大連理工大學畢業(yè)論文淺析大體積混凝土裂縫

1、<p><b>　　網絡高等教育</b></p><p>　　本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設 計）</p><p>　　題 目： 淺析大體積混凝土裂縫 </p><p>　　學習中心： </p><p>　　層 次： ?？破?/p>

2、點本科 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p>　　年 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　學 生：

3、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　完成日期： </p><p><b>　　內容摘要</b></p><p>　　隨著我國各項基礎設施建設的加快和城市建設的發(fā)展，各種建筑物、構造

4、物的規(guī)模和體量都在大幅度的提升，因此大體積混凝土已愈來愈廣泛的技術被應用，其技術方面的措施要求也顯得愈益重要。大量的工程實踐表明，大體積混凝土在施工過程中普遍會遇到裂縫控制問題，本文簡要分析了大體積混凝土裂縫的產生原因，總結其預防措施及處理方法，從原材料選擇、配合比設計以及大體積混凝土生產施工等各環(huán)節(jié)進行裂縫控制，并輔以工程實例來說明所采取的措施和方法的效果和可行性。</p><p>　　關鍵詞：大體積混凝土；溫

5、度裂縫；預防措施；處理辦法。 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內容摘要 </b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p>　　1 大體積混凝土及其開裂機理分析2</p><p>

6、　　1.1 大體積混凝土概述2</p><p>　　1.2 大體積混凝土開裂機理分析2</p><p>　　1.2.1 主要原因2</p><p>　　1.2.2 其他原因2</p><p>　　2 大體積混凝土裂縫控制4</p><p>　　2.1 控制原材料及配合比4</p>

7、<p>　　2.2 控制溫度裂縫的技術措施5</p><p>　　3 大體積混凝土裂縫的處理方法6</p><p>　　3.1 無害裂縫處理方法6</p><p>　　3.1.2 二次壓面法6</p><p>　　3.1.2 表面涂抹砂漿法6</p><p>　　3.1.3 表面涂抹環(huán)氧

8、膠泥（或粘貼環(huán)氧玻璃布）法6</p><p>　　3.1.4 表面鑿槽嵌補法6</p><p>　　3.1.5 表面貼條法7</p><p>　　3.2 有害裂縫處理方法7</p><p>　　3.2.1 水泥灌漿法7</p><p>　　3.2.2 化學灌漿法8</p><p

9、>　　4 案例分析10</p><p>　　4.1 案例———安徽省西淝河特大橋10</p><p>　　4.1.1 工程概況10</p><p>　　4.1.2 預防措施10</p><p>　　4.1.3 配合比的選定12 </p><p>　　4.1.4 控制混凝土的出機溫度及澆筑溫度

10、10</p><p>　　4.1.5 混凝土施工10</p><p>　　4.1.6 取得效果12</p><p>　　4.2 案例二——沈陽市跨渾河富民斜拉橋10</p><p>　　4.2.1 工程概況10</p><p>　　4.2.2 預防措施10</p><p>

11、　　4.2.3 承臺施工質量評價12 </p><p>　　4.2.4 取得效果10</p><p><b>　　5 結論16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p

12、>　　建筑工程中，大體積混凝土是指混凝土結構物中實體最小尺寸≥1m部位所用的混凝土，其主要的特點為結構截面大、混凝土用量多，內部熱量不易散發(fā)。目前我國在大體積混凝土裂縫控制方面的研究日趨成熟，其中以王鐵夢教授和吳偉中院士的溫度應力控制理論和變形控制理論為先導，此理論主要內容為：混凝土一般在澆筑后的二至三天內，其間混凝土彈性模量低、基本處于塑性與彈塑性狀態(tài)，約束應力很低，當水化熱溫升至峰值后，水化熱能耗盡，繼續(xù)散熱引起溫度下降，隨著

13、時間逐漸衰減，延續(xù)十余天至三十余天?；炷两禍仉A段，彈性模量迅速增加，約束拉應力也隨時間增加，在某時刻如超過混凝土抗拉強度便出現(xiàn)貫穿性裂縫。為了準確了解大體積混凝土內部由于水化熱引起的溫度升降規(guī)律，掌握基礎混凝土中心與表面、表面與大氣溫度間的溫度變化情況，以便采取必要的措施，需對混凝土進行溫度監(jiān)測，從而提高大體積混凝土的工程質量。</p><p>　　1 大體積混凝土及其開裂機理分析</p>&l

