浅谈大体积混凝土施工中如何防止裂缝的产生
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浅谈坞口底板大体积混凝土防裂措施摘要:本文扼要的叙述了坞口底板大体积混凝土裂缝产生原因,温度控制及一些防裂措施。
关键词:大体积混凝土、温度控制、防裂措施一、工程概况福建华东船厂二号坞总长360m,宽72m,深14.90m。
坞口结构采用现浇整体C30“U”型钢筋砼结构,分坞口底板和坞门墩两部分。
坞口底板横向总宽度为86.3m,纵向长度21m。
底板面标高-9.30m,底标高-11.60m。
坞门槛标高-8.10m。
坞墩顶面标高为+5.8m。
现浇坞口底板砼共4457.4m3。
二、地质条件坞口底板基础全部坐落在全风化或强风化基岩上。
三、产生混凝土裂缝的成因分析1、由于混凝土体积大,且混凝土自身的导热性很差,大体积混凝土浇筑后水泥用量多,水化热很大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土的内部温度将显著升高,而混凝土表面则散热较快,这样形成较大的温度梯度,引起较大的表面拉应力,当超过混凝土极限抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。
2、混凝土收缩产生的裂缝。
3、施工工艺不当、养护措施不到位,也会导致混凝土裂缝的产生。
4、地基软基夹层对大体积混凝土防裂存在一定的隐患。
四、坞口底板大体积混凝土防裂措施1、坞口基础处理根据设计要求当坞口基础挖至设计标高时,如在基础底面存有孤石时,特别是孤石之间有软弱夹层时,需要用人工进行清理,原设计标高(-11.7m)深1.0m 时止,然后用C20砼进行置换回填。
2、减少温度应力措施坞口底板横向总宽度为86.3m,纵向长度21m,底板面标高-9.30m,底标高-11.60m。
坞门槛标高-8.10m。
属于大体积混凝土,容易产生温度裂缝。
为了减少混凝土的一次浇筑方量,施工段的划分是根据设计要求,在底板中部设置2条砼后浇带,把坞口底板分成ABCD四段,其中A段横向长度28.5m,B段横向长24m,D段横向长29.8m。
C段为闭合块段横向长度为2m。
沿坞口前沿设置一条2.5m宽,深0.6m的防渗齿墙。
运用QC方法控制地下室大体积混凝土施工裂缝在建筑工程中,地下室大体积混凝土施工是一个关键环节,而裂缝问题往往是影响其质量的重要因素。
大体积混凝土由于体积大、水泥水化热释放集中、内部温升快等特点,容易产生温度裂缝、收缩裂缝等,给工程的安全性和耐久性带来隐患。
因此,运用 QC 方法(Quality Control,质量控制)来控制地下室大体积混凝土施工裂缝具有重要意义。
一、地下室大体积混凝土施工裂缝的类型及成因地下室大体积混凝土施工中常见的裂缝类型主要包括温度裂缝、收缩裂缝和施工裂缝。
温度裂缝是由于混凝土在浇筑后,水泥水化反应产生大量的热量,导致混凝土内部温度迅速升高,而表面散热较快,形成较大的内外温差,从而产生拉应力。
当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会出现温度裂缝。
收缩裂缝则是由于混凝土在硬化过程中,水分逐渐蒸发,体积收缩。
如果收缩受到约束,就会产生收缩应力,导致裂缝的出现。
施工裂缝主要是由于施工过程中的不当操作引起的,如混凝土浇筑不连续、振捣不均匀、模板拆除过早等。
二、QC 方法在控制地下室大体积混凝土施工裂缝中的应用步骤1、确定质量控制目标首先要明确地下室大体积混凝土施工裂缝控制的目标,一般要求裂缝宽度不超过规定限值,以确保混凝土结构的安全性和耐久性。
2、现状调查对以往类似工程中地下室大体积混凝土施工裂缝的情况进行调查,收集相关数据,包括裂缝的类型、位置、宽度、长度等,分析裂缝产生的原因和规律。
3、原因分析运用因果图、排列图等工具,对调查结果进行分析,找出导致地下室大体积混凝土施工裂缝的主要原因。
可能的原因包括原材料质量、配合比设计、施工工艺、养护措施等方面的问题。
4、制定对策针对找出的主要原因,制定相应的对策措施。
例如,对于原材料质量问题,可以选择优质的水泥、骨料和外加剂;对于配合比设计不合理,可以通过试验优化配合比;对于施工工艺不当,可以加强施工过程的控制和管理;对于养护措施不到位,可以制定科学合理的养护方案。
大体积混凝土裂缝产生原因及控制措施大体积混凝土造粒的裂缝是指混凝土某一部分中的裂缝,该部分的尺寸比一般的钢筋混凝土结构大得多。
这样的混凝土结构由于自重和重载等的压力,受到了较大的拉应力,容易产生裂纹,影响其使用寿命和结构性能。
本文将探讨大体积混凝土裂缝的产生原因及控制措施。
一、产生原因:1. 温度变化:混凝土构造物受季节变化和日夜变化的影响,会发生温度变化。
由于温度的变化会导致混凝土膨胀和收缩,因此在膨胀和收缩的过程中,如果其能力和约束力不匹配,就会产生应力,从而产生裂缝。
2. 湿度变化:混凝土中水的变化也是裂缝的一个重要原因。
如果混凝土湿度变化过大,会导致水的蒸发和吸收。
水分的吸收会造成混凝土的膨胀,而水的蒸发会使混凝土干缩。
如果混凝土不能够吸收或释放水分,就容易产生裂缝。
3. 材料的反应:如果混凝土中的一些化学受潮或自发燃烧,会在混凝土中产生碱性物质的反应,从而导致混凝土的膨胀和收缩,产生裂缝。
4. 应力集中:混凝土制造和施工过程中涉及到的应力分布是不均匀的,某些区域容易出现应力集中。
应力集中区域因受到超负荷应力而破裂成裂缝。
