大体积混凝土裂缝论文

2022-05-14

小编精心整理了《大体积混凝土裂缝论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。【摘要】本文首先解释了大体积混凝土的含义,分析了大体积混凝土容易产生裂缝的原因,结合现场实际情况,通过对原材料、机械、浇筑过程、养护等方面采取控制措施,达到预防大体积混凝土裂缝的出现目的,从而做到对大体积混凝土裂缝的预防和控制。

第一篇:大体积混凝土裂缝论文

大体积混凝土裂缝防治研究

【摘要】: 本文通过锦州港煤炭码头一期工程码头工程码头胸墙大体积混凝土施工防裂的研究,查找出影响大体积混凝土容易出现的质量通病—裂缝,通过对大体积混凝土裂缝产生原因的分析,详细给出了大体积混凝土的防裂技术措施,分别从减小混凝土内外温差、降低混凝土入模温度、加强保温控制温差、减小约束、提高混凝土的抗裂能力等方面进行了详细技术措施分析。

【关键词】:大体积混凝土;码头胸墙;裂缝防治;锦州港煤炭码头

1 工程概况

码头设计长度为820m,为突堤式结构,海侧为码头岸线,陆侧为护岸,码头面顶高程为5.00m,码头前沿底标高为-15.7m。码头堵头为陆域连接护岸,长度为120m,顶高程为5.00m。

码头胸墙为现浇钢筋混凝土墩式结构,位于沉箱前排仓格之上,高度为3.1m,长度为16.24m,宽度为6.7m,其上设装船机前轨道、1000KN系船柱和鼓型护舷。目前由于装船机尚未招标,锚定预埋件尺寸不确定,装船机防风锚定段胸墙预留3.1m宽的豁口进行后浇筑。

2产生裂缝的原因

混凝土体积越大,水泥总用量相对大,水泥水化产生的热量越不易散发,温升越高,引起的体积变化也越大。大体积混凝土浇注后,内部温度远较外部高,形成较高的温差,造成内涨外缩,使构件表面产生很大拉应力以至开裂。 下层已浇混凝土对心浇混凝土的约束:混凝土浇筑间歇越长,下層混凝土刚度越大,对新浇混凝土的约束亦越大。

3防裂技术措施

1)降低水泥变形和水化热

①水泥品种选择

采用低水化热水泥,该工程采用渤海水泥厂产P.O42.5水泥。

②最大程度利用混凝土后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。掺加粉煤灰降低水泥用量,粉煤灰取代率为15%。

③使用缓凝型减水剂

胸墙混凝土采用挖掘机浇筑,混凝土坍落度选用70~90㎜,掺入RH-5缓凝型减水剂,既可减少混凝土的单位用水量,满足坍落度的要求,又能延缓混凝土的凝结时间,降低水化热。

④碎石的选用

选用优质粗、细骨料,碎石大石采用直径40mm。

2)降低混凝土入模温度

为了降低混凝土内部温度的峰值,在水化热温升一定的情况下,控制混凝土的出机温度和浇筑温度是有必要的。

3)加强保温,控制温差

①混凝土测温

测温仪器

测温采用JDC-2型便携式建筑测温仪,其主机分别与测温探头或测温导线连接构成测温系统,可根据现场需要的测温点数量灵活配置。

测区布置及测温方法

胸墙混凝土温度监测点按下列方式布置:

在测温区内,同一截面的胸墙设置2组测温导线,每组分别如下:

A、设置在混凝土外表以内50~200mm处以测设胸墙混凝土外表温度;

B、设置在胸墙混凝土内部测胸墙混凝土内部温度。

布置方式:

在浇注混凝土之前,每一测温点分上、中、下分三处埋设测温线(测温线由插头、导线和温度传感器组成)分别测各部位的温度,其中上、下部传感器距混凝土表面50~200mm。

4)减小约束的措施

新浇筑混凝土所受的约束为新老混凝土之间的约束。

①缩短混凝土浇筑间歇期

混凝土的弹性模量随着龄期的增长而增加,在已浇筑的混凝土上浇筑新混凝土的间歇期越长,对新浇混凝土的约束也越大,合理组织生产,安排流水作业,尽量缩短间歇期,将面层与胸墙浇筑的间歇时间控制在15天以内。

②减小混凝土的降温速率

混凝土所受的约束应力,是在混凝土的降温过程中,由其自身的收缩而产生的,降温速度越快,约束应力越大,施工中通过测温动态了解混凝土的温度变化情况,采用保温措施调整降温速率,避免裂缝的产生。

