无膨胀剂掺加的大体积混凝土施工的研究与应用1

1、 北 京 工业大 学工程 硕 士 学位 论 文目英文 题 目论 文 报 告提 交 日 期 独 创性 说 明本 人声 明所 呈 交 的 论 文 是 我 个人在 导师指导下进 行的 研究 工作 及 取得 研究 成果。 尽 我所知 ， 除 了文 中 特别加 以标 注 和 致 谢 的 地 方 外， 论 文 中不 包 含 其 他 人已经 发表 或撰写的 研究 成果， 也 不 包 含 为 获得 北 京 工业大 学或其 它教 育机 构的 学位 或证 书 所使 用过的 材 料 。 与 我一 同工作 的 同志 对本研究 所 做 的 任 何 贡 献 均已在 论 文 中 做 了明确的 说 明并表 示 意。日 期：关

2、 于论 文 使 用授 权的 说 明 关 键词： 夏 季大 体积 混 凝 土 、 超 长、 超 宽、 超 厚 、 裂缝控制 、 不 加 微 膨胀 剂 瑃 瑃 瑃 甌 瑃 甤 ， 目目录 国 内 外大 体积 混 凝 土 的 裂缝控制 研究 现 状 大 体积 混 凝 土 常 用的 控制 措 施 研究 的 主 要 内 容 实际工程 项 目概 况 施工方 面的 措 施 大 体积 混 凝 土 理 论 温 度计算 温 度监 测 。 改 革开 放 以 来 ， 随着我国国民 经 济的发 展， 大量 钢 筋 混 凝土 建筑 物拔地 而起 ， 使指出 ： “在工 业 与 民 用建筑 结构中 ， 一般 现 浇连续 墙

3、式 结构、 地 下建筑 物及设备 基 础等容易由于温 度 收缩应力引起 裂缝 的结构， 通 称为大体 积 混 凝土 结构。 ”其 观 点 主 要是 从 控 制结构温 度 开 裂为出 发 点 ， 控 制现 浇钢 筋 混 凝土 连续 式 结构的 伸 缩缝 和施工缝 ， 从而控 制混 凝土 的温 度 裂缝 。的技术 措施降 低其 温 差， 控制温 度 应力与 裂缝 开 展的混 凝土 ”。这 个定 义 强调 两 点 ：况下， 由于温 差而使混 凝土 产 生应力， 会 导 致 混 凝土 的开 裂。 北 京 工 业 人学 工 程 硕士学 位 论文混 凝土 在空 气中 硬结时 体积 减 小 的现 象称为混

4、凝土 收缩。 混 凝土 在不受 外 力的情况下的这 种自发 变 形， 受 到 外 部 约 束时 刑跫纸 畹 ， 将在混 凝土 中 产 生拉 应力，使得 混 凝土 开 裂。引起 混 凝土 的裂缝 主 要 有塑 性 收缩、 干 燥收 缩和温 度 收缩等三种。在硬化 初 期 主 要 是 水泥在水化 凝固结硬过 程 中 产 生的体积 变 化 ， 后期 主 要 是 混 凝土 内 部 自由水分 蒸发 而引起 的干 缩变 形。大体 积 混 凝土 结构在施工 期 间， 外 界气温 的变 化 对防止大体 积 混 凝土 裂缝 的产 生起着很 大的影响。 混 凝土 内 部 的温 度 是 由浇筑 温 度 、 水泥水化

5、 热 的绝 热 温 升 和结构的 散热温 度 等各 种温 度 叠 加之 和组 成 。浇筑 温 度 与 外 界气温 有着直 接 关 系， 外 界气温 愈 高， 混凝土 的浇筑 温 度 也就 会 愈 高； 如 果 外 界温 度 降 低则 又会 增 加大体 积 混 凝土 的内 外 温 度 梯度 。如 果 外 界温 度 的下降 过 快 ， 会 造成 很大的温 度 应力， 极 其 容易引发 混 凝土 的开 裂。另外 外 界的湿 度 对混 凝土 的裂缝 也有很 大的影响， 外 界的湿 度 降 低会 加速混 凝土 的干 缩，也会 导 致 混 凝土 裂缝 的产 生。 大体 积 混 凝土 的裂缝 破坏了 结构的