5. 其他原因:混凝土中存在的空气孔隙,坍落度不合适,水灰比偏高或者混凝土受到的外力等都可能导致裂缝的产生。
二、控制措施:1. 选用合适的混凝土比例和材料:首先,为了避免混凝土的裂缝,应该选择合适的混凝土比例和材料,确保混凝土的坍落度、水灰比和密实度达到最佳水平。
2. 加强混凝土的质量控制:加强混凝土的质量控制,确保混凝土的制作和浇筑过程中不出现任何失误。
结实,未受到外力损害的混凝土在日常使用中容易受到外力的损害而破裂。
3. 选择正确的施工方法:为了避免因施工不当而造成混凝土裂缝,应该根据所建造的混凝土结构采用合适的施工方法,在施工过程中控制混凝土软化或者干缩时间,以确保结构体的完整性。
4. 控制场地温度和湿度:为了控制混凝土结构中水分和温度的变化,在施工过程中需要控制场地的温度和湿度。
摘要大体积混凝土表面易出现裂缝,影响混凝土质量。
分析大体积混凝土裂缝产生的原因,介绍防止裂缝产生的一些措施,包括选择合适的水泥、骨料、掺加粉煤灰,控制配合比,完善施工工艺,加强温控监测等措施。
关键词:大体积混凝土、裂缝、防裂措施目录一、引言 (1)二、大体积混凝土裂缝形成的原因 (1)(一)裂缝分类 (1)1、表面裂缝。
(1)2、深层裂缝。
(1)3、贯穿裂缝。
(1)(二)裂缝形成原因分析 (2)1、水泥水化热的影响。
(2)2、内外约束条件影响。
(2)3、外界气温变化的影响。
(2)4、混凝土的收缩变形。
(2)三、控制裂缝的措施 (2)(一)原材料、配合比、制备及运输 (2)1、原材料 (2)2、配合比的控制 (3)3、制备与运输 (4)(二)施工工艺 (4)1、施工技术准备 (4)2、混凝土浇筑与振捣 (4)3、混凝土养护 (5)(三)温控施工的现场监测 (6)四、工程实例 (6)(一)工程大体积混凝土温控计算 (6)1、砼最终绝热温升 (6)2、砼内部中心最高温度 (6)3、砼表面温度 (7)4、需排出的水化热 (7)5、吸收热量所需用水的质量 (7)6、吸收热量所需用水的体积 (8)7、管径计算 (8)(二)测温布置图 (8)(三)水管布置图................................................................................... 错误!未定义书签。
五、结束语 (9)大体积混凝土裂缝控制措施一、引言随着国民经济的发展,大型建筑不断增多,在高层建筑、大型承台等工程中常采用混凝土体积较大的箱型基础或筏板基础,桩基的上部也有厚度较大的承台。
这种大体积混凝土结构具有结构厚、体型大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。
由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大,所以由外荷载引起裂缝的可能性很小,但水泥在水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用,会产生较大的温度应力和收缩应力,将成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。
浅谈如何控制大体积混凝土裂缝的产生摘要:本文通过工程施工中大体积混凝土施工裂缝问题产生的原因进行分析,提出了降低混凝土温度应力、防止混凝土产生裂缝的施工控制措施,以及在构造设计上对大体积混凝土应采取的防裂措施。
关键词:大体积混凝土、水化热、裂缝前言针对现在我国经济发展需要,各项基础设施建设事业将会迎来一个更大的巅峰。
大体积混凝土在结构中应用的越来越多。
我国普通混凝土配合比设计规范规定:混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1 m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土;而且主要应用于主要受力部分,但是,相应暴露出来的问题也越来越多,其中,大体积混凝土的裂缝问题,尤为突出。
另外对于大体积混凝土内温度应力与裂缝控制也多集中在水利工程中的大坝、高层建筑的深基础底板。
而对于一般施工过程中大体积混凝土的裂缝的研究并未得到足够的重视。
一. 大体积混凝土裂缝产生的主要原因大体积混凝土结构通常具有以下特点:混凝土是脆性材料,抗拉强度只有抗压强度的1/10左右。
大体积混凝土的断面尺寸较大,由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升;以及在以后的降温过程中,在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。
大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋,或者不配钢筋。
因此,拉应力要由混凝土本身来承担。
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:1.1 水泥水化热的影响水泥水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的7d左右。
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。
1.2 混凝土的收缩混凝土在空气中硬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(支撑条件、钢筋等),将在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。
