大体积混凝土施工论文

1大体积混凝土施工与措施摘要：简要介绍了建筑建筑大体积砼的特点及对大体积砼砼工程的研究中所取得的成就,介绍了大体积砼结构裂缝产生的原因,并以材料、施工、设计、和维护四个方面进行综合解决,并提出了预防和和减少砼裂缝的一般方法和施工中所要注意的几个问题。关键词：大体积砼、裂缝、预防、控制2目录一、建筑工程大体积混凝土的特性第2页二、大体积混凝土的施工第4页三、防止大体积混凝土裂缝的主要措施第9页四、小结第12页五、参考文献第14页3一、建筑工程大体积混凝土的特性对于大体积混凝土，目前国内尚无一个确切的定义。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80㎝以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25°C的混凝土，称为大体积混凝土”。美国混凝土学会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。近十几年来，由于高层建筑的发展，其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土,具有以下几个特点：（1）混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多；（2）结构断面内配筋较多，整体性要求较高；（3）基础结构大多埋置地下，虽然受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。因此，如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题。对大体积混凝土的温度控制，目前国内尚无正式规定，过去曾提出内外温差应控制在20°C以内,近年来南方一些地区规定控制在25°C以内。宝钢工程的大体积混凝土施工，温度控制在30°C从国内的施工实践来看：混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75㎝以上，双面散热在100㎝以上，水化热引起的混凝土内外最高温差预计超过25°C的混凝土结构，可按大体积混凝土施工。80年代以来，在全国一些大城市相继建造了一批高层建筑和高耸构筑物。这些建筑物的基础，都采用了大体积混凝土，通过这些工程的实践，促进了大体积混凝土施工技术的发展。对大体积混凝土工程的研究，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。二、大体积混凝土的施工材料要求1.水泥（1）在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥（发热量270~290kJ/kg）、严禁使用安定性不合格的水泥。（2）由于大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。2.骨料（1）粗骨料。碎石和卵石均可，并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量，可参照表5-7-13选用。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应=1%泵送大体积混凝土粗骨料最大粒径（㎜）管道直径（㎜）100125150砾石3040504碎石253040（2）细骨料。宜选用粗砂或中砂，含泥量应≤3%。当采用泵送混凝土时，其细度模数以2.6～2.8为宜。控制细砂以0.3㎜筛孔的通过率为15～30%；0.15㎜筛孔的通过率为5～10%。（3）粉煤灰。为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰应符合《技术条件103—56》的要求，其烧失量应15%，SO3应3%，SIO2应40%，并应对水泥无不良反应。（4）外加剂。为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。配合比设计1.基本要求（1）设计配合比时尽量利用混凝土60天或90天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。（2）混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。一般要求水泥用量宜控制在260～300kg/m3。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33～0.37（泵送时宜为0.4～0.45）。坍落度应根据配合比要求严加控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在10～14㎝为宜。2.设计步骤按现行《混凝土结构工程施工及验收规范》执行。施工准备工作大体积混凝土施工前的准备工作，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工的特殊性，做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱（池）、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方案的编制工作。其编制的原则和主要内容如下：1.编制的原则（1）在保证结构整体性的原则下，采用分层分块浇筑时，尽量减少浇筑块在硬化过程中的内外约束，分层的时间间隔做到既有利于散热，又考虑到底层对上层的约束。（2）控制内外温差，加强养护，防止产生贯通裂缝和其它有害裂缝。2.编制的主要内容（1）根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。（2）通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。（3）确定混凝土搅拌，运输和浇筑的方案。（4）制订混凝土的保温方案。（5）明确对混凝土的测温方案。（6）有关保证工程质量、方案。施工工艺（1）大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高气温≤30ºC时为宜。气温大于30ºC时，应周密分析和计算温度（包括收缩）应力，并采取相应的降低温差和减少温度应力的措施。（2）混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比，其重量允许误差为：水泥、外掺合料+2%；粗、细骨料+3%；水、外加剂溶液+2%。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于1.5～2min。雨季施工期间，应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。（3）搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点，入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象，如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。