6、 整体 性 、 耐久性 和防水性 ， 危 害 严重 ， 必须加以控制， 大体 积 开 裂主 要 是 水化 热 使混 凝土 温 度 升 高引起 的， 所以 采用适 当 措施控 制混 凝土 温 度 升 高和温 度 变 化 速度 ， 在一定 范 围 内 ， 就 可 避 免出 现 裂缝 。这 些措施包 含 了 混 凝土 施工 的全 过 程 ， 包 括 选择 混 凝土 组 成 材 料、 施工 安排 、 浇筑 前 后降 低混 凝土 温 度 的措施和养 护 保温 等。增 配构造筋 提高抗 裂性 能。配筋 应采用小 直径 、 小 间距 。精 心设计 混 凝土 配合比 ， 综合考 虑混 凝土 的强度 、 水化

7、热 、 流动性 等指标 。控 制混 凝土 入 模 温 度 ， 在温 度 较高的 情况下进 行 施工 ， 可 以 在施工 现 场 对堆在露天 的砂石 用布 覆盖 ， 以 减 少 阳 光 对其 的辐 射， 同时 对浇筑 前 的砂石 用冷水降 温 。严格控 制混 凝土 的浇筑 速度 ， 一次浇注的 混 凝土 不可 过 高、 过 厚 ， 以 保证混 凝土温 度 均 匀上 升 。 但 是 由于微膨 胀剂的 作 用机 理 属 化 学 反 应， 对配比 、 掺 量 的要 求 相 当 严格， 宽 容度 小 ， 同水泥等集 料拌合均 匀 度 要 求 高， 对早 期 养 护 要 求 严格苛 刻， 对施工 环境 ，

8、 操作 人员 素 质要 求 高。 如 若使用不当 ， 可 能无 膨胀效 果 ， 达不到 预 期 效果 ， 或过 度 膨胀，反 而造 成 裂缝 产 生。 这 样 的工 程 实 例 也有很 多 ， 如 ： 北 京 市 西 客 站 行 李房 叵 率；苏州工 业 园 区 市 政 工 程 等均 出 现 过 不同程 度 的混 凝土 裂缝 。 用商品混 凝土 。 北 京 工 业 火 学 工 程 硕 士 学 位 论 文 化 不充 分 形不成 足够 的膨 胀值 ； 或者 膨 胀率大于水泥水化 速率而影响了 混 凝土 的强 北 京 工 业 入 学 丁程 硕 士 学 位 论 文湿 度 影响也很 重 要 ， 因为任

9、何 膨 胀剂的 膨 胀反 映 均 离 不开 水， 尤 其 是 硫铝 酸盐系混 凝土 配筋 率的影响 抗 渗 等级 比 设计 要 求 提高一级 凰 冶 瓤 刂圃 ； 砂率在 北 京 工 业 大学 工 程 硕上 学 位 论文石 子粉 煤灰用量。罳 粉 煤灰 石子水泥只 掺粉 煤灰； 北 京 工业大 学 讨 ： 学 位 论文板 的施工范 围 明 确 划 分 为 个流 水 段 ， 混凝土泵 车 分 别 负 责 各自 流 水 段 的混凝土施混凝土拖 式 泵 及 输 送 管布 置 示意 图图 划 分 好 混凝土拖 式 泵 浇 筑 区域 水对 混凝土输 送 管进 行浇 水冷却 。 本章 小 结通 过 在 夏

10、 季大 体 积 混凝土施工中容 易 产 生 裂缝 的多 种 因素 入 手， 从 材 料和施工工 第 氯 颂寤炷 肥 相 关 理 论 计算大 体 积 混凝土施工相 关理 论计算 的不 同龄 期 的水化 热 见 表 。水 泥强 度 等 级表 混凝土不 同龄 期 的最 大 绝热 升 温虽鉻 龄 期 降温系数 。其 中， 各阶 段 的龄 期 降温系数 孙详见 表 混凝土中心计算温度 见 表 。 第 氯 颂寤炷 肥 相 关 理 论 计算施工期 大 气 平均温度 ， 取；根 据 上 述公式 计算所 得 保 温防 火草 帘 厚 度 为 ， 因此 在 混凝土表 面覆 空 气 层 的传 热 系数 ， 取痬 ；根

