大体积混凝土探究以及发展毕业论文Word格式.docx
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2.1大体积混凝土的特性
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部温度较一般混凝土要大的多；
（2）结构断面配筋较多，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，目前国尚无正式规定，过去曾提出外温差应控制在20°
C以,近年来南方一些地区规定控制在25°
C以。
宝钢工程的大体积混凝土施工，温度控制在30°
C从国的施工实践来看：
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。
2.2混凝土与普通混凝土的区别
不能以截面尺寸来简单判断是否大体积混凝土，实际施工中，有些混凝土厚度达到1m，但也不属于大体积混凝土的畴，有些混凝土虽然厚度未达到1m，但水化热却较大，不按大体积混凝土的技术标准施工，也会造成结构裂缝。
图1大体积混凝土现场施工
大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于混凝土中水泥水化要产生热量，大体积混凝土部的热量不如表面的热量散失得快，造成外温差过大其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。
因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25℃时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25℃时，其所产生的温度应力在可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土，并应按条文中规定的措施进行施工，以确保混凝土不致开裂，造成工程渗漏水的隐患。
2.3混凝土研究的目的和意义
随着我国各项基础设施建设的加快和城市建设的发展，各种建筑物、构造物的规模和体量都在大幅度的提升，因此大体积混凝土己经愈来愈广泛的被应用，其技术方面的措施要求也显得愈益重要。
大量的工程实践表明，大体积混凝土在施工阶段如不采取合理的技术措施，就极易出现因质量问题所引发的工程事故。
因此这方面的研究工作具有重要的现实意义和技术经济意义。
第三章杉汇肉制品屠宰车间大体积混凝土施工
3.1工程概况
本次是杉汇肉制品的办公室、宿舍楼、屠宰及加工车间、冷库的建筑工程，屠宰及加工车间由于面积较大，故基础承台大体积混凝土浇筑分三段进行，从20—29轴线开始首先绑扎钢筋、安装模板，对10—19轴线、1—9轴线依次流水进行施工，本次浇筑采用混凝土泵车进行浇筑，混凝土强度未C30，工程情况可见下表3，1
（1）。
工程简介
工程名称
杉汇肉制品屠宰及加工车间
工程地址
如东县大豫镇东安科技园区海明路北侧
设计单位
同创建筑设计
施工单位
创迎建设
监理单位
诚嘉监理公司
项目总投资
1.5亿元
业主代表
顾新元
项目经理
黄书东
总监
海卫
工程规模
建筑面积
层数
结构形式
冷库
总建筑面积
14079㎡
二层
框架结构
10582㎡
36047㎡
结构主体使用年限
耐火等级
火灾危险性类别
屋面防水等级
建筑抗震设防等级
结构安全等级
50年
一、二级
丙类
Ⅲ类
7度
二级
3，1
（1）
该工程结构为框架结构，为新建杉汇肉制品厂房，功能齐全，布局合理。
以下是本工程相关部位所用材料及做法。
工程材料及做法
部位及名称
外墙装饰
涂料外墙面，保温材料为水泥基复合保温砂浆W型。
墙装饰
主要为混合砂浆墙涂料墙面，墙面砖墙面一般房间为涂料墙面，屠宰及加工车间、卫生间等房间为白色釉面瓷砖墙面（2.8米高）。
楼地面装饰装修
为水磨石防水地面用于其余未注明的所有地面，面砖防水地面用于卫生间、更衣室、浴厕，保温地面用于快速冷却间、预冷间，混凝土防水楼面用于其余未注明的所有楼面，面砖防水楼面用于卫生间，地砖楼面用于楼梯间部分。
平顶
现浇板用白色底腻子找平，后刷（喷）涂料。
屋面
卷材防水层采用SBS改性沥青防水卷材，岩棉保温板保温层厚65~75mm，40厚挤塑聚苯板（XPS），找坡层为粉煤灰加气混凝土砌块找坡（最薄处60mm）。
门窗工程
部分门窗为双层中空玻璃塑钢窗，另一部分由专业厂家生产安装。
油漆
1）金属基层：
银粉漆二度，满刮腻子，防锈漆或红丹一度。
2）木质基层：
调和漆二度，满刮腻子，底油一度。
散水
混凝土水泥砂浆散水。
台阶
防滑地砖饰面台阶。
坡道
水泥坡道。
表3.1
（2）
3.2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，可参照下表选用。
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（MM）
100
125
150
砾石
30
40
50
碎石
25
（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。
3.3配合比设计
3.3.1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。
3.3.2设计步骤
按现行《混凝土结构工程施工及验收规》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。
3.4施工工艺
3.4.1工艺流程
3.4.2施工操作工艺
（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≤30º
C时为宜。
气温大于30º
C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：
图2大体积混凝土施工
图3大体积混凝土浇筑方法
1—模板2—新浇筑的混凝土3—已浇筑的混凝土
1）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25º
C以下时（即Tb-Tq≤25º
C）进行。
浇筑混凝土时间应按下表控制。
掺外加剂时由试验确定，但最长不得大于初凝时间减90min。
混凝土搅拌至浇筑完的最大延续时间（min）
混凝土强度
气温
≤25℃
﹥25℃
≤C30
120
90
﹥C30
60
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。
拌混凝土水用冰量可按下式（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=30º
C，要求拌合水降至5º
C）计算：
P=7.5＋1.125（tw－10）
式中P表示用率，占拌合水的百分率（%）；
tw表示降温前水温（º
C）。
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）混凝土的表面处理
1）处理程序：
初凝前一次抹灰
临时覆盖塑料膜
混凝土终凝前1~2h掀膜二次抹压
覆膜
2）混凝土表面泌水应及时引导集中排除。
3）混凝土表面浮浆较厚时，应在混凝土初凝前加粒径为2～4cm的石子浆，均匀撤布在混凝土表面用抹子轻轻拍平。
4）四级以上风天或烈日下施工应有遮阳挡风措施。
5）当施工面积较大时可分段进行表面处理。
6）混凝土硬化后的表面塑性收缩裂缝可灌注水泥素浆刮平。
11）混凝土的养护时间和方法：
