大体积混凝土结构施工质量控制措施.pdf

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1、大体积混凝土结构施工质量控制措施李公举(河南省建设集团有限公司，河南郑州450002)摘要：在现代建设中，大体积混凝土的工程规模日趋扩大，为确保大体积砼施工质量，除满足强度等级、抗渗要求外，关键要严格控制混凝土在硬化过程中引起的内外温差，防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。本文结合工程实践和科研成果，分析了温度裂缝产生的原因，提出了大体积混凝土结构防止裂缝的措施。关键词：大体积；混凝土；质量；控制中图分类号iTU528．1文献标识码：B文章编号：1672—4011(2010)04—0130—021概述美国混凝土学会的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形

2、问题，即最大限度减少开裂的影响，即称为大体积混凝土。日本建筑学会的标准的定义是：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和外界气温之差，预计超过25℃的混凝土称为大体积混凝土。我国《混凝土结构工程施工及验收规范》认为，建筑物的基础最小边尺寸在1m一3nl范围内就属大体积混凝土。大体积混凝土结构的截面尺寸较大，裂缝一般在混凝土浇注短期内形成，此时设计荷载尚未作用于结构上，因此由外荷载引起裂缝的可能性很小。但由于水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速

3、度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的温度应力，是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。大体积混凝土结构的施工技术和施工组织都较复杂，施工时应十分慎重，否则易出现质量事故，造成不必要的损失。组织大体积混凝土结构施工，在模板、钢筋和混凝土工程方面有许多技术问题要逐个解决。本文着重介绍大体积混凝土的裂缝控制。2裂缝产生的原因大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素如下：2．1水泥水化热的影响水泥水化过程中放出大量的热量，且主要集中在浇筑后的7d左右

4、，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350kg／m3—550l,e／m3来计算，每m3混凝土将放出175000kJ一275000kJ的热量，从而使混凝土内部升高(可达70℃左右，甚至更高)。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，因此混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。2．2混凝土收缩的影响混凝土在空气中凝结时体积减小的现象称为混凝土收缩。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(支承条件、钢筋等)，将在混

5、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石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。2．3外界气温、湿度变化的影响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

6、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。2．4其他因素的影响建筑物基础的不均匀沉降也会产生裂缝，这种裂缝会随着基础沉降而不断的增大，待地基下沉稳定后，将不会变化。混凝土配合比不良会造成混凝土塑性裂缝，一般是混凝土配合比中，粗骨料级配不连续、数量不够，砂率及水灰比不当所造成的裂缝。水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。3防止产生裂缝的措施大体积混凝土的裂缝破坏了结构的整体性、耐久性、防水性、危害严重，必须加以控制，大体积混凝土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

7、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。3．1优选混凝土各种原材料3．1．1水泥的选择理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量