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    发布时间:2019-10-09 来源:www.boshuolunwen123.com  作者:博硕论文辅导网

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    土木工程专业范文

    大体积混凝土施工质量控制

    专业:土木工程     学号:xxx        姓名:xxx

    指导老师:李四

     

    摘 要:现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。这些部位整体性质量要求高,质量的好坏直接影响到结构的安全使用,因此全面的质量控制就显得至关重要。工程实践证明,大体积混凝土施工难度比较大, 混凝土产生裂缝及质量通病的机率较多,为了降低经济损失,我们要减少和控制裂缝及质量通病的出现。 本文结合施工技术、规范书从混凝土的配制、浇筑、温度控制及混凝土养护各施工环节阐述了大体积混凝土施工中质量通病的产生原因、质量控制以及处理措施。

    关键词:大体积混凝土;质量控制;质量通病;处理措施

    1.绪论

    1.1大体积混凝土的定义

    在当今建筑领域中,钢筋混凝土结构己经成为建筑结构中的主要结构形式。特别是高层、超高层、特殊功能的构筑物及大型设备基础等都采用体积庞大的混凝土结构。关于什么是大体积混凝土,国内外有多种不同的定义:

    美国混凝土协会ACI对大体积混凝土的定义为:体积大到必须对水泥的水化热及其带来的相应体积变化采取措施,才能尽量减少开裂的一类混凝土。

    日本建筑学会标准JASSS规定:结构断面最小尺寸在80cm以上,水化热引起的混凝土内的最高温度与外界气温之差,预计超过25℃的混凝土,称为大体积混凝土。

    我国行业规范《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)中认为当混凝土结构物实体几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,就称之为大体积混凝土。

    在《公路桥涵施工技术标准》(JTJ041-2000)中规定:现场浇筑的最小边尺寸为1~3m且必须采取措施以避免水化热引起的温差超过25℃的混凝土称为大体积混凝土。  

    总之,大体积混凝土虽然还没有一个统一的定义。但凡属于建筑大体积混凝土都具有的一些共同特征:结构厚实,混凝土现浇量大,施工技术有特殊要求,水泥水化热使结构产生温度变形,应采取措施,尽可能地减少变形引起的裂缝开展。

    1.2  大体积混凝土的特点

    1.2.1  结构体工程量大

    大体积混凝土结构物或者构件体积相对庞大,因此混凝土用量也相对很大。

    1.2.2  工程条件复杂

    由于大体积混凝土的结构比较复杂,因此也导致了工程条件的复杂多样。

    1.2.3  大体积混凝土水泥水化热散发困难

    大体积混凝土因体积相对庞大(如图1),在浇筑后温度升高幅度大,出现可观的膨胀量,到了后期降温阶段,又会出现相应可观的温度收缩,容易因为温度收缩过大、过快而使混凝土中出现严重的贯穿性裂缝,严重降低大体积混凝土的整体性、抗渗能力等。因此,在某种程度上,对大体积混凝土质量的控制就是对混凝土温度裂缝的控制。

      

    图1 大体积混凝土

    1.2.4  对裂缝的控制要求高

    大体积混凝土多用于坝体、基础等,对构件的要求除了一般的强度、刚度、稳定性等之外,还有整体性、防水性、抗渗性等诸多要求。所以在大体积混凝土质量控制中,混凝土裂缝的控制成为问题的关键。

    1.2.5 大体积混凝土产生裂缝的危害

    (1) 影响建筑物的使用功能

    大体积混凝土结构多为坝体、地下连续墙、筏板、箱型基础等,所以一旦出现裂缝,主要问题之一就是结构的渗漏问题。而这个问题往往又不容易处理,比如结构的修补堵漏,不但处理困难、花费巨大,而且延长了工程的交付使用时间,降低了结构的使用功能。有时甚至会因为在结构物的使用过程中多次堵漏,出现堵漏成本高于土建成本的现象。

