大体积混凝土施工技术研究

论文题目大体积混凝土施工技术研究摘要当前由于人们对工程项目的要求越来越高，因此大体积混凝土也受到了更高度的重视，因为当前工程项目当中需要用到大体积混凝土技术的地方比较多，所以深入研究大体积混凝土的施工技术是有很重要意义并且也是非常有必要的。在运用大体积混凝土施工的时候经常会受到温度变化的影响而使得施工出现裂缝，这种情况很可能会产生严重的施工后果，并且又因为很多建筑工程后期出现问题其源头都在于混凝土施工过程当中产生的裂缝，因此在大体积混凝土施工过程当中有害裂缝问题必须要引起高度的重视，并且降低有害裂缝的发生率，这样才能够更有效的提升建筑工程的品质。想要降低有害裂缝的发生率，可以首先对发生裂缝的根本原因进行剖析，然后在此基础上分析能够减少裂缝发生次数的相关理论内容，进而在此基础上去研发有效的能够保证大体积混凝土施工不发生有害裂缝的施工技术。由过去的施工经验我们可以发现，大体积混凝土施工出现最普遍的裂缝是温度裂缝，该因素造成的有害裂缝按其情况不同可以分为收缩裂缝与表面裂缝两种，并且大体积混凝土出现裂缝最主要的原因又是工程所采取的工艺，所以在施工过程中必须要高度重视施工所使用的工艺。在工程施工的过程中还要充分重视施工的每一个细节，比如施工材料的质量和种类，以及每一种材料要规定明确科学的用法用量，对于施工情况也要有专门人员进行实时的监测，以保证施工的顺利进行，假如施工出现问题，要及时对施工存在问题的地方进行合理的调整和改进。关键词:大体积混凝土裂缝温度应力水化热目录TOC\o"1-3"\h\u27509前言 前言当前社会进步的速度非常之快，同时我国的经济和科技都在以飞快的速度在进步，因此人们对生活及生活条件的要求有有了明显的提高，同时我国建筑也在发生着巨大的变化，比如楼层越来越高，室内设计越来越丰富，这使得建筑施工的难度也有了很大的提升，由于建筑施工的很多地方都会用到大体积混凝土，所以相关专业人员必须要能够深入研究如何增强建筑工程的质量，提升建筑的实用性，进而更好的满足当代人们对建筑的需求。对于大体积混凝土来说，它具有以下特点，比如截面较大，内外温差较大，水泥用量大以及温度收缩等特点，这些因素都很有可能会使得工程建筑后期出现裂缝。对上述裂缝进行研究可以发现它主要有两种不同的类型，即表面裂缝与贯通裂缝，这两种类型的裂缝都是施工技术当中的有害裂缝，所以大体积混凝土的品质就显得尤为重要。当前深入分析研发大体积混凝土技术对于工程建设有非常积极的影响REF_Ref24324\r\h[1]。并且我国当前正在努力向现代化方向发展，因此大体积混凝土施工技术在未来的运用将会更加广泛。这篇论文针对我国当前在大体积混凝土施工技术的发展情况进行了一系列的研究，并对未来的施工技术和研究提出了一些意见和建议。1大体积混凝土的国内外研究现状对大体积混凝土深入研究我们可以发现，其最早是被运用到混凝土水坝工程施工过程当中，大概在1900年，运用混凝土技术所建成的水坝相对来说比较小，并且混凝土又具有强度弱，放热时间较长且水化热较低等特点，这就使得混凝土的温度应力相对较低。慢慢的水坝体积有了明显的扩大，即使水泥的放热能力比较低，然而它里面的热量比较高，并且其温度应力也有了明显提升，这也就使得水坝出现裂缝情况变成了一个严重的问题。大概在1938年，相关研究人员分析发现了造成建筑发生裂缝的根源是由于水泥的水热化造成的，这也就正式拉开了对大体积混凝土进行深入研究的序幕，各种研究成果也慢慢的出现了。1.1采用低水化热水泥低水化热水泥最早是由美国的相关研究人员在建设Morris坝的时候使用的，它大概出现的时间在1932到1935年间，这种方法的详细过程就是对水泥当中所加入的C3A以及CS的比例进行明确规定，这样可以有效减少水泥的水化热。