大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施一、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等。
1.收缩裂缝。
影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。
混凝土中的用水量和水泥用量越高,混凝土收缩就越大。
水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响,一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。
自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。
塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。
出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加快,于是裂缝迅速扩展。
所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。
2.温差裂缝。
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。
温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。
特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
温差的产生主要有三种情况:第一种是在混凝土浇筑初期,这一阶段产生大量的水化热,形成内外温差并导致混凝土开裂,这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。
另一种是在拆模前后,这时混凝土表面温度下降很快,从而导致裂缝产生。
第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后,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即内部温差。
这三种温差都会产生裂缝,但最严重的是水化热引起的内外温差。
3.安定性裂缝。
安定性裂缝表现为龟裂,主要是由于水泥安定性不合格而引起。
二、裂缝的防治措施1.设计措施。
(1)精心设计混凝土配合比。
在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。
(2)增配构造筋,提高抗裂性能。
应采用小直径、小间距的配筋方式,全截面的配筋率应在0.3%~0.5%。
浅谈大体积混凝土施工中如何防止裂缝的产生
【摘要】裂缝对建筑物的危害非常大,会加速建筑物的腐蚀,缩短其使用寿
命,降低其承载能力,降低其抗渗能力。裂缝的产生原因主要有温度差和混凝土
收缩两方面的原因。在实践中,可以通过减少水泥用量、控制骨料级配和含泥量、
控制水灰比、控制降温速度以及改进施工工艺等措施来控制或减少裂缝的产生。
【关键词】大体积混凝土;裂缝;施工
1 引言
随着科学技术的发展,土木工程的建筑规模越来越大,各种超大型建筑不断
涌现,比如,超大型水坝、超大型房屋,等等。在这些大型或超大型建筑物建造
过程中,需要进行大体积混凝土的浇筑。大体积混凝土与常规的混凝土结构有所
不同,由于浇筑量大、体积大,混凝土体的比表面积较小,散热比较慢,散热速
度不均匀。外部的部分散热较快,而内部的混凝土则散热很慢。如此一来,施工
过程中如果不加强管理,采取有力措施,则很容易出现各种结构裂缝。裂缝对建
筑物的质量影响很大,它会加速建筑物的风化,甚至影响混凝土的力学性能,削
弱混凝土的整体性和承载能力,大大缩短其使用寿命。如何控制大体积混凝土裂
缝的产生,是广大学者和工程技术人员普遍关注的问题。
2 引起大体积混凝土产生裂缝的原因
2.1 混凝土内部和外部的温差过大
水泥在水化时会放出热量,无论是在混凝土外部还是内部,单位质量的水泥
水化放出的热量是相等的,但由于内部和外部散热条件悬殊很大,外部散热很快,
内部散热很慢,从而导致内部温度较高,而外部温度则低得多。内部和外部的温
度差会使混凝土内部产生压应力,外部产生拉应力,当压应力或拉应力的强度超
过一定限度后,混凝土结构即被破坏,出现裂隙。由于混凝土抗压能力较强,抗
拉能力较弱,因而温差引起的破坏一般是拉破坏,裂隙主要出现在混凝土结构的
表面。
2.2 混凝土的收缩
收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,混凝土中的用水量和
水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。
人们关注收缩并不是关注收缩本身,而是由于它会引起开裂。混凝土的收缩
现象有好几种,比较熟悉的是干燥收缩和温度收缩,这里着重介绍的是自身收缩,
还顺便提及塑性收缩问题。自身收缩与干缩一样,是由于水的迁移而引起。但它
不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,
形成弯月面,产生所谓的自干燥作用,混凝土体的相对湿度降低,体积减小。水灰比
