣密实，并保证上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑

12、完成，表面压实，抹平，防止表面裂缝，要避免纵向施工缝，提高结构整体性和抗剪性能。 （3）混凝土浇注前后的表面处理：在上层混凝土浇筑前应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有积水；对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施；清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子并均匀的露出粗骨料；要及时进行混凝土表面泌水的清除工作，因为泵送混凝土的水灰比一般比较大，泌水现象也比较严重，不及时清除，将会降低结构混凝土的质量。3.3.2 严格控制混凝土入模温度大体积混凝土最好能在春秋季施工，当在炎热的夏季施工时，为降低混凝土的出机温度， 宜用冷水浇水冷却砂石骨料，应根据工程实际情况

13、综合考虑各项因素的影响，按计算确定较合理的控制取值。因此，要控制混凝土的入模温度：(1)降低骨料温度。(2)降低水的温度。(3)降低水泥的温度。(4)防止混凝土出搅拌机后温度倒灌。3.3.3 加强混凝土的养护大体积混凝土养护是关键，应根据各种状态、不同施工条件、不同气候条件，采用不同的养护方案：(1)保温养护措施，应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求；(2)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应力)加以控制确定，但不得少于，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行,在保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润；(3)塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板，在寒冷

14、季节可搭设挡风保温棚（覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算）； (4)对标高位于0.00以下的部位，应及时回填土，0.00以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。在大体积混凝土拆模后，应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧烈干燥等措施；(5)混凝土在实际温度养护的条件下，严格控制混凝土的拆模时间。3.3.4 改进施工技术在加强混凝土质量控制的同时，应积极推广新技术、新材料与新工艺的应用，以减少混凝土的开裂：(1)采用拌合用水中加冰块的方法降低混凝土出机温度和浇注入模温度；(2)在混凝土中预埋冷却水管，通入循环水降温，进行人工导热；(3)设置后浇缝。(4)施工时加强插筋位置的振捣、抹

15、压、养护。加适当预埋件。3.3.5 做好温度监测措施为有效掌握和控制混凝土的内部温度与表面温度、表面温度与自然界温度之差不超过25，对浇筑后的大体积混凝土应采取温度监控手段。在混凝土有代表性的部位适当预埋钢管，以便及时测温，同时有利于降低混凝土内部温度。3.4加强管理（1） 对商品砼厂进行砼坍落度测试，及时反馈监理及业主单位。如下雨，要求砼公司调整配合比，适当降低塌落度。（2）砼拌和物运至浇筑地点要求对每车砼进行检查核对，做到砼质量安全入模。（3）沉降缝处按照设计要求进行分隔，后浇带处按照设计要求支模分隔浇筑，拆模时，后浇带部分预留。（4）掌握好天气变化情况，做好防备工作，以保证砼连续浇筑顺利

16、。（5）在砼浇筑期间保证水电、照明不中断（6）浇筑时应控制砼拌物的均匀性、密实性，砼拌物运至浇筑地点后，应立即浇筑入模，如发现砼拌合物的均匀性和稠度发生较大的变化应及时处理。（7）浇筑时应防止砼的分层离析，在竖向结构中浇砼时一次放料高度不超过500。（8）浇砼时人工经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，应立即停止浇筑，并应在已浇筑的砼凝结前修整完好。（9）地下室底板、外墙、顶板掺外加剂wg-hea9%，后浇带掺12%。（10）砼浇筑在静置过程中，应采取措施防止产生裂缝，由于砼的沉降及干缩产生的非结构性的表面裂缝，应在砼凝前予以修整。 (11)对商品砼坝落度进行

17、不定时抽查，现场配备坝落度检测筒，不符合要求立即退回。 (12)施工之前加强安全，技术交底工作，明确浇捣部位、先后顺序、操作要点、质量要求。操作过程中，严格执行规范，避免出现质量通病。 (13)按规范要求留置砼试块，并做好养护工作。 (14) 做好砼的养护工作：根据天气情况，采取相应的保证措施，对浇捣后的砼采用草包并加薄膜覆盖，浇水养护不少于14天。四、工程运用4.1混凝土浇灌的施工难度本工程地下室大部份底板厚度为600、700、800mm，局部底板最厚处有1.5m，底板砼工程量较大，对深度超过800的地下室底板，属典型的大体积底板砼浇筑施工。如何预防和控制大体积砼温度应力引起的有害温度裂缝是

18、施工质量管理的关键。图1 大体积混泥土浇灌本课题是针对环球时代广场一标段工程进行分析其产生的原因以及并采取的措施。4.2大体积混凝土温度裂缝控制措施：4.2.1降低温度应力。降低温度应力的措施主要是控制砼内外温差且不得超过25。 降低砼水化热（即降低砼内部温度）为了降低混凝土内部温度的升高，大体积混凝土配合比设计中每种基本材料都应满足降低或减少水化热的要求。可与设计协商采取如下措施：采用低热的42.5号矿渣硅酸盐水泥。 采用华冠ls801a高效减水剂与粉煤灰优化混凝土级配比，粉煤灰的掺量为水泥用量的15，大幅度减少了混凝土单位立方米的水泥用量，同时又满足强度要求，减少总发热量。由于外加剂的使用