14、t;p>　　1.1 大體積混凝土概述</p><p>　　大體積混凝土是指混凝土結構物實體最小尺寸≥1，或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致混凝土開裂的混凝土。大體積混凝土的特點是：混凝土量大，結構厚實；施工技術要求高，水泥水化熱易積聚而使結構產生溫度變形。在大體積混凝土的施工過程中，要解決的首要問題是控制混凝土的溫度裂縫，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂、抗侵蝕性能，提高結構的耐久性。大體積混凝土的裂

15、縫控制是一項比較復雜的施工技術，必須認真采取措施，盡可能避免混凝土開裂。</p><p>　　1.2 大體積混凝土開裂機理分析</p><p>　　1.2.1 主要原因 </p><p>　　大體積混凝土結構中，由于結構截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應力是導致鋼筋混凝土產生裂縫的主要原因。這種裂縫有表

16、面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內部的散熱條件不同，溫度外低內高，形成了溫度梯度，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，表面的拉應力超過混凝土抗拉強度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝土在強度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結構邊界條件的約束時引起的拉應力，超過混凝土抗拉強度時所可能產生的貫通整個截面的裂縫。</p><p>　

17、　1.2.2 其他原因 </p><p>　　高強度的混凝土早期收縮較大，這是由于高強混凝土中以30%~60%礦物細摻合料替代水泥，高效減水劑摻量為膠凝材料總量的1%~2%，水膠比為0.25~0.40，改善了混凝土的微觀結構，給高強混凝土帶來許多優(yōu)良特性，但其負面效應最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。高強混凝土的收縮，主要是干燥收縮、溫度收縮、塑性收縮、化學收縮和自收縮?；炷脸醅F(xiàn)裂紋的時間可以作為判斷裂紋原因

18、的參考：塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時到十幾小時出現(xiàn)；溫度收縮裂紋大約在澆筑后2到10d出現(xiàn)；自收縮主要發(fā)生在混凝土凝結硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋出現(xiàn)在接近1年齡期內。</p><p>　　干燥收縮：當混凝土在不飽和空氣中失去內部毛細孔和凝膠孔的吸附水時，就會產生干縮，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干縮率也低。</p><p>　　塑性收縮：塑性收縮發(fā)生在混凝土硬化前的塑性

19、階段。高強混凝土的水膠比低，自由水分少，礦物細摻合料對水有更高的敏感性，高強混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高強混凝土塑性收縮比普通混凝土更容易產生。</p><p>　　自收縮：密閉的混凝土內部相對濕度隨水泥水化的進展而降低，稱為自干燥。自干燥造成毛細孔中的水分不飽和而產生負壓，因而引起混凝土的自收縮。高強混凝土由于水膠比低，早期強度較快的發(fā)展，會使自由水消耗快，致使孔體系中相對濕度低于80%，而高強混凝土

20、結構較密實，外界水很難滲入補充，導致混凝土產生自收縮。高強混凝土的總收縮中，干縮和自收縮幾乎相等，水膠比越低，自收縮所占比例越大。與普通混凝土完全不同，普通混凝土以干縮為主，而高強混凝土以自收縮為主。</p><p>　　溫度收縮：對于強度要求較高的混凝土，水泥用量相對較多，水化熱大，溫升速率也較大，一般可達35~40℃，加上初始溫度可使最高溫度超過70~80℃。一般混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/

21、℃，當溫度下降20~25℃時造成的冷縮量為2~2.5×10-4，而混凝土的極限拉伸值只有1~1.5×10-4，因而冷縮常引起混凝土開裂。</p><p>　　化學收縮：水泥水化后，固相體積增加，但水泥-水體系的絕對體積則減小，形成許多毛細孔縫，高強混凝土水膠比小，外摻礦物細摻合料，水化程度受到制約，故高強混凝土的化學收縮量小于普通混凝土。</p><p>　　當混凝土發(fā)

22、生收縮并受到外部或內部約束時，就會產生拉應力，并有可能引起開裂。對于高強混凝土雖然有較高的抗拉強度，可是彈性模量也高，在相同收縮變形下，會引起較高的拉應力，而由于高強混凝土的徐變能力低，應力松弛量較小，所以抗裂性能差。</p><p>　　2 大體積混凝土裂縫控制</p><p>　　2.1 控制原材料及配合比</p><p>　　2.1.1 原材料的選用&l

23、t;/p><p>　　水泥：大體積混凝土原則上采用水化熱的水泥，以避免早期溫度應力導致的混凝土裂縫。水泥礦物組成中C含量要低，水泥細度不宜太細，因為C含量越高，水化放熱速率越快，水泥越細，收縮越大；</p><p>　　骨料：對骨料的含泥量要嚴格控制，要求砂含泥量＜3%，石子含泥量＜1%。石子要良好，在大體積混凝土中宜使用粗砂或中砂。</p><p>　　礦物摻和料：粉