5)提高混凝土的抗裂能力

①提高混凝土施工质量

A严格控制原材料的质量

在控制好砂石进料质量的同时,提高碎石进场后的筛洗质量;水泥要尽量控制入仓温度,必要时采用喷淋储仓降温。

B做好施工缝接茬处理

浇筑面层混凝土前,对已浇筑老混凝土施工缝面进行凿毛,凿毛后用空压机吹净。施工时预先铺一层10~30mm的同配合比水泥砂浆,确保接茬混凝土质量。

C分块分层浇筑

胸墙大体积混凝土,混凝土浇筑按分层进行控制,分层厚度不大于50cm。混凝土浇筑过程中控制好布料,保证混凝土浇筑均匀、同步上升,避免混凝土拌合物堆积过大,防止水化热的积聚,降低温度应力。

D对顶层混凝土浮浆、泌水进行处理

对已浇筑至顶层的混凝土泌水情形进行一一排除,对浮浆进行处理,保证顶层混凝土质量,尽可能防止混凝土干缩缝的出现。

E强化养护

潮湿的环境利于混凝土水化,潮湿养护可以提升混凝土早期强度,防止开裂。混凝土初凝后,马上用塑料膜覆盖,防止水分挥发,薄膜上再覆盖多层土工布,并浇水保湿、保温养护。对于掺膨胀剂的混凝土,更应该采取长时间养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度。

4.结论

研究通过对混凝土裂缝产生原因进行分析,并提出了相应防治措施,经实验证明效果良好,对混凝土防治有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 彭立海等.《大体积混凝土温控与防裂》.黄河水利出版社,2005

Pengli Haietc. "Massive concrete temperature control and crack." Yellow River Conservancy Press, 2005

[2] 王铁梦.工程结构裂缝控制.北京工业出版社,1997 Wang tiemeng. Engineering structures crack control. Beijing Industry Press, 1997

[3] 叶昌琳.《大体积混凝土施工》. 北京中国建筑工业出版社,1987

Ye Changlin. "Massive concrete construction." Beijing China Architecture and Building Press, 1987

[4] 黄国兴,惠荣炎.《混凝土的收缩》.中国铁道出版社,1990

WONG Kwok-hing, Hui Rong Yan. "Concrete shrinkage." China Railway Press, 1990

[5] 赵志绪等.《新型混凝土及其施工工艺》.中国建筑工业出版社,1986

Zhao Zhixu, etc.. "New concrete and construction technology." China Building Industry Press, 1986

作者:周攀 范林红 曹友露

第二篇:大体积混凝土裂缝预防控制

【摘要】本文首先解释了大体积混凝土的含义,分析了大体积混凝土容易产生裂缝的原因,结合现场实际情况,通过对原材料、机械、浇筑过程、养护等方面采取控制措施,达到预防大体积混凝土裂缝的出现目的,从而做到对大体积混凝土裂缝的预防和控制。

【关键词】 大体积 裂缝 水化热

1大体积混凝土的定义

大体积混凝土很难下一个确切的定义,其主要特点是:结构体积大、混凝土方量大、施工结构复杂。日本建筑学会标准(JASS5) “结构断面最小尺寸在80cm以上,水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差,预计超过25℃混凝土,称为大体积混凝土”。

在《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2009中是这样定义的:“大体积混凝土是混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土”。

2工程概况

该泵房基础为钢筋混凝土结构,长87.15m,宽51.4m,伐板厚度2m,底板顶标高最高为-21.130m,底板底标高最低为-25.730m,基坑为花岗岩岩石,垫层为120mmC15混凝土,结合现场搅拌站、机械设备、人员以及现场实际场地情况对其裂缝进行预防。

3 大体积混凝土裂缝的产生原因及其危害

由于该伐板基础较大,基坑为岩石,不考虑不均匀沉降的因素。造成该基础产生裂缝的主要原因是由于大体积混凝土产生的水化热较大,自身温度升高较大且自身的导热性较差,养护、覆盖不到位等原因造成混凝土内外温度差异较大,从而产生温度应力,在温度应力作用下混凝土发生收缩或膨胀变形,当温度应力超出混凝土抗拉强度所能允许范围时,便产生裂缝。