11、 据 上 述公式 计算所 得 混凝土虚厚 度 为 。换炷 潦 导 屎 穸取 。 第 氯 颂寤炷 相 关 理 论计 算表 混 凝士 不 同 龄期 的 表 面 温 度 计 算 值 当 混 凝土 入 模温 度 按考虑 时 ， 混 凝土 不 同 阶 段 龄期 的 内外 温 度 统 计表 炷 敛 煌 淦 诘 奈虏罴 扑 阒 北 京 业大 学 工程 硕 上 学 位 论文当 混 凝土 入 模温 度 按 考虑 时 ， 混 凝土 不 同 阶 段 龄期 的 内 外 温 度 统 计大 体 积 混 凝土 基 础 或结 构 穸 却 笥 趌 贯 穿性 或深 进的 裂 缝 ， 主 要 是由于 平均 降 第 麓 筇 寤炷 相

12、 关 理 论计 算式 中良 炷恋 奈露 包 括 收缩 痭：口 一混 凝土 的线膨 胀 系数， 取 ；计 算所得， 绝 热温 升值 ， 北 京 工业大 学工程 硕 士 学位 论文混 凝土 的弹性 模量由式 ：基 础 混 凝土 最大 降 温 收缩 应 力 ， 由式 ：不 同 龄期 的抗 拉强度 由式 ：五 一抗 裂 缝 安全 度 ：计 算原理 谰 扑 闶植 帷 大 体 积 混 凝土 基 础 或结 构 穸 却 笥 趌 贯 穿性 或深 进的 裂 缝 ， 主 要 是由于 平均 降温 升值 街 肽 露 与当 月 平均 最低 温 度 之 差 进行 计 算； 计 算 第 麓 筇 寤炷 相 关 理 论计 算计

13、算 所得 ， 综 合温 差 度计 算所得， 绝 热温 升值 不 同 龄期 的抗 拉强度 由式 ： 大 体 积 混 凝土 基 础 或结 构 穸 却 笞 觢 贯 穿性 或深 进的 裂 缝 ， 主 要 是由于 平均 降齌 一， “， 一计 算所得， 绝 热温 升值 卜 一混 凝土 收缩 当 量温 差 ， 按下 式 计 算： 第 麓 筇 寤炷 相 关 理 论计 算基 础 混 凝土 最大 降 温 收缩 应 力 ， 由式 ： 痬五 鹒 厅抗 裂 缝 安全 度 ：计 算 原理 谰荨 敖 扑 闶植 大 体 积 混 凝土 基 础 或结 构 穸 却 笥 趌 贯 穿性 或深 进的 裂 缝 ， 主 要 是由于 平均

14、降 口 一混 凝土 的温 度 账应 力 ；计 算 所得 ， 综 合温 差 度 第 氯 颂寤炷 相 关 理 论计 算基 础 混 凝土 最大 降 温 收缩 应 力 ， 由式 ： 骱 力 计 算 ， 以 上 四 种 情况的 抗 裂 安全 度 计 算 值 均 高 于 标 准 值 ， 即 满足 抗 裂 要 求。 各 部位 北 京 工业大 学丁程 硕 上 学位 论文、 巧 分别 为 混 凝土 的拉应 力 和 压应 力 ； 噌 ，取 痬， 痥 瑅 吓 号 哗告 第 掖 筇寤炷 相 关 理 论计 算甇 。鹤 等 等 一混凝土 截 面中心与表 面之间 的 温差 ， 其 中心温度 按下式孙昭 。计 算所 得中 心

15、温度 为： 度取 鮅 ， ， 瑅 巨， 卜 锨 北 京 荡笱 程 硕 上 学位 论文计 算得： 痬 哗 告 一混凝土 截 面中心与表 面之间 的 温差 ， 其 中心温度 按下式瓦 啦 夏 ， 第 麓 筇寤炷 相 关 理 论计 算五 鹺 乃 痬 贰 ;炷 恋 牡 阅 疕 珊；夏 五 ， 计 算所 得中 心温度 为： 度裂 缝 的 出 现 。大 体 积 混凝一 般 允 许温差 宜 控 制 在一 范 围 内 。混凝土 的 最 大 拉 应 力由 式 ： 第 氯 颂寤炷 相 关 理 论计 算出 现 表 面裂 缝 。 温度 监 测块 为测温区 。在测温区 内 温度 监 测点 呈 平面布置； 图 温度 监 控 点 用 钢 筋笼 进 行 保 护沿 底 板 的 高度 布置上 部 测温点 、 中 部 测温点 、 下部 测温点 。其 中 ， 她：量置 、 广 一一温差 ， 小于监 测报 警 温差 。温升至 温度 峰 值 。基 础 底 板 上 监 测点 獷 的 个 测温点 中 最 高温度 峰 值 为 留置 一