24、煤灰的水化熱遠小于水泥，7天約為水泥的1/3，28天約為水泥的1/2，因此摻加粉煤灰減少水泥用量可能效降低水化熱。摻加的粉煤灰要需水性小，滿足二級或二級以上的質量要求。</p><p>　　外加劑：大體積混凝土采用緩凝型減水劑，主要目的在于延緩水泥水化放熱速度，推遲熱峰出現(xiàn)的時間，降低最高溫峰值并減少總的發(fā)熱量，以減少混凝土因溫差而引起的裂縫。延緩混凝土的凝結時間，也有利于在澆搗大體積混凝土時不致形成施工冷接縫。

25、</p><p>　　2.1.2 配合比設計原則</p><p>　　大體積混凝土在保證混凝土強度及塌落度要求的前提下，應盡量提高摻和料及骨料的含量，降低每方混凝土的水泥用量。在施工條件許可的范圍內，應盡可能降低用水量，從而少用水泥，減少水泥總發(fā)熱量，以降低混凝土內部的最高溫度。</p><p>　　在膠凝材料漿體組成一定時，骨料體積含量越大，混凝土的收縮值越小。

26、骨料體積在68%-470%范圍內變化時，對收縮的影響最敏感。從減少混凝土的角度看，骨料體積含量大于70%時，最為有利。適應的砂率對混凝土的裂縫控制有積極作用?；炷恋母煽s隨砂率的增大而增大。過高的砂率使結構表層容易產生較厚的砂漿層，這對混凝土的裂縫控制是不利的。</p><p>　　采用最佳石子級配，避免使用粒徑分布集中、中間粒級顆粒少的粗骨料。采用少量小粒級石子調整級配，使其級配曲線接近級配要求下限，且含有一定

27、量的2.5~10mm骨料時，可在一定程度上減少混凝土的干縮。</p><p>　　2.2 控制溫度裂縫的技術措施</p><p>　　采用中低熱的水泥品種，配合比摻入一定量的摻合料取代部分水泥。一般基礎混凝土均采用礦渣硅酸鹽水泥，摻入一級粉煤灰（超量取代法）；摻入U型混凝土膨脹劑，膨脹劑的摻入可產生膨脹效應，它不但可補償混凝土的收縮，而且能降低混凝土的綜合溫差。并且U型膨脹劑采取內摻，同

28、樣取代了一部分水泥用量。</p><p>　　對混凝土結構進行合理分縫、分塊。合理分縫分塊，不僅可以減輕約束作用，縮小約束范圍，而且也可以利用澆筑塊的層面進行散熱，降低混凝土內部的溫度。施工現(xiàn)場可采用伸縮縫、施工縫、后澆縫等方法。</p><p>　　在滿足強度和其它性能要求的前提下，盡量降低水泥用量。降低水泥用量可直接減小立方混凝土水泥化的溫升值?？赏ㄟ^摻入高效減水劑，減小水灰比來減少水

29、泥用量；通過摻入粉煤灰、膨脹劑等取代一部分水泥。</p><p>　　摻加適宜的外加劑。通過摻入高效緩凝減水劑，可延緩混凝土拌合物的凝結時間，從面方便施工，避免出現(xiàn)冷縫；緩凝劑的摻入可使水泥的水化熱釋放速度減慢，有利于執(zhí)量消散，能使混凝土內部的溫升有所降低，這對避免產生溫度裂縫是有利的；減水劑吸附在水泥顆粒表面，起抵制和延緩水泥水化的作用，在相同強度、和易性和耐久性的條件下，可減少混凝土中水泥用量。前者使水泥的初

30、期水化速率減慢，因而使水化熱延緩產生，后者可降低總水化熱。</p><p>　　選擇適宜的骨料。粗骨料選擇時，應選擇連續(xù)級配、顆粒較大的骨料，但骨料粒徑也不可過在，過大易引起混凝土的離析，還應符合泵送要求；細骨料采用中、粗砂，砂率在滿足泵送前提下盡量取小，可降低水化熱，可抑制混凝土的變形。同時石子的含泥量不得大小1，砂的含泥量不得大于2。</p><p>　　控制混凝土的入模溫度。為控制混