    (2)降低建筑结构的刚度

    裂缝尤其是贯穿性裂缝的出现会使结构(比如基础筏板)的刚度降低,从而影响到结构物功能的正常发挥。

    (3)影响混凝土的耐久性

    裂缝的出现,无论是表面裂缝、深层裂缝还是贯穿性裂缝都可以使侵蚀性介质非常容易进入混凝士内部,使钢筋锈蚀,混凝土碳化,使混凝土的强度降低,进而影响混凝土的耐久性。

    1.3  大体积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。

    2.大体积混凝土产生裂缝的质量控制

    通过对大体积混凝土的深入研究和工程实践经验的反馈,控制大体积混凝土开裂应从两方面入手。一方面,提高混凝土的抗拉强度,使其足够大,大到各种因素引起的开裂应力小于它。另一方面,控制各种温度应力,使其尽可能小,使之小于混凝土的抗拉强度。而混凝土温度应力取决于其浇筑温度、水泥水化热和混凝土表面温度。即通过优化配合比、选择水泥品种、改善混凝土养护条件等亦可达到控制大体积混凝土裂缝的目的。因此,防止大体积混凝土出现裂缝应从以下几个方面加以有效控制。

    2.1  减小混凝土内外温差

    2.1.1降低水化热温升

    大体积混凝土内部的温度上升是由于水泥水化反应释放热量造成的,由于混凝土的导热性差,使得热量蓄积.因此,应该从以下几个方面入手控制混凝土内部的温度上升:

    1. 选用低标号低水化热水泥

      各种常见水泥水化热实测值与标准值见表1,对于大体积混凝土应该选用低标号

      低水化热水泥。

      表1      实测值与中低热水泥水化热标准值对比表

     

    3d水化热(J/g)

    7d水化热(J/g)

    四星普硅水泥425#水化热实测值

    247

    268

    中热水泥425#水化热标准值

    251

    293

    低热水泥425#水化热标准值

    197

    230

    (2) 降低水泥用量

    经验认为,每1m3混凝土水泥用量减少10kg,混凝土温升值就会降低10℃。降低水泥用量可以作为控制温度应力的另一主要手段,且越是厚大体积混凝土其效果越明显。

    1.  加粉煤灰作为胶凝材料,采用内掺法可以取代部分水泥,显著降低水泥用量。虽然粉煤灰也存在水化热,但远比水泥要低的多。许多试验研究确定粉煤灰取代水泥量为10~15%,超量系数取1.2,1.4,1.5。                                   
    2.  使用缓凝型减水剂,混凝土浇筑以泵送为主,坍落度一般选l00mm~160mm,这给降低水泥用量增加了难度,为了改善和易性,尽可能降低水泥用量,采用了缓凝型减水剂。 合理选用水泥及添加剂,对提高大体积混凝土的抗裂能力据有很关键的作用,我将在该章第3.3节做具体的阐述。

    2.1.2  降低混凝土入模温度

    为了降低混凝土内部温度的峰值,在水化热温升一定的情况下,控制混凝土出机温度和入模温度是有必要的。研究表明,混凝土的浇筑温度越高,水泥的水化反应速度越快。一般认为,混凝土浇筑温度每升高10℃则混凝土内部温度的峰值将提高3~5℃,大体积混凝土的浇筑温度最好控制在25℃以下。