混凝土裂缝的危害:影响混凝土结构的使用功能,轻者影响工程的使用寿命,严重会影响到结构安全,危及人们的生命安全,所以必须对裂缝加以控制和预防。

4 大体积裂缝的预防控制

对于泵房伐板基础在施工过程中的裂缝,主要是由于混凝土内外温度差异引起的裂缝,所以控制裂缝出现,首先控制水化热,控制混凝土内外温度差异。

《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2009中规定“混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃;混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度) 不宜大于25℃;混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d;混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。”为满足上述要求,福清核电施工现场分别在入模温度、养护方面采取了相应的技术措施。

4.1 控制混凝土自身绝对升温的影响

4.1.1 技术方面控制

搅拌站在规范以及技术规格书要求范围内,选取热量较小水泥,在满足强度要求的前提下降低水泥用量,利用粉煤灰和水泥进行等量替换,从根源降低水泥水化反映放出的热量。

4.1.2 原材料方面控制

施工现场增加水泥储备,使水泥使用在水泥安定期以外,降低水泥本身热量。对骨料堆放仓库搭设顶棚,避免骨料长时间太阳直射,温度升高,造成混凝土温度升高。

4.1.3 搅拌以及浇注过程控制

混凝土搅拌机组配备制冰设备,降低混凝土出机温度,运输车采用保温罐车;现场浇注过程定时(不超过4小时)对入模温度进行检测,避免出现温度大于30℃。

4.1.4 施工方法控制

由于混凝土导热性差,尽量减少热量的积累,连续两块或上下两层的浇筑时间间隔,必须大于14天,避免出现在入模温度的基础上升温超过50℃的情况。并通过公式1-1计算出各龄期的最大绝热升温 ,通过公式1-2计算出混凝土各龄期的内部最高温度 ,从而确保混凝土入模后的实际升温幅度不超过50℃,通过公式1-3计算出混凝土的表面温度,通过公式1-4计算出混凝土各龄期的内外温差 ,验证内外温差,确保内外温差不大于25℃。

混凝土最大绝热升温计算:

1-1

——浇注完后,t天内混凝土的绝热升温(℃);

——混凝土中水泥(包括外加剂、掺合料)用量(kg/m3);

——胶凝材料水化热总量(kg/kg);

——掺合料折减系数(粉煤灰取0.25~0.3);

——水泥28d水化热(kg/kg)(查建筑施工手册表10-81);

——为常数,取2.718;

——混凝土的龄期(d);

——混凝土的密度、取2400(kg/m3)

——混凝土的比热、取0.97

——系数,随浇注温度改变(查建筑施工手册表10-82)

各龄期混凝土的中心温度计算:

1-2

——t龄期混凝土中心最高温度(℃);

——混凝土浇注的入模温度(℃);

——最大绝热升温(℃);

——t龄期温降系数(查建筑施工手册表10-83);

混凝土表面(指表面下50~100mm处)温度的计算:

1-3

——混凝土的表面温度(℃);

——施工期大气平均温度(℃);

——混凝土虚厚度(建筑施工手册公式10-48);

——混凝土计算厚度(建筑施工手册公式10-49);

——混凝土中心最高温度(℃);

各龄期混凝土的内外温差计算

1-4

——混凝土内外温差(℃)

——t龄期混凝土中心最高温度(℃)

——混凝土的表面温度(℃)

4.2 控制外界环境的影响

4.2.1 测温检查控制

大体积混凝土散热较慢,一般混凝土内部温度可达65℃左右,且持续时间较长,外界环境温度的影响是显而易见的,保温、保湿养护显得尤为重要, PX泵房伐板结构为及时掌握混凝土内部温度、表面温度和温差变化情况,做到信息化施工管理,使混凝土温度处于受控状态,在大体积混凝土中埋设测温点,及时依据温度变化情况,采取保温、保湿措施,防止混凝土出现裂缝。

混凝土浇注完后,委派专人对混凝土进行测温并进行统计,前7d每2h对温度检测一次,后7d每4h对温度检测一次。依据温度梯度趋势及时采取相应的处理措施,如混凝土内外温差接近25℃、降温速度接近2.0℃/d时,以最快速度采取保温处理措施,避免混凝土裂缝的出现。

4.2.2 养护控制

混凝土养护和覆盖的时间,泵房地处沿海地区,日常风力较大,所以泵房每块混凝土浇筑完成后及时采用彩条布覆盖,基本收面工人均在彩条布下进行收面,避免由于表面风干较快,内部温度较高,里表产生较大强度差,而产生裂缝。

混凝土的养护方法:养护采取两层湿麻袋加一层塑料布薄膜再加三层干麻袋和一层塑料布薄膜覆盖的保温保湿养护措施,不允许混凝土裸露在空气中天气突变、降温时,增加覆盖或更换干麻袋等具体措施,来确保混凝土内外温差不超过25℃,避免出现裂缝,冬季或温差较大时期施工侧壁采用带模养护。