31、凝土內部溫度的基值，應嚴格控制混凝土的入模溫度。大體積混凝土溫度，GB5024規(guī)定不宜超過28℃。</p><p>　　采取表面保護、保溫、隔熱措施?；炷翝仓笥瞄L刮尺按標高刮平，在混凝土初凝前再用滾筒碾壓數(shù)遍，在混凝土初凝后終凝前應再用抹板抹平一次，可避免塑性裂縫產生?；炷两涀詈竽ㄆ胶?，應立即覆蓋保溫材料，這樣不僅可以減少升溫階段的內外溫差，防止產生表面裂縫，而且可以使水泥順利水化，提高混凝土的極限拉伸值，

32、防止產生過大的溫度應力和溫度裂縫。</p><p>　　3 大體積混凝土裂縫的處理方法</p><p>　　3.1 無害裂縫處理方法</p><p>　　3.1.1 二次壓面法</p><p>　　對于新澆混凝土收縮裂縫，該裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中的結構構件表面出現(xiàn)，有塑態(tài)收縮、沉降收縮、干燥收縮、碳化收縮、凝結收縮等收縮裂縫，這種

33、裂縫不深也不寬，處理方法如下：</p><p>　?。?）如混凝土仍有塑性，可采取壓抹一遍的方法，并加強養(yǎng)護。</p><p>　?。?）如混凝土已硬化，可向裂縫內滲入水泥漿，然后用鐵抹子抹平壓實。</p><p>　　3.1.2 表面涂抹砂漿法</p><p>　　處理時將裂縫附近的混凝土表面鑿毛或沿裂縫鑿成深15—20mm寬100—20

34、0mm凹槽，掃凈并灑水濕潤。先刷水泥凈漿（業(yè)主批準適用的界面劑）一度，然后用1：1～2水泥砂漿分2～3層，涂抹總厚10～20mm壓光。有滲漏水時，應用水泥凈漿（厚2mm）和1：2.5水泥砂漿（厚4-5mm,可慘入1—3%于水泥重量的氯化鐵防水劑）交替抹壓4-5層，涂抹后3-4小時進行覆蓋并灑水養(yǎng)護。</p><p>　　3.1.3 表面涂抹環(huán)氧膠泥（或粘貼環(huán)氧玻璃布）法</p><p>

35、　　涂抹前，將裂縫附近表面清洗干凈（油污應用丙酮或二甲苯擦洗凈）、干燥。較寬裂縫用環(huán)氧膠泥填塞，并將膠泥均勻地涂刮壓裂縫表面，寬80-100mm?；鶎痈稍镉欣щy時可以用環(huán)氧煤焦油膠泥。需要粘貼環(huán)氧玻璃布時，先將玻璃布脫鈉、干燥，視具體情況可作成一布二油（或二布三油，第二層布的周圍應比下一層寬10～15mm）。</p><p>　　3.1.4 表面鑿槽嵌補法</p><p>　　當裂縫稀少

36、，但深度較深時，沿混凝土裂縫鑿一條V型或U型槽，槽內表面應修理平整，清洗干凈，并保持槽內干燥。槽內嵌入剛性材料如水泥砂漿、環(huán)氧膠泥，或填灌柔性材料如聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等密封。密封材料嵌入前，先涂刷與嵌填材料混凝土性質的稀釋涂料（表面可作砂漿保護層或不作保護層），具體做法。</p><p>　　一般裂縫處理 （b）滲水裂縫處理 （c）活動裂縫處理 (d)活動裂縫擴展后的情況 1—裂縫; 2—水泥砂漿或環(huán)氧膠泥;

37、 3—聚氧乙烯; 4—1:2.5水泥砂漿或剛性防水五層做法;5—密封材料；6—隔離緩沖區(qū)；B—槽寬；δ—裂縫活動距離</p><p>　　注：對于施工縫表面的裂縫，處理時可在與其連接的施工段混凝土澆筑前，按表面鑿槽嵌補法的要求在裂縫位置處鑿V型或U型槽，該槽內不再填充其他填充物，由該連接施工段澆筑的結構混凝土填充，以保證施工縫處混凝土。</p><p>　　3.1.5 表面貼條法 <

38、;/p><p>　　對于裂縫移動范圍不限于一個平面并有防水要求不便鑿槽修補的活裂縫，可將一條具有柔性的聚丁橡膠密封條置于裂縫上面，用聚丁橡膠粘結劑將周邊粘結于混凝土上（見圖2），使密封條中部能隨裂縫活動而自由活動，長的裂縫可分段為粘結，分段為密封條的連接采用聚丁橡膠粘貼搭接，搭接處上下壓搓應切成斜面搭接，長度100mm。</p><p>　　圖2 柔性密封帶表面粘貼</p>&l