（4）混凝土浇筑要点如下：51）大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法：①全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未凝结时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方法适用于结构平面尺寸不太大的工程。一般长方形底板宜从短边开始，沿长边推进浇筑；亦可从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。②分段（块）分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其它各层。③斜面分层：适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层的底层开始，逐渐上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。2）当基础底板厚度超过1.3m时，应采取分层浇筑。分层厚度宜为0.6～1.0m。对于大块底板，在平面上应分成若干块施工，以减少收缩和温度应力，有利于控制裂缝，一般分块最大尺寸宜为30m左右。3）为了减少大体积混凝土底板的内外约束，浇筑前宜在基层设置滑移层。为了减少分块间后浇缝处钢筋的连接约束，应将钢筋的连接设置在后浇缝处。设置滑移层可采取以下做法：①在基层设置沥青油毡层或其它类似做法；②利用防水层上的保护层在其早期强度较低时，浇筑底板大体积混凝土；③在岩基等基层上铺设250㎜厚级配砂石层，作为缓冲层。4）分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/㎜2，混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之在25ºC以下时（即Tb-Tq≤25ºC）进行。5）为了加强分层浇筑层间的结合，可以采取在下层混凝土表面设置键槽的办法。键槽可用100×100㎜的木方每隔1m左右留设。6）分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温峰值以后，一般为3～5天，因此间隔时间以大于5天为宜。7）暑期施工时，必须采取有效措施降低混凝土内部的实际温度（Tmax）：①降低混凝土入模浇筑温度如拌和水中掺入冰块、使用冷却水作拌合用水、砂石采取遮阳措施和喷冷水降温等；②骨料中掺入适量毛石；③掺入适量的粉煤灰。拌砼水用冰量可按下式（使用3m水箱，每台搅拌可按用水量为1m3/h，混凝土浇筑温度Ti=30ºC，要求拌合水降至5ºC）计算：P=7.5＋1.125（tw－10）式中P用率，占拌合水的百分率（%）；tw降温前水温（ºC）。8）为了防止混凝土发生离析，当混凝土的自由倾落高度超过2m时，应采用串筒，溜槽下落。串筒和漏斗的布置应根据浇筑面积、浇筑速度和铺平混凝土的能力确定，一般其间距不得大于3m。9）混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使一下振动均匀。每点振捣时间一般以20～30s为宜，但还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层浇筑时，振捣棒应插入下层5㎝左右，以消除两层之间的接缝。振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。10）混凝土养护的时间和方法为：①养护时间：为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体6积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14天；矿渣水泥，火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21天。②养护方法：大体积混凝土养护方法，分降温法和保温法两种。降温法，即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、洒水或喷水养护；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护（如塑料薄膜、草袋等）及薄膜养生液养护，可视具体条件选用。夏季施工时，砼一般可使用草袋覆盖、洒水、喷水养护或喷刷养生液养护。冬期施工时，由于环境气温较低，一般可利用保温材料以提高浇筑的混凝土表面和四周温度，减少混凝土的内外温差。另外亦可使用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料，来封闭混凝土中多余拌合水，以实现混凝土的自养护。但应选用低温下成膜性能好的养生液。养生液要求涂刷均匀，最好能互相垂直地涂刷两道，或用农用喷雾器进行喷涂。11）混凝土测温。为了掌握大体积混凝土的升温和降温的变化规律以及各种材料在各种条件下的湿度影响，需要对混凝土进行温度监测控制。①测温点的布置必须内有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800㎜；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的6～10倍，则测温点的布置，距边角的表面应大于50㎜。采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。②测温制度在混凝土温度上升阶段每2～4h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。所有测温孔均应编号，进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量。测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对混凝土施工和质量的控制依据。③测温工具的选用为了及时控制混凝土内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握混凝土温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热电偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。在测温过程中，当发现温度差超过25ºC时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温差应力和裂缝。施工中注意的几个问题1.泌水和浮浆问题大体积混凝土施工，由于混凝土采取分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长（一般为1.5～3h，即控制在凝结前）