19、，混凝土的和易性、可泵性大大提高，初凝时间适当推迟，为大体积混凝土的连续施工提供了有利条件。 控制混凝土的入模温度 控制混凝土的入模温度，对降低混凝土体内的最高温升，加快降温时间，缩短保温周期有一定的效果，因此要求： a混凝土搅拌站的水泥、砂、石料预先入仓，防止日光曝晒。 b配备足够泵车设备，加快浇筑速度，现场加强指挥，减少商品混凝土的运输时间和停歇时间。 保温养护 对大体积混凝土施工，在尽量减少混凝土内部温升的前提下，其养护是一项关键的工作，必须切实做好。保温养护的作用一是减少混凝土的热扩散，提高混凝土表面温度，减少混凝土内部的温度梯度，减少表面裂缝；二是延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜

20、力和材料的松弛特性，控制综合温差。在外约束条件下混凝土内部产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。 混凝土按斜层浇筑达到浇筑高度找平后，在混凝土表面上覆盖一层塑料薄膜，膜上加盖二层草袋，进行保温保湿养护。 混凝土浇筑施工过程温控指标为： 内表温差：t25 降温速度：v11.5天 抗裂安全系数：k=fb=1.101.15 当混凝土内外平均温差不大于10时方可撤消保温养护层。 . 图2 混凝土覆盖薄膜 4.2.2提高混凝土抗拉强度的施工措施 控制级配 控制水量是大体积混凝土施工的重要内容，混凝土配合比中采用华冠ls801a高效减水剂是一项可靠的措施。施工时加强指挥，减少商品混凝土运输时

21、间和停歇时间可确保混凝土的流动度。绝对禁止人为加水，加水不仅会降低混凝土的强度，而且水分大，会加大干缩，减少抗渗性和加大裂缝的可能。到达现场时混凝土坍落度要求达到12030mm，对坍落度大于160mm的混凝土，要求退回。 为增加砼的密实度，掺膨胀剂wg-hea，掺量根据膨胀试验结果：地下室底板、外墙板、地下室顶板掺水泥用量9%，后浇带掺量为水泥用量的12%。控制混凝土骨料质量 粗骨料采用25mm的碎石，含泥量控制在1以下，细骨料采用中粗砂，含泥量控制在2以下，含泥量若超过规定，不仅增加混凝土的收缩，而且会降低混凝土的抗拉强度，对混凝土抗裂十分不利。 浇筑方法 为了保证混凝土在初凝以前就被上一层

22、新混凝土覆盖，采用斜面分层法施工，每皮厚度不大于50cm，由于斜面分层浇筑使新混凝土沿斜坡流下，散热快，降低了混凝土人模温度，且混凝土浇捣后产生的泌水现象，顺利地排走，能保证混凝土的质量。 加强振捣 在混凝土浇捣过程中选用70mm振动棒振捣，平面呈梅花状，间距不大于35cm，待混凝土表面泛出薄浆即可，不准漏振，保证振动棒点点插到，混凝土层层振实，也不许过振，以免砂石、水泥离析。上下皮混凝土覆盖时，振动棒应插入下皮5cm左右，使上下皮混凝土结合良好，当表面混凝土振捣结束后，即安排粉刷工用长刮尺刮平，木蟹打毛。 （5）现场温度、温度测试 现场温度与温度应力测试由施工方在局部较深处（如电梯井等）埋设

23、2-3组钢管，每组3跟。一根埋设深度在距垫层60cm处，一根埋设深度在板中，一根埋设深度在距板面50cm处。在初凝时拔掉钢管，在砼浇筑完毕后24小时后，在孔洞内注水，进行温度测试。每天分三次测温，早上7：00，中午14：00，晚上18：00左右。4.3加强管理（1）加强组织管理工作：建立健全质量保证体系，制定各项工作制度，根据工作的内容分工协作，责任到人；对影响工程质量的人、材料、方法、机械、环境等都要加以控制，施工中所使用的人、财、物应配备就绪，特别是对人员的组织工作，比如连续作业时的人员交接要在现场半小时内完成，就餐时间的控制等；为防止设备出故障，必须要有备用设备。（2）加强技术管理工作：施工中严格按照方案及交底的要求进行施工，对混凝土模板的支撑要认真检查，支撑牢固；模板接缝要严密，防止漏浆；对施工方案要进行优化；加强原材料的检验、试验工作和温度监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，要切实落实施工方案。结 论 在大体积混凝土结构施工过程中的温度裂缝是不可避免的，重要的是采用合理的措施来防治和控制裂缝