    (1)控制部分原材料的温度

    搅拌后混凝土热量与搅拌前原材料所含热量是相等的,要想控制混凝土的出机温度就要从控制原材料的温度入手。因为砂石料降温较困难,因此主要是采取措施降低水温和水泥温度。

    (2)混凝土浇筑尽量安排夜间施工

    只控制水和水泥的温度效果并不明显。所以选择效果最好又最经济的办法,即夜间浇筑,这时所有原材料温度都偏低,根据现场实测,夜间混凝土出机温度一般要比白天低3℃左右。

    (3)控制混凝土运输和入模过程中的升温

    在夏季施工时,加强组织协调,缩短混凝土从出机到入模的时间。将泵送管路用湿麻袋覆盖,防止日晒升温。还可在混凝土罐车的转筒上浇水降温。

    2.1.3  加强保温,控制混凝土内外温差

    根据以往施工经验,混凝土中心温度和表面温度之差控制在20~30℃以内,一般可以防止有害裂缝的产生。为了防止大体积混凝土表面温度下降速率太快,条件允许时应该尽量延长拆模时间。拆模以后也要尽快覆盖保温层,防止风吹。正常施工时的保温,混凝土表面铺设一层塑料薄膜,然后是两层麻袋,为了防止雨冷击,麻袋外再设一层薄膜。冬季施工时采用蓄热法保温养护,混凝土顶面铺双层塑料薄膜,内夹三层草帘;侧模采用保温模板,即模板外侧挂三层草帘,外罩篷布或加塑编织布。模板拆除以后,混凝土侧表面围保温被。

    2.2  减小约束应力的措施

    2.2.1  合理划分结构段,减小结构长度对约束应力的影响

    为了减少出现有害裂缝的机会,施工中建议设计结构段长为15m以内,规范要求为5~15m。经验得出结论,结构段长在15m以内时出现裂缝的可能性大大减少。

    2.2.2  合理设置施工缝

    (1) 水平施工缝的设置

    在底板上连续浇筑墙体时,其上水平缝严格按规范设置。该措施可以避免大断面约束小断面情况的出现。

    (2) 竖向施工缝的设置

    施工中采用设置闭合块的方法,进行分块浇筑,共设置4个闭合块,减小了一次浇筑的长度,一方面降低了约束应力,另一方面将水化热从时间和空间上均分散开来,增加了散热面积,降低了温升。

    2.2.3  缩短混凝土浇筑间歇期

    混凝土的弹性约束应力是在降温过程中由其自身收缩产生的。降温速度越快,约束应力越大,施工中通过测温和采取保温措施调整降温速率,注意防止寒潮侵袭,充分利用混凝土徐变特性产生的松弛效应,避免裂缝的产生。

    2.3 合理选择混凝土材料及混凝土配合比

    混凝土材料和混凝土配合比的合理选用可以使混凝土具有较大的抗裂能力。也就要求混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线胀系数自生体积变形最好是微膨胀、低收缩。根据经验主要有以下几条:

    2.3.1  合理选用水泥

    混凝土主要考虑抗裂性能好,兼顾低热和高强两方面的要求。水泥水化放热是混凝土升温的内热源,选用水化热低的水泥,也就降低了水化放热,从而达到降低混凝土的绝热升温的目的。优先选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山炭质硅酸盐水泥等。当混凝土除抗裂性能要求外,还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小等要求时,则可以采用较高标号的中热硅酸盐水泥。当环境水具有硫酸盐侵蚀时,应采用抗硫酸盐水泥。

    2.3.2  适当掺用混合材料

    实验资料表明,在混凝土内可以掺入一定数量的粉煤灰。由于粉煤灰具有一定活性,不但可以代替部分水泥,而且能改善混凝土的粘塑性,改善混凝土的可泵性,降低混凝土的水化热。另外根据大体积混凝土的强度特性,初期处于高温条件下,强度增长较快、较高,但后期强度增长缓慢,这是由于高温条件下水化作用迅速,随着混凝土龄期增长,水化作用慢慢停止的缘故。掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度,但是其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。因此在工程中常在混凝土中掺加粉煤灰做外掺料。