随着时间的推移，人们发现这种方式会降低水泥的强度的提升速度，因此人们便又提升了水泥当中C3S的比例。紧接着人们又在水泥当中增加了火山灰，浮石粉以及粉煤灰蛋白石粉等物质，后来人们又把重点放在了对水泥当中粉煤灰以及矿渣的加入，并且也对这两种物质的量进行了明确规定REF_Ref24409\r\h[2]。相关研究人员又经过了长期的研究发现了低水化热膨胀水泥，这种水泥能够有效的降低裂缝情况的发生。1.2降低水泥用量上面我们讲到了美国的大坝，早在1930年以前美国在建造大坝的过程中所使用的水泥量是非常大的，其最小限度是每立方米使用225kg的水泥，这种要求下建造的大坝虽然能够满足建造大坝的强度需求，然而却经常发生水坝裂缝，人们在后期逐渐减少了对水泥的规定量，接着又通过在混凝土当中混入大颗粒的石头而实现减少对水泥使用，这种方式也能够很好的吸收混凝土当中的热量REF_Ref24464\r\h[3]。1.3开发新的混凝土施工工艺当前已经投入使用的新型混凝土施工技术主要要下面几种:即借助强力振捣仪器，合理的分缝分块，借助聚合物去浸渍混凝土以及混凝土通仓纵缝浇筑法等。1.4降低混凝土的浇筑温度当前使用比较广泛的用于降低混凝土的浇筑温度的途径主要有下面几种，首先是借助低温走廊预冷混凝土去实现降低混凝土浇筑温度的目的，其次就是在混凝土当中加入掺有冰的水去降低混凝土的浇筑温度。1.5降低混凝土浇筑块的温度当前能够达到降低混凝土浇筑块温度的方式有很多，其中使用的比较广泛的是在混凝土当中提前埋入冷却水管，通过循环冷却水去带走水化反应热，进而降低大体积混凝土的温度。1.6混凝土外保温控制大体积混凝土内外温差这种方式在实际运用当中运用的十分普遍，这主要是因为它使用起来比较方便，另外它也能够很有效的实现目的，并且这种方式的经济投入也比较低，因此它更多的是被很多居民用于建筑房屋的建造当中。1.7对大体积混凝土的力学性能、热力学性能等进行研究、评定大约在20世纪的50年代时期，“工业建筑温度伸缩缝问题”是一个十分重要的问题，并且相关研究人员也针对该问题给出了一系列的应对方案，然而在实际建筑工程施工过程中我们发现仍然会有许多相关问题发生，比如部分建筑工程与规定严重不符，然而它后期并没有发生裂缝现象，但是部分工程在规定时期内完成但是却发生了严重的裂缝现象，所以相关研究人员就注意到了这个问题，并进行了一系列的研究，在研究的过程中主要着重分析了温度应力，裂缝控制以及温度控制等相关问题。实际工程当中，我国在研究混凝土温度的时候通常都是借助经验公式去确定它中心位置的最高温度Tmsx,它表明的温度Tbt还有工程施工温度应力σ。然而我们可以发现上述计算并没有把温度的连续性与外部气温的变动列入影响因素的范围，并且所使用的温降修正系数还是经验值，这就使得所得出的温度变化情况与实际情况有一定的偏差，因此也就很难有效的体现出混凝土的实际应力场，所以根据上述计算方法得出的结论也就不能在实际施工过程中发挥作用REF_Ref24575\r\h[4]。即使到了现在，相关研究人员依旧在努力考虑多方面因素以求去计算出准确有效的结果。2大体积混凝土施工中的温控措施2.1通过降低水泥水化热，控制总温升对于大体积混凝土的工程施工来说，之所以会出现温度应力实际上是受混凝土的绝热温升特点决定的，因此我们可以通过调整绝热温升去实现降低内外温度差的目的，主要可以从下面几个方面入手。(1)降低施工过程中水泥的加入量，适当的加一定量的粉煤灰。(2)降低拌合水的比例，加入一定量的减水剂。