39、t;p>　　裂縫 2—油氈或塑料隔離層；3—聚丁橡膠密封條；4—粘結劑</p><p>　　3.2 有害裂縫處理方法</p><p>　　3.2.1 水泥灌漿法</p><p>　　鉆孔：采用風鉆鉆孔，孔距1-1.5m除淺孔采用騎縫孔外一般占孔軸線與裂縫呈30—45·斜角（見圖3）,孔深應穿過裂縫面0.5m以上，當鉆孔有兩排或兩排以上時，宜交叉或

40、呈梅花形布置。</p><p><b>　　圖3 鉆孔示意圖</b></p><p>　　1—裂縫；2—騎縫孔；3—斜孔</p><p>　　沖洗：鉆孔完畢后，應用水沖洗，按豎向排列自上而下逐孔進行。</p><p>　　密封：縫面沖洗凈后，在裂縫表面用1：1～2水泥砂漿或環(huán)氧膠泥涂抹。</p><p

41、>　　埋管：一般用ø19-38的鋼管作灌漿管（鋼管上端加工絲扣），安裝前在鋼管外壁用生膠帶纏緊，然后旋入孔中，孔中管壁周圍的空隙用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管沖孔中脫出。</p><p>　　試壓：用0.1-0.2MPa壓力水作滲水試驗，采取灌漿孔壓水，排水孔排水的方法檢查裂縫和管路暢通情況，然后關閉排氣孔檢查止?jié){堵漏效果，并濕潤縫面，以利粘結。</p><p>

42、;　　灌漿：合格的經設計批準使用的填縫用注射性水泥，水泥凈將水灰比為0.4，灌漿壓力0.3—0.5MPa。在整條裂縫處理完畢后，孔內應充滿凈漿，并填入凈砂用棒搗實。</p><p>　　3.2.2 化學灌漿法</p><p>　　鉆孔：采用風鉆鉆孔，孔距1-1.5m除淺孔采用騎縫孔外一般占孔軸線與裂縫呈30—45·斜角（見圖3）,孔深應穿過裂縫面0.5m以上，當鉆孔有兩排或兩排

43、以上時，宜交叉或呈梅花形布置；</p><p>　　密封：縫面沖洗凈后，在裂縫表面用1：1～2水泥砂漿或環(huán)氧膠泥涂抹。</p><p>　　埋管：一般用ø19-38的鋼管作灌漿管（鋼管上端加工絲扣），安裝前在鋼管外壁用生膠帶纏緊，然后旋入孔中，孔中管壁周圍的空隙用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管沖孔中脫出。</p><p>　　—試壓：用0.2-0

44、.3MPa壓縮空氣進行壓力實驗；</p><p>　　灌漿：采用環(huán)氧樹脂漿液進行灌漿。</p><p><b>　　環(huán)氧樹脂漿液配比：</b></p><p>　　注：1.二甲苯、乙二胺、粉料的摻量，可視氣溫和施工操作具體情況適當調整。</p><p>　　2.環(huán)氧煤焦油膠泥配合比，分子用于底層，分母用于面層。</

45、p><p>　　圖4 灌漿工藝流程及設備</p><p>　　1—混凝土結構；2—裂縫；3—環(huán)氧封閉帶；4—灌漿嘴；5—活接頭；6—木塞；7—高壓塑料透明膠管；8—閥門；9—壓漿罐；10—壓力表；11—進料口；12—高壓膠管；13—空壓機和手壓泵；14—調壓閥</p><p><b>　　4 案例分析</b></p><p&

46、gt;　　4.1 案例一——安徽省西淝河特大橋</p><p>　　4.1.1 工程概況 </p><p>　　橋跨結構形式為18*20+3*40+12*20，主跨為預應力工字梁。主跨橋墩為圓形空心高墩，其中最高墩高25m。一次性灌注的混凝土量近100m3的承臺有四個，即18號，19號，20號，21號墩為972m3。</p><p>　　4.1.2 預防措施&

47、lt;/p><p>　　一般措施：使用高效減水劑和粉煤灰增加混凝土的和易性，從而減少水化熱，石子選用5~40mm，可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少。砂用中粗砂，細度模數(shù)在3.15左右，可使每立方米混凝土減少用水量20~25kg，水泥相應也減少28~35kg，從而降低混凝土的干縮。</p><p>　　其他措施：采用混凝土內部埋設循環(huán)水管措施，可帶走部分混凝土水化熱；埋測溫管，能及時探測