的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收
缩减小,而自身收缩增大。如当水灰比大于0.5时,其自干燥作用和自身收缩与干
缩相比小得可以忽略不计;但是当水灰比小于0.35时,体内相对湿度会很快降低到
80%以下,自身收缩与干缩则接近各占一半。
自身收缩中发生于混凝土拌合后的初龄期,因为在这以后,由于体内的自干燥
作用,相对湿度降低,水化就基本上终止了。换句话说,在模板拆除之前,混凝土的自
身收缩大部分已经产生,甚至已经完成,而不像干燥收缩,除了未覆盖且暴露面很
大的地面以外,许多构件的干缩都发生在拆模以后,因此只要覆盖了表面,就认为
混凝土不发生干缩。所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进
行测定和考虑。
3 防止大体积混凝土产生裂缝的措施
3.1 合理选用原料和配比
(1)适当减少水泥用量
选用水化热较低的32.5号矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化与同龄期的普通
硅酸盐水泥相比,3d的水化热约低30%。大体积混凝土引起裂缝的主要原因是水
泥水化热的大量积聚,使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。合理
的选用水泥是控制温度裂缝有效措施。
(2)控制骨料级配和含泥量
根据结构断面最小尺寸和泵送管道内径,选择合理的最大粒径。选用天然连
续级配的粗集料,使混凝土具有较好的可泵性,减少用水量、水泥用量,进而减少水
化热,以采用级配良好的中砂为宜。通过试验证明,采用细度模数2.8的中砂比采
用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20~25/m3,可降低水泥用量28―35kg/m3。
因而降低了水泥水化热,混凝土温度升高和收缩,选用合理砂率对混凝土的可泵性
是有所提高的。
(3)控制水灰比
选用优质外加剂。混凝土中掺人一定数量优质粉煤灰,不但能代替部分水泥,
而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌和物的流动
性、粘聚性、保水性,并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料
达到占15%的要求,从而改善了可泵
3.2 改进泵送混凝土施工工艺
(1)原材料降温
根据混凝土搅拌前后总热量相等原理,混凝土的出机温度与原材料的温度成
正比,为此对原材料采用降温措施十分必要且效果明显,为了防止太阳直接照射,
在砂石堆场搭设遮阳棚。将矿场石子利用井水连续浇水,可大大降低石子温度且
可预先吸收水分,减少混凝土坍落度损失,降低了出机温度从而使得入模温度人为
降低。
(2)控制混凝土浇筑温度
紧密配合施工进度,确保混凝土连续均匀供应,混凝土输送管外壁四周用麻袋
包裹,并在其上覆盖草包并淋水、降温。防止混凝土在输送过程中引起温度升高。
采取分层均匀浇筑1错开层与层之间浇筑推进时间以利下层混凝土散热。由于泵
送混凝土浆体相对较多1在浇筑乎后用直尺刮均匀1避免浆体集中积聚。
(3)浇捣
浇筑采用“一个坡度,层层浇筑,一次到顶”的方针。根据泵送时形成的坡度,在
上层与下层布置两道振点。第一道布置在混凝土卸料点,主要解决上部振实。第
二道布置在混凝土坡角处,确保深层混凝土的密实。先振捣料口处混凝土,以形成
自然流淌坡度,然后全面振捣,提高混凝土密度。还采取混凝土密实度二次振捣法,
在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞,此时是施加二次
振捣的合适时机。由于泵送混凝土坍落度大、水灰比大,振捣后表面水泥浆较厚,
先用长刮尺排除面上的泌水与实际标高刮平,在浇筑2小时至4小时后,用木蟹抹
两遍,使其表面密实,在混凝土初凝前作二次光面,排除混凝土因泌水形成水分、空
隙,提高握裹力,增强混凝土的抗裂性能。
3.3 延缓混凝土降温速度
①选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开在炎热天气浇筑。
②合理安排施工工序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌合物
堆积过大。在结构完成后及时回填土,避免其侧面长期暴露。
③大体积混凝土浇筑后为了减少升温阶段内外温差,防止产生裂缝,应给予正
当的保温养护和潮湿养护。对混凝土进行保温、保湿养护,可使混凝土水化热降
温速度延缓,减少结构内外温差,防止产生过大的温度应力和温度裂缝。
④采用长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥
混凝土的“应力松弛效应”。
4 结束语
大体积混凝土是土木工程未来发展的方向之一,而裂缝是大体积混凝土施工
首先要面对的问题。裂缝对建筑物的危害非常大,会加速建筑物的腐蚀,缩短其
使用寿命,降低其承载能力,降低其抗渗能力。在实践中,可以通过减少水泥用
量、控制骨料级配和含泥量、控制水灰比、控制降温速度以及改进施工工艺等措
施来控制或减少裂缝的产生。作为一名工程技术人员,必须对混凝土裂缝予以高
度重视,因地制宜地采取恰当的措施控制裂缝的产生,并不断尝试新技术、新工
艺。
参考文献:
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