(3)可以挑选那些水热化不高的水泥，比如可以选择矿渣水泥。(4)当处于偏高温度的季节当中时，比如说夏季，这时就可以使用温度比较低的拌合水，比较常用的是深井水。2.2通过其它措施，降低总温升(1)在没有进行混凝土浇筑的时候，事先埋钢管，在混凝土浇筑定型以后，借助温度较低的循环水去实现降低温度的目的。(2)在进行混凝土浇筑的时候要采取分层浇筑的方式。(3)使用一定的保温方法，延长混凝土表层温度降低的，比较常用的方式主要有蓄水养护与覆盖防水草帘被。3混凝土的配合比设计是否满足混凝土的配合比合理科学，对于大体积混凝土工程质量起着重要的决定作用，在该问题上我们可以通过减少大体积混凝土的水化热度来提高工程的质量。3.1水泥用量的确定经过长期的研究发现降低施工过程中水泥的加入比例可以有效降低混凝土水化热。我们可以通过多次多组实验来确定合适的水泥用量比。首先可以设计多组实验，然后通过先研究施工打算使用的防裂方案与当前施工所具备的条件，去得出混凝土水泥水化热绝热能够达到的最高温差的度数，进一步计算可能会出现的最大温度收缩应力是多少，假如该数值低于混凝土本身的抗拉强度，那么意为我们使用的防裂方案是有效的，可以降低裂缝的发生率，而假如高于混凝土的抗拉强度，那么能够通过改变混凝土入模的温度或者减少水化热温升值，以及增强其抗拉强度等方式去使应力满足施工要求REF_Ref24634\r\h[5]。3.2掺合料可以通过多加粉煤灰，同时减少水泥的加入量，并且还可以提高混凝土的可塑性。3.3外加剂适当的加入一些复合型的膨胀剂，这样可以实现补偿收缩。3.4砂骨料可以先把砂经过筛选范围最低为2.5，最高为3的模，得到一些中砂，然后对规定直径的砂的比例进行严格筛选，使其最终满足所规定的配比。4混疑土的二次振捣4.1二次振捣的优点由长期的经验我们可以发现，当完成一次浇筑之后，混凝土没有发生凝结情况，这时可以再次进行振捣，通过这一举措可以有效排出混凝土由于发生积水而在水平钢筋下面以及粗集料下面产生的空间与水分，这样也能够增强混凝土和钢筋两者的紧密连接，进一步减少混凝土由于脱落发生裂缝的比率，可以有效降低混凝土内部发生小型裂缝的情况，提升混凝土的紧密度，并且还可以增强混凝土的抗裂能力。4.2二次振捣的时间及方法在二次振捣的时候也要按照要求进行，比如用于振捣的高震动棒插入时要保持垂直，并且要快速插入，在拔出的时候则要适当的慢一些，对于插的位置也要保证有一定的规律性，并且要注意振动该层水泥的时候，注意在下一层水泥没有发生初凝的时候，并且还要注意必须插入下一层50mm，这样能够有效去除两层之间的连接缝隙，另外还要控制好震动器振动所持续的时间，这主要是观察混凝土上表面是否已经水平且有水泥浆出来，并且不再有气泡产生，而假如没有控制好振捣时间，如果时间持续太长，那么很可能会发生离析情况REF_Ref24693\r\h[6]。5混凝土的浇筑与养护5.1泌水现象的处理当对大体积混凝土进行浇筑的时候，经常会出现混凝土表层泌水的情况，因此为了提高混凝土浇筑的品质，相关研究人员必须要研究能够有效去除混凝土表层的泌水。由于泵送的混凝土的水灰比相对来说非常大，因此泌水发生的情况也比较多，假如没有有效去除这些泌水，那么对混凝土工程的质量会产生严重的影响。5.2保温养护措施的要求以及需要注意的问题5.2.1保温养护方法对大体积混凝土开展保温养护工作实际上就是在降低混凝土浇筑块内部与表层之间的温差的基础上，使得混凝土块体对应的温度应力满足规定值。借助养护方法能够减慢混凝土浇筑块的降温速度，而且还可以依据混凝土本身具有一定的抗拉强度这一特点提升混凝土块的抗裂能力REF_Ref24788\r\h[7]。