48、混凝土內外溫差，控制混凝土入模溫度；澆筑完成后及時養(yǎng)護，做好保溫保溫工作。</p><p>　　4.1.3 配合比的選定</p><p>　　配合比:通過試配最后選定配合比為：水泥：砂：石子：減水劑：粉煤灰＝1：2.08：3.00：0.005：0.15。水膠比為0.47，水泥選用強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥。28d水化熱為377J/kg，水泥用量363kg/m3，全部泵送入倉。外加劑

49、和摻合料為了滿足泵送要求，坍落度需控制在160~180mm之間，如只增加用水量，水泥用量也將相應增加，還會加劇混凝土的干燥收縮，水化熱增加，容易出現(xiàn)早期干縮裂縫。因此在施工時摻入了水泥重量0.5%的FS-R型高效減水劑，不僅使混凝土的工作性能有了明顯改善，同時又減少了10%拌和用水，同時節(jié)約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。</p><p>　　每立方米混凝土中摻占水泥用量15%的I級粉煤灰等量代替15%的水泥

50、。根據(jù)國外大量資料說明，混凝土中摻入粉煤灰后不僅能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球形起潤滑作用，可大大改善混凝土工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱，降低徐變，干縮性和熱膨脹系數(shù)，提高混凝土抗泌水性的離析，還可提高混凝土抗?jié)B性能，對抗硫酸侵蝕和抵制堿骨料反應也有效。</p><p><b>　　粗細骨料</b></p><p>　　粗骨料：根據(jù)承臺鋼筋間距15

51、0mm和泵管150mm的實際情況，選用5~40mm的石子，由于增加了粗骨料的粒徑，減少了用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時由于減少了水泥用量，水泥的水化熱減少，降低了混凝土的溫升，一些資料表明：采用5~40mm石子比采用5~25mm石子每立方米混凝土減少用水量20kg左右。 </p><p>　　細骨料：采用中粗砂，其細度模數(shù)為3.15。采用中粗砂每立方的用水量和水泥用量減少，對控制裂縫有利。</p

52、><p>　　4.1.4 控制混凝土的出機溫度及澆筑溫度</p><p>　　對混凝土出機溫度影響最大的是石子和水的溫度，其次是砂子溫度，水泥溫度影響最小。因此降低石子溫度是最有效的辦法。施工中在大堆場搭設涼棚，不使太陽直曬砂、石子，對石子進行灑水降溫。出機溫度和澆筑溫度相差不大。施工中只需對混凝土泵管外包麻袋并經常灑水，降低因泵管溫度升高對混凝土溫度的影響。</p><

53、p>　　4.1.5 混凝土施工</p><p>　　承臺澆筑均采用泵送，在能保證泵送前提下，盡可能降低坍落度。因此坍落度控制在晴天高溫時150~170mm，陰雨或夜間130~150mm。澆筑時泵管接至承臺鋼筋頂面，用軟串筒直接下料，兩臺輸送泵從兩邊向中間層層推進，分層厚度30cm，搗固隨澆筑逐排進行，避免漏搗。</p><p>　　降溫及測溫設備布置:施工前在承臺布設混凝土冷卻水管

54、，冷卻水管的布設可消減混凝土澆筑初期水化熱升溫，有利于控制混凝土內部最高溫度，減小基礎溫差和內外溫差。</p><p>　　冷卻水管采用直徑50mm的鋼管，垂直層間距1.0m。架設在承臺內的鋼管架上，冷卻水管長度一般制度在200m以內才能更好地發(fā)揮冷卻作用，每天冷卻水流向互換一次，以達到均衡冷卻的效果。通水時間不能少于14d。冷卻水泥含泥砂量應盡量小。期流量流速應保證在管內形成紊流。直徑50mm的冷卻管，流量以3

55、0L/min為宜。在每層管出水口裝設流量計，定期測定流量。承臺布設三組測溫管，每組三根管。第一組因承臺施工完成5d后要施工墩身，不能測溫一個月；第二組布設在墩身邊緣，盡可能地接近承臺中心，但不能影響墩身施工。測溫管用直徑40mm鋼管，加工完成后在管底焊鋼板封住，以免漏漿，固定好測溫管后應把上口用木塞塞住，避免雜物進入。測溫要求在澆筑完成后1~5d每2h測溫一次，6~30d每4h測溫一次。</p><p>　　混凝

56、土的養(yǎng)護:大體積混凝土的養(yǎng)護是一項關鍵工作，必須切實做好。養(yǎng)護主要是保持適宜溫度和濕度條件?；炷恋谋卮胧?，常常也起保濕的效果。從溫度應力的觀點出發(fā)，保溫的目的有兩個：其一是減少混凝土表面的熱擴散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產生表面裂縫。其二是延長散熱時間，充分發(fā)揮混凝土強度的潛力和材料松弛特性，使平均總溫差對混凝土產生的應力小于混凝土抗拉強度，防止產生貫穿性裂縫。保溫的作用是使剛澆完的混凝土不脫水而產生干縮性裂縫。</p&