5 结语

从泵房基础伐板经过六次混凝土浇筑的经验证明,大体积混凝土施工过程中,裂缝是可以预防和控制的,只要严格按规范以及施工方案对各工序进行控制,在大体积混凝土施工过程中裂缝是可以避免的。

【参考文献】

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013

《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2009

作者:杨帅龙 代宝坤

第三篇:大体积混凝土裂缝控制措施探析

摘要:随着我国建筑业的迅猛发展,建筑施工中大体积混凝土的裂缝问题越来越受到人们的关注,大体积混凝土产生的裂缝不但会影响整个工程的施工质量,而且还会威胁人们的生命和财产安全,所以,在建筑施工过程中,必须对大体积混凝土裂缝采取防范措施,本文主要对大体积混凝土裂缝控制措施进行探讨。

关键词:大体积混凝土裂缝控制措施

近些年来,我国的经济和科技取得了长足的发展进步,我国的建筑工程规模和建筑技术都取得了令人骄傲的成绩,随着建筑事业的发展,在一些大型的建筑工程中,大体积混凝土已经成为一种必不可少的施工环节,但是在现实中大体积混凝土无论是在施工还是在日后的使用过程中,经常会出现各种各样的裂缝,这些裂缝的出现直接影响着整个建筑工程的施工质量,尤其是在基础部分出现的贯穿性裂缝,会对整个建筑工程造成非常严重的影响,使整个建筑工程的耐久性和承载能力大大降低,其安全性也会存在很大的安全隐患。因此,怎样才能够有效地防止和控制大体积混凝土结构出现裂缝,已经成为当前建筑工程中一个非常重要的问题。

1大体积混凝土裂缝产生的原因

1.1收缩裂缝

在建筑工程施工过程中,混凝土由于散热和硬化会引起其体积的收缩,这种现象对于大体积混凝土而言更加明显,当大体积混凝土的这种收缩受到周围外界其他力的约束时,大体积混凝土的内部就会出现相应的收缩应力,当这种收缩应力大于混凝土自身所能承受的最大抗拉强度时,混凝土就会出现各种各样的裂缝。混凝土收缩量大小最主要的影响因素就是混凝土在配制时使用的水量和水泥量,这二者使用的量越大,混凝土自身产生的收缩就越大。不同的水泥品种会产生不同的收缩量。

混凝土的自身收缩与其干缩有着相似的原理,二者都是因为混凝土中水分的迁移而引起的,但是也有一定的不同,自身收缩并不是由于水分向外蒸发而散失,而是由于水泥在水化过程中会对自身的水分产生消耗,进而使得凝胶孔的液面出现下降,最终形成弯月面,导致自身干燥作用的发生、另外,混凝土自身水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩有着截然相反的作用,简单来讲就是当混凝土自身的水灰比逐渐降低,混凝土的干燥收缩会随之降低,但是混凝土的自身收缩则会随之不断增加。

1.2温度裂缝

在建筑工程中,大体积混凝土一般施工过程都是一次性完成浇注,浇注完成后,混凝土会因为水泥的水化作用而产生水化热,但是由于大体积混凝土的体积相对较大,其内部的水化热很难被散发出去,从而造成了大体积混凝土内部的温度出现上升的现象,但是大体积混凝土的表面温度散失却较快,这就使得其内外出现温度差,造成大体积混凝土内部出现压应力,而外部则出现拉应力。

1.3人为因素造成的裂缝

建筑工程中大体积混凝土的应用,大多都会与大基础、大空间的建筑工程联系到一起,这些建筑工程的大体积混凝土不仅体积大,而且重量也非常大。在大体积混凝土的浇注施工过程中,往往由于施工人员或者施工器材的活动,对已经浇注好的混凝土造成影响,原来可能出现的一些非常细微的小裂缝,可能会因为这些活动而不断扩大,逐步成为一些较大的裂缝。一般而言浇注完成的混凝土需要对其进行28天的养护,但是实际施工过程中,往往由于工期的原因,在没有达到相应养护期限的情况,提前进行接下来的施工,导致混凝土自身强度无法达到相应的设计强度,这时加上一些人为的因素以及拆模的影响,很容易导致混凝土出现较大的裂缝,所以,大体积混凝土必须要达到规定的养护时间才能进行接下来的施工。