相关工程人员在施工过程中一定要严格遵守规定，保证施工在合格的防风和适度的条件下进行，这样在后期混凝土工程才能够得到更好的养护。5.2.2措施和要求在对大体积混凝土开展保温养护工作的过程中需要根据要求的时间进行，既不可以超过规定时间，也不能用时太短，一般最低是需要超过十五天。除了要考虑保温时间的控制，另外还必须要注意温度应力。施工必须要保证混凝土浇筑块体里面与表层的温度差值与降低的度数满足温控指标的规定数值，只有这样才可以开展保温养护工作，另外还必须明白在进行保温养护工作的时候混凝土表明是比较湿润的REF_Ref24850\r\h[8]。当混凝土浇筑工作完成之后，要在规定时间内根据温控要求去采取保温养护措施，该项工作必须要满足下面几点规定:首先是所采取的保温养护工程要可以让混凝土浇筑块体里面以及表面温度还有降温的速度与规定相符；另外就是采取保温养护工作的时长必须要依据温度应力来计算得到，最低时长不能低于十五天；采取保温养护工作的时候必须要使混凝土的表层湿润REF_Ref25085\r\h[9]。6混凝土的温度监测6.1混凝土的温度监测管理对于混凝土的温度监测主要包括下面几个阶段，首先是对混凝土最初的温度进行监测，其次是混凝土的入模温度以及混凝土内部温度，由于在时候混凝土技术进行工程建造有具体明确的规定，因此就必须要对上述每个阶段的混凝土进行温度监测，另外为了确定对混凝土所采取的温控方式有没有发挥一定的作用，也必须要做好温度监测工作REF_Ref25134\r\h[10]。该项工作的主要步骤就是在混凝土当中加入一些可以测量其温度的仪器，并能够把所测量的温度实时的反应给相关负责人员用于其参考。6.2混凝土的温度监测方法监测混凝土温度一般需要做到下面的要求，首先就是在浇筑混凝土的时候要四个小时测量一下原材料的温度，而对于入模温度是两个小时测一次，并且要求入模温度要低于十六摄氏度。在测量混凝土内部温度的时候，一般是先根据其特点去对设置测温位置，并在每个位置安放测温仪器用于记录混凝土内部的温度变化情况。6.3混凝土的温度监测的控制措施假如混凝土的特点是体积较大但是表面积相对较小的情况，此时比较合适的方式是在其里面事先埋入管道，这样可以在管道内通入水来降低混凝土里面的温度；当夏天温度比较高的时候，可以使用掺有冰的水或者是温度较低的水掺入混凝土当中，这样可以使得混凝土在入模的时候温度满足要求；当冬天温度比较低的时候，可以借助土工布棉被以及保温板去盖在混凝土上面，这样可以降低温度的散发，保证混凝土的温度不至于过低REF_Ref25402\r\h[11]；假如使用的是砖胎膜，可以在没有浇筑混凝土的时候，在胎膜背面加入一些素土，这样也可以起到有效的保温作用。7后浇带的留置与处理7.1后浇带的留置优点在施工过程中，要科学的进行分缝分块，这样既能够降低约束效应，还能够借助浇筑块的表层去更好的散发热量，进而使混凝土内部的温度有效的降低。7.2后浇带的留置要求与处埋方法假如对后浇带没有明确的施工要求时，我们通常在施工的过程中保证其间距不高于30m，也不低于20m，其缝宽一般为1m，大约在后浇带完工之后4天以后进行封闭工作，假如施工季节为温度较低的冬天，该时间可以延后一点。在进行封闭工作之前，要做好凿毛工作，还要把钢筋按规定连接完成，然后通过补偿收缩混凝土对缝进行灌注REF_Ref25454\r\h[12]。8大体积混凝土的冬期施工对于工业以及民用建筑来说，混凝土工程一般是为了使混凝土不被冻坏。然而对于大体积混凝土来说，是有很大区别的，因为它不仅要保证混凝土不被冻坏，还要做好温差处理工作，以解决裂缝问题的出现，并且这两方面的工作经常还会出现顾此失彼的情况。