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，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h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，混凝土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。
◆大体积混凝土采用保温、保湿养护的作用
混凝土浇筑后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用的结果，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件，因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。
混凝土的养护目的，一是创造各种条件使水泥充分水化，加速混凝土硬化：
二是防止混凝土成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂纹等破损现象。
图4大体积混凝土养护
一、保温养护作用：
1、减少混凝土表面的热扩散，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。
2、延长散热时间，充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性。
使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。
二、保湿养护的作用：
1、刚浇筑不久的混凝土，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。
2、混凝土在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。
防水混凝土的养护是至关重要的。
在浇灌后，如混凝土养护不及时，混凝土水分将迅速蒸发，使水泥水化不完全。
而水分蒸发造成毛细管网彼此连通，形成渗水通道；
同时混凝土收缩增大，出现龟裂，使混凝土抗渗性急剧下降，甚至完全丧失抗渗能力。
若养护及时，防水混凝土在潮湿的环境中或水中硬化，能使混凝土的游离水分蒸发缓慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛细孔隙，因而形成不连通的毛细孔，提高了混凝土的抗渗性。
12）混凝土的测温
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。
图5大体积混凝土测温
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25º
C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。
3.4.3大体积混凝土施工中要注意的问题
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），因此各浇筑层易产生泌水层，采用泵送混凝土施工时，尤为严重。
解决的办法是，可在结构四周侧模的底部开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排走，或利用正式设计的集水坑或人为的“水潭”，将多余水分集中后用专门的软轴泵或隔膜泵抽水排出。
对于墙体等竖向结构，可用调整配合比和坍落度的办法解决。
2.后浇缝的留置与处理大体积混凝土施工中，合理的分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束围；
同时也可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土部的温度。
另外，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要。
但接缝的处理必须满足防止渗漏水的要求。
后浇缝的设置和处理如设计无规定时，其间距一般为20～30m，缝宽1m，可在后浇缝形成40d后封闭，冬期可适当延长。
封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用比原设计混凝土强度提高一级补偿收缩混凝土（亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂）将缝灌密实。
3.模板工程大体积混凝土施工时，模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力，因此必须保证模板及其支撑体系的可靠性，防止模板产生过大的变形。
对于大体积混凝土的模板，不能完全套用一般常规方法进行配置，而应根据实际受力情况，对模板、立柱、拉杆以及支撑系统的所有构件，都要进行设计计算，争取足够的安全储备。
由于大体积混凝土对模板的刚度要求较高，在有条件时，宜优先使用钢模板。
采用木模时，浇筑混凝土前应充分湿润，防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。
3.5大体积混凝土质量通病
3.5.1大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施
大体积混凝土出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。
贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。
它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；
而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；
表面裂缝一般危害性较小。
但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。
处于室正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；
处于露天或室高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。
对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。
一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。
如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。
所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。
如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。
大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土部因素：
由于外温差而产生的；
另一方面是混凝土的外部因素：
结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。
这种裂缝
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