1.4沉陷裂缝

大体积混凝土的沉陷裂缝产生原因主要是,因为建筑的地基土质不匀、回填土方不实等造成地基出现不均匀的沉降。另外,因为模板的强度不够、模板支撑的间距过大、模板支撑的底部松动等原因也会引起沉陷裂缝。沉陷裂缝的出现在冬季尤为明显,因为模板的支撑部分作用在冻土上,当冻土解冻后,支撑也会随之产生不规则的沉陷,导致混凝土出现裂缝。这种裂缝往往是一些深进或者贯穿性的裂缝,裂缝的方向和大小与整个沉陷情况有关,沉陷裂缝随着地基的沉陷量降低而不断减小。

2大体积混凝土裂缝的有效控制措施

2.1充分做好大体积混凝土的养护工作

建筑工程中混凝土出现干缩变形是不能避免的,因为这是由于混凝土自身的性质导致的。我们只能通过改变其影响因素的方法对混凝土裂缝的产生和大小进行最大化的控制。在大体积混凝土施工时,应该从外界温度的变化出发,对混凝土进行必要的浇水养护,此外,有条件的还可以利用薄膜、草垫、草袋等方法对混凝土进行覆盖保护,这样可以保证大体积混凝土在水分蒸發的同时,还可以获得水分的养护,有效地避免裂缝的产生。

2.2对大体积混凝土施工的配合比及材料进行严格控制

大体积混凝土的内外温差会导致裂缝的产生,所以,在选择混凝土的材料和配合比时应该尽量减少大体积混凝土的内部热量。在进行施工前,首先需要进行混凝土试块试验,从混凝土的强度、质量检验以及和易性等方面的要求出发确定合适的配合比。混凝土中所选用的集料应该尽量选择那些粒径较大的,从而有效降低混凝土内的空隙率和砂率,减少混凝土自身的收缩量,从而实现对混凝土自身抗裂强度的提升。

2.3实施温控防裂措施

比如,改善骨料的级配,采用一些干硬性的混凝土掺混合料,在混凝土配比过程中加人引气剂或是塑化剂等,减少混凝土当中水泥的用量;混凝土在搅拌的时候的冷却可以添加水,这样能有效的降低混凝土浇筑的温度;在炎热的天气下要是浇筑混凝土,尤其是浇注是大体积的混凝土之时要尽量的降低浇筑厚度,尽力将这个度控制在500毫米内,便干表面的散热。进行第二层浇筑的时候,需要在第一段的混凝土未发生初凝之前来完成;要根据混凝土浇注面积进行上、下、中各个部分的测温.定时的测定内外温度,还要通过调整和养护的方式降温差。合理的设定拆模时间,要避免混凝土的表面发生一些急剧温度的梯度。必须加强保温的养护措施,混凝土在浇注后要先覆盖一层塑料的薄膜,另外,应尽量避免在大雨中进行混凝土浇筑工作。

2.4提高混凝土的表面温度

大体积混凝土浇筑完成后,对混凝土表面实行保温潮湿养护,同时根据预先埋置在混凝土内部的测温点,使其保持一定温度,是防止混凝土内部和外表面产生过大的温差而引起表面裂缝的有效措施。试验表明,恒定的养护条件对混凝土的收缩影响很大,养护14d的收缩比养护3d的收缩降低约20%,同时养护环境的相对湿度越高,收缩越小。所以对于采用钢模浇筑的大体积混凝土,带模养护有一定的保温作用,还可在模板外面挂草帘,以加强混凝土外侧表面的保温。对于某些特殊部位还可采用一砖厚的永久性砖模(混凝土硬化后亦不拆除),可起到较好的保温效果。对于大体积混凝土基础底板的上表面,可铺土、铺砂、灌水养护,亦可铺盖黑色塑料薄膜加盖草袋进行保温保湿养护。必要时还可对表面进行加温,以减小内外温差。

总之,大体积混凝土产生裂缝是由多种原因造成的,在大体积混凝土施工中,通过合理选择施工材料、优化混凝土配合比、改善施工工艺、提高施工质量、严格施工管理以及加强后期养护等控制措施,可以有效防止裂缝的产生,避免给工程造成不必要的损失。

参考文献

【1】王洪亮.关于大体积混凝土裂缝控制的探究【J】.世界家苑,2013(12)

【2】赵红亮.大体积混凝土裂缝控制与施工技术【J】.城市建设理论研究(电子版),2013(23)

【3】郭蓬勃.大体积混凝土裂缝控制的施工技术探讨【J】.中国科技信息,2013(8)

作者:刘镇莲

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