大体积混凝土施工技术研究系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

大体积混凝土施工技术研究系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

凝土工程的研究，取得不少成就，主要是： （ 1）在设计上，为改善大体积混凝土的内外约束条件以及结构薄弱环节的补强，提出了行之有效的措施。 （ 2）在施工技术上，从选料，配合比设计、施工方法，施工季节的选定和测温养护等，采取一些综合性的措施，有效地克服了大体积混凝土的裂缝。 （ 3）在施工组织管理上，为了解决大体积混凝土一次浇筑量大的问题，在精心组织、协调指挥下采用了集中搅拌、罐车运输、泵送混凝土等技术。 „„ „„ 重庆大学本科学生毕业设计 （论文） 2 大体积混凝土裂缝产生与防治 3 大体积混凝土裂缝形成的原因 大体积混凝土裂缝是大体积施工中必须控制的一道重要工序， 裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。 二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的， 主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。 本文主要探讨材料型裂缝。 温度，作为一种变形作用，在混凝土结构中引起的裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。 这两种裂缝在不同程度上都属于有害裂缝。 由于高层建筑、高耸结构物和大型设备基础的出现，大体积混凝土也被广泛采用，大体积混凝土结构的 温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。 大体积混凝土的质量问题是混凝土结构产生裂缝。 造成结构裂缝的原因是复杂的，综合性的。 目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。 温差可分为以下三种：混凝土浇注初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝；另外，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生 ；当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差；这三种温差都会产生温度裂缝。 在这三种温差中，较为主要是由水化热引起的内外温差 ， 大体积混凝土从浇筑时起，到达设计强度止，即施工期间产生的结构裂缝主要是水泥水化热引起的温度变化造成的。 大体积混凝土产生温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。 矛盾的一方面是混凝土由于内外温差而产生的应力和应变，另一方面是外部约束和混凝土各质点间的约束，要阻止这种应变。 一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。 这是导致混凝土 产生裂缝的主要原因，现将产生裂缝的主要原因分述如下 : 水泥水化过程中要放出一定的热量。 而大体积混凝土结构物一般断面较厚，水泥放出的热量聚集在结构物内部不易散发。 通过实测，水泥水化热引起的温升，在水利工程中一般为 15～ 25C，而在建筑工程中一般为 20～ 30C，甚至更高。 水泥水化热引起的绝热温升，是与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期 (时间 )按指数关系增长，一般在 10～ 12 天接近于最终绝热温升。 重庆大学本科学生毕业设计 （论文） 2 大体积混凝土裂缝 产生与防治 4 但由于结构物有一个自然散热条件，实际上混凝土内部的最高温度，多数发生在混凝土浇筑后的最初 3～ 5 天。 由于混凝土的导热性能差，浇筑初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对水化热引起的急剧温升约束不大，相应的温度应力也较小。 随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以至产生很大的拉应力。 当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝。 外界气温变化 大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的，因为外界气温愈高。 混凝土的浇筑温度也愈高；而外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝 土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。 混凝土内部的温度是水化熟的绝热温度，浇注温度和结构物的散热降温等各种温度叠加，而温度应力则是由温差引起的温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。 同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般在 60～ 65C，并且有较大的连续时间 (与结构尺寸和浇筑块体厚度有关 )。 在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。 混凝土的收缩变形 收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩 、碳化收缩等等。 这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。 在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。 因为这时混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。 混凝土中 80％的水分要蒸发，约 20％的水分是水泥硬化所必须的。 混凝土水化作用产生的体积变形，称为“自身体积变形”，该变形主要取决于胶凝材料的性质，对于普通水泥混凝土来说 ，大多数为收缩变形，少数为膨胀变形，一般在 50~+50 x l06 旷范围内。 如果以混凝土温度线膨胀系数为 10x06／℃计，当混凝土的自身体积变形从 0 x l06 击变至 50 x l06 时，即相当于温度变化 10℃引起的变形，这 一数值是相当可观。 重庆大学本科学生毕业设计 （论文） 2 大体积混凝土裂缝产生与防治 5 目前，补偿收缩混凝土的研究和发展逐渐认识到，如果有意识地控制和利用混凝土的自身体积膨胀，有可能大大改善某些混凝土的抗裂性。 但对于普通水泥混凝土，由于大部分属于收缩的自身体积变形，数量级较小，一般在计算中忽略不计 . 如前指出，在混凝土中尚有 80％的游离水分需 要蒸发。 多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩 (干缩 )，这种收缩变形不受约束条件的影响。 若有约束，即可引起混凝土的开裂，并随龄期的增长而发展。 混凝土的收缩机理比较复杂，其最大的原因，可能是内部孔隙水蒸发变化时引起的毛细管引力。 收缩在很大程度上是有可逆现象的。 如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积．干湿交替将引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。 此外，影响混凝土收缩的因素很多，主要是水泥品种和混合材、混凝土的 配 合 成 分 ， 化 学 外 加 剂 以 及 施 工 工 艺 ， 特 别 是 养 护 条 件 等。 大体积混凝土 裂缝 防治的措施 （ 1） 合理选择混凝土的配合比，尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。 从实践经验看，水泥用量控制在 450kg/m3是可以防止裂缝出现的。 （ 2） 控制石子、砂子的含泥量不超过 1%和 3%。 （ 3） 根据施工季节的不同，可分别采用降温法和保温法施工。 夏季主要用降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水，一般温度可控制在 5~10186。 C，在浇筑混凝土后采用冰水养护降温，但要注意水温和混凝土温度之差不超过 20186。 C，或采用覆盖材料养护。 冬季 可以采用保温法施工，利用保温模板和保温材料防止冷空气侵袭，以达到减小混凝土内外温差的目的。 （ 4） 采用分层分段法浇筑混凝土。 分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。 还可采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结良好。 也可采用在下层混凝土面上预留沟槽，以加强上下层混凝土的连接。 （ 5） 作好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过 25186。 C。 （ 6） 在混凝土中掺加少量磨细的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量。 也可掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值期。 （ 7） 掺入适量的 微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。 重庆大学本。