57、gt;<p>　　在實際施工中，混凝土澆筑完成后，在側模外嚴密的掛兩層草袋，并經常澆水，使草袋濕潤，在混凝土表面鋪塑料布一層，再在塑料布上鋪一層草袋，并經常灑水保濕。測溫結果表明，用兩層草袋覆蓋后，草袋內外溫差可達到7.5~12.5℃，混凝土表面塑料布內外溫差可達8~14℃。對防止混凝土開裂起到了較為滿意的效果。</p><p>　　拆模時間:一般認為，混凝土終凝后即可拆模，對厚度較大的混凝土體進行

58、監(jiān)控。結果表明，混凝土中心在澆筑后20~30h即可達到最高溫度，如此時拆模，可能會使混凝土內外溫差大于25℃，開裂的可能性大增，應采取鋼模外保溫，同時延長拆模時間到4~5d。拆模后因混凝土暴露在空氣中，如出現(xiàn)急劇降溫，可能出現(xiàn)裂縫，因此決定在拆膜后立即回填，以達到恒定保溫的效果。</p><p>　　4.1.6 取得效果 </p><p>　　理論預測基礎中心最高溫度為55.49℃（含2

59、0℃入模溫度），實測最高溫度為53℃，計算總降溫產生的最大抗應力為0.3563N/mm2，小于混凝土抗拉強度1.6N/mm2?？沽寻踩葹?＝1.6/0.3563＝4.49>1.15，滿足抗裂條件。實際施工中采取了以上措施，現(xiàn)場大體積承臺均未出現(xiàn)裂縫，說明施工中所采取的措施是成功、有效的，為橋墩和上部結構施工奠定了基礎。</p><p>　　4.2 案例二——沈陽市跨渾河富民斜拉橋</p>

60、<p>　　4.2.1 工程概況</p><p>　　沈陽市跨渾河富民斜拉橋，是一座結構新穎的鋼筋混凝土大橋。該橋橋面寬32m，主跨242m。橋梁結構的承臺是關鍵承載結構之一，它坐于24根深孔樁上，承受著主塔墩柱傳遞來的主要荷載。承臺幾何尺寸：長30m，寬20m，高（厚）6m。承臺澆筑于鋼筋混凝土沉井內，沒有另設模板，沉井封底也為混凝土，所以承臺底面約束條件為剛性。承臺施工一次澆筑混凝土量達到3590

61、m3，屬于大體積混凝土工程。</p><p>　　4.2.2 預防措施</p><p>　　富民橋承臺按大體積混凝土施工所采取的各項措施，集中一點，就是降低水泥水化溫升，減小混凝土內外溫差，控制溫度應力，避免產生混凝土裂縫，從而具體而言，有以下幾個方面：</p><p>　　減少水泥用量，摻入粉煤灰。</p><p>　　本次施工采用撫順產

62、渾河牌P.O 42.5級水泥。為減少水泥用量，在混凝土配</p><p>　　合比中，摻入沈海熱電廠生產的II級粉煤灰，水泥取代率β＝15%，超量系數(shù)Κ＝1.2。粉煤灰摻入，不僅替代部分水泥，而且對提高混凝土后期強度，增加混凝土密實性，提高混凝土耐久性，改善混凝土的和易性都是有利的。</p><p>　　采用緩凝型混凝土泵送劑。</p><p>　　NF-2型緩凝型

63、泵送劑具有減水率高，緩凝時間長等特點。使用NF-2后，混凝</p><p>　　土初凝延至11h，延緩了水泥水化放熱溫度，推遲了水泥水化出現(xiàn)峰值的時間，降低水泥水化最高溫度，同時也有利于混凝土分層澆筑時不致產生施工冷接縫，所以使用混凝土緩凝泵送劑是大體積混凝土施工中必不可少的措施。</p><p>　　確定合理的混凝土配合比。</p><p>　　混凝土供應商除了在

64、原材料上精心選擇外，在混凝土配合比調整、試配過程中，</p><p>　　主要考慮要符合C40混凝土的設計強度，同時要滿足水泥與外加劑的適應性以及滿足工藝要求的和易性（坍落度）。</p><p>　　公司試驗室提供兩種C40混凝土配合比，并經市工程質量檢測中心復試，結果見表1 。</p><p>　　C40混凝土配合比