因此相关研究人员就必须要深入研究，以更好的协调防冻与防裂两者之间的关系REF_Ref25513\r\h[13]。对于大体积混凝土来说在温度较低的冬天进行施工，要想不出现被冻坏或者发生裂缝现象，通常情况下混凝土必须要有足够高的浇筑温度。然而受外部气候温度较低的影响，使得基础温度与混凝土内部和表层的温差更大，并且时常会高于规定温差值，这也使得混凝土防裂工作不能有效进行。8.1混凝土出机温度与浇筑温度的选择要想使早期混凝土不受冻，可以通过提升浇筑温度来实现，一般混凝土的入模温度不能低于5摄氏度，入模最高温度目前还没有明确规定。由于大体积混凝土工程在施工的过程中不仅要考虑防冻问题，还要注重防裂问题，因为大体积混凝土的特点就是体积较大，在浇筑完成之后即使其表层的温度稍低，然而受水化热的影响其内部温度得到了明显的增高。然而我们要注意降低内外温差以及基础温差，所以浇筑温度最好不能高于10摄氏度REF_Ref25562\r\h[14]。通过上面的分析我们可以得到，对于大体积混凝土来说，其浇筑温度通常要不低于10摄氏度但不低于5摄氏度。假如处于温度比较低的环境，为了不使大体积混凝土受到冻损，需要采取一定的保温方式，这时还要注意不能因为防冻就盲目的提升浇筑的湿度，因为这样很可能会出现裂缝。而计算混凝土的出机温度的时候也要考虑全面，综合分析所处环境的温度特点，浇筑温度等，通常混凝土的出机温度不高于15摄氏度，不低于10摄氏度。8.2基础及冷壁的预热开展浇筑工作时，要事先除去旧混凝土，预埋铁件以及预制混凝土模板等表层的雪或者霜冻等，此过程可以采用蒸汽法，这样可以提升其表层的温度REF_Ref25624\r\h[15]。假如冷壁或者基岩的温度没满足要求，还必须事先做好预热工作。假如没有做好预热工作，那么在浇筑混凝土结束之后，与壁面接触的混凝土温度会快速降低到零下。8.3原材料加热在环境温度高于零下一摄氏度时，通常只把拌合水加热到规定温度就可以了。一般规定其的温度不能高于60摄氏度，这样可以防止水泥出现假凝结的情况。假如环境温度低于零下一度，这时就要把水和细骨料进行加热，另外还要加热粗骨料，以融化粗骨料里面的冰雪。在加热砂石料的时候温度要控制事宜，同时也不能太干，一般温度不能高于75摄氏度。8.4运输中的温度在运输过程中其散发的温度和运输所使用的工具有很大的关系。假如通过大型的运输罐去运输，那么通常不会损失过多的热量，而假如使用卡车，那么可以通过覆盖保温层等方式去防止热量的散失。而假如通过皮带输送机去运输，就需要通过封闭的帐篷去减少热量的散失，除了上面所说的，还可以通过减少运输当中的倒转来降低热量的散失REF_Ref25669\r\h[16]。9结束语大体积混凝土的工程建设是一个非常复杂的过程，其中有许多需要引起注意的地方，在施工的过程中要有专业的技术作为前提，另外还要有科学的原理作为参考，并且施工过程及程序还要严格按照标准要求进行。混凝土的浇筑是一个非常重要的环节，该过程当中的监测和养护工作必须要做好，另外混凝土配合比所使用的原料也必须要有明确的规定，这样施工也能够更加符合科学，经济效益也才能够得到明显提高。致谢语毕业论文进入到了最后时刻，这也就意味着我参加中国农业大学网络教育学习进入到了最后的阶段，在这两年多的网络教育学习中使我增添了许多的知识，同时又结识了许多新朋友新同学。通过网络教育学习使我的学历得到了提升让我在工作中更加的自信了。在这里我要首先感谢我的爱人是他一直在背后支持鼓励我的学习，感谢我的儿子在我学习中遇到困难的时候对我的鼓励和给予的帮助，使我的工作生活学习又增添了一份色彩，特别感谢网校的指导老师对我在平时学习