    2.3.3  合理掺用外加剂

    混凝土外加剂包括减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂等多种类型。减水剂是最常用、最重要的外加剂,它具有减水和增塑作用,在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下,可减少用水量,节约水泥、降低绝热温升。引气剂的作用是在混凝土中产生大量微小气泡以提高混凝土的抗冻融耐久性。膨胀剂可以使混凝土在硬化过程中产生体积膨胀,部分或全部补偿混凝土在硬化过程中所产生冷缩和干缩,在内外约束条件下以及配筋足够时产生一定的内压应力,这种内压应力与冷缩或干缩产生的拉应力相抵消,以使内压应力与抗拉强度的总值等于或大于因温差收缩产生的拉力,因此,膨胀对温差的补偿效应。实质上就是膨胀应力对温差收缩产生拉应力的补偿。利用这种温差补偿效应,取得了防渗抗裂的效果,减少或避免了混凝土的开裂。目前应用较多的膨胀剂有UEA膨胀剂,FH复合膨胀剂,PG硫铝酸盐型膨胀剂,FN-M明矶石膨胀剂等等。其中UEA膨胀剂最为常用,在混凝土中掺入10%~12%,其限制膨胀率为0.02%~0.04%,可在钢筋中建立0.2~0.7MPa预压力,从而抵消混凝土在硬化过程中产生的全部或大部分拉应力。

    2.3.4  优化混凝土配合比

    优化混凝土配合比,降低水泥用量,减少水泥水化热,这样就降低了混凝土的绝热升温。一般方法有:减小坍落度,掺大块石(埋石混凝土),使用减水剂,缓凝剂,掺混合材,采用先进的搅拌工艺等。同时,严格控制砂石骨料的含泥量,在保证混凝土稠度及流动条件下,尽量节省水泥,降低混凝土绝热温升。

    2.4  合理选择施工方案、提高施工质量

    2.4.1  编制详细的施工组织设计

    在大体积混凝土工程施工之前,应编制详细的施工组织设计,通过对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度估算,对是否可能出现温度裂缝进行验算,确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温降值、内外温差及降温速度的控制指标,并制定出相应的措施办法。

    2.4.2  要重视施工前的准备工作

    在施工以前,首先要对工人进行必要的技术交底,使之掌握大体积混凝土的施工工艺及技术要点;其次,确保各种设备、工具能立即投入使用,使混凝土温度控制能够满足设计要求。

    2.4.3  控制混凝土入模温度温度

    控制混凝土的入模温度是有必要的。前面已做阐述,在这里就不重复了。

    2.4.4  改进搅拌工艺

    即在搅拌混凝土时,改变以往的投料程序,采取先把水、水泥和砂拌和后,再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺被为“裹砂法”,也可称为二次投料法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象,混凝土上下层强度差减少,可有效地防止水分向石子与水泥砂浆面的集中,从而使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强。

    2.4.5  振捣工艺

    浇筑后的混凝土,在振动界限以前,给予二次振捣,能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,以减小内部微裂,增加混凝土密实度,从而可使馄凝土强度提高10~20%左右。根据结构物的大小、钢筋的疏密程度、混凝土供应条件等具体情况,混凝土浇筑可采用全面分层浇筑和分段分层浇筑及斜面分层浇筑三种。

    (1) 全面分层浇筑:在第一层全面浇筑完毕后,开始浇筑第二层时,己施工的第一层混凝土还未初凝,如此逐层进行,直至浇筑完成;

    (2) 分段分层浇筑:及跳仓浇筑,适用于厚度不大而面积或长度较大的工程,施工时混凝土先从底层开始浇筑,进行至一定距离后再浇筑到第二层,如此依次向前浇筑其他各层;

    (3) 斜面分层浇筑:适用于结构的长度超过厚度的三倍的浇筑层,振捣工作从浇筑层的下端开始,逐渐上移,此时向前推进的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:3,以保证分层混凝土之间的施工质量。混凝土浇筑时的分层厚度应不超过振动捧长度的1.25倍,在振捣上一层时,应入下一层混凝上内约5cm,以消除两层之间的接缝,一般在大体积混凝土工程中,分层厚度可定为40~60cm,数量较少的混凝土工程中分层厚度可取25~35cm。

    原文地址:https://www.boshuolunwen123.com/lgyx_lunwen/tumu/21527.html,如有转载请标明出处,谢谢。 您可能在寻找关于土木工程论文方面的范文,您可以到理工医学论文频道查找。

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