65、 表1</p><p>　　經施工及監(jiān)理方確認，最后選定編號3作為承臺混凝土用配合比。</p><p>　?。?）混凝土溫控與防裂。</p><p>　　針對承臺體積厚大的特點，施工方采用下列控制混凝土溫升及防止裂縫的措施。</p><p>　　采用循環(huán)水內冷卻的方法，降低混凝土溫度。冷卻水管管徑50mm，間距和排距均為1m，檢測入水和出水

66、溫度，掌握降溫效果。</p><p>　　采用分層施工法，每2m一個分層，間停6h，有利于混凝土內熱量散失。</p><p>　　混凝土澆筑完畢，承臺表面用草袋覆蓋，保溫保濕，控制降溫，防止出現(xiàn)表面裂縫。</p><p>　　在承臺內設置測溫點，監(jiān)測混凝土內外溫度變化，為裂縫控制提供依據(jù)。在承臺四角附近設測點A、B、C、D有中心測點E。每個測點分別取混凝土中心（即距

67、底面3m處）和表層（即距底面5.8處）的溫度。測溫手段為感應式溫度計，做到實時檢測，</p><p>　　4.2.3 承臺施工質量評價</p><p>　?。?）承臺混凝土強度統(tǒng)計分析</p><p>　　混凝土強度性能是評價工程質量的重要指標。通過混凝土供應商和施工現(xiàn)場留置試塊，在標養(yǎng)28d后進行試壓結果的整理，按GBJ 107-87標準，進行統(tǒng)計分析?？梢哉J定

68、混凝土合格，滿足工程要求。</p><p>　　（2）承臺施工期混凝土內溫度場</p><p>　　混凝土成型后，經歷著由初始溫度增至最高溫度，隨后降溫，達到穩(wěn)定溫度的變化過程。為了對大體積混凝土進行溫度和應力控制，必須了解溫度組成及其變化規(guī)律。</p><p>　　混凝土內溫度初期由混凝土入模溫度和水泥水化反應溫升組成。進入硬化階段后，混凝土出現(xiàn)收縮變形，將收縮變

69、形和溫度變形進行當量換算，得到收縮當量溫度，也參與到溫度場中。通常，混凝土中心溫度高，表面溫度低；表面溫度還受環(huán)境溫度的影響。當混凝土內外溫差超過25℃時，就有可能在混凝土中產生較大的溫度應力，導致混凝土出現(xiàn)深層裂縫或貫穿性裂縫；當表面溫度與環(huán)境溫差超過25℃時，也會產生溫度應力，引起淺表面裂縫。所以控制混凝土溫度，進而控制溫度應力，才能確保結構完整性的耐久性。</p><p>　　承臺混凝土溫度收縮應力<

70、/p><p>　　大體積混凝土結構的貫穿性裂縫，主要是混凝土溫差和收縮差引起過大的溫度收縮應力造成的。收縮應力大小還與約束條件、邊界效應等因素有關。</p><p>　　4.2.4 取得效果 </p><p>　　本案例從三個側面對富民橋承臺混凝土工程質量進行了評價，使我們對該工程質量有了明確認識：承臺混凝土強度滿足了工程要求?，F(xiàn)場采取和各項溫控措施，有效的控制了混

71、凝土內外溫差，保證大體積混凝土安全度過養(yǎng)護期。承臺溫度收縮應力分析，表明承臺有可靠的安全性。本案例提出在溫度應力分析中考慮混凝土自重的觀點和想法，深化了對厚大體積混凝土工程抗裂安全的認識。</p><p><b>　　5 結論</b></p><p>　　大體積混凝土施工中，要控制溫度應力裂縫的比較困難的，如果采用一些合理的方法，采取一些有力的措施，制度裂縫還是可以

72、實現(xiàn)的。但大體積混凝土出現(xiàn)裂縫還可能有其他方面的原因，如：地基下沉、堿反應、風化、鋼筋被腐蝕，施工不良等都可能引起混凝土出現(xiàn)裂縫。所以在混凝土施工中，控制裂縫是一項綜合技術，施工前必須考慮各方面因素，采取對應措施，這樣才能最大限度地控制裂縫的出現(xiàn)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-200

73、9。</p><p>　　[2] 建筑施工手冊，第四版，中國建筑工業(yè)出版社。</p><p>　　[3] 王鐵夢.工程結構裂縫控制；北京：中國建筑工業(yè)出版社2000，49-51。</p><p>　　[4] 王華生，趙慧如。混凝土技術禁忌手冊{M}。北京：機械工業(yè)出版社，2002。</p><p>　　[5] 張建人．大體積混凝土問題