混凝土基本原理篇1

钢筋混凝土结构裂缝是最常见的工程质量问题。分析了钢筋混凝土结构裂缝产生的原因；提出来钢筋混凝土结构裂缝的技术控制；论述了钢筋混凝土结构裂缝的技术处理。

【关键词】

钢筋混凝土结构；裂缝处理；技术控制；技术处理

本钢设计研究院有限责任公司（以下简称本钢铁设计院）是本钢改制子公司，先后承担了本钢马耳岭选矿厂工程、本钢南芬1500万吨扩产工程等本钢重点工程的施工图设计和本溪市一些高层民用建筑工程及城市建设工程。在工程建设过程中和工程交竣工使用后，钢筋混凝土结构裂缝是显而易见的。尽管工程设计人员和工程施工的技术人员都采取了一定的技术措施，但是，钢筋混凝土结构裂缝还是在建筑产品施工过程中或在使用过程中出现。笔者依据学习掌握的工民建专业知识和长期在施工技术岗位工作中的施工技术经验，撰写本文，对钢筋混凝土结构裂缝的原因进行分析。旨在探讨和研究防治与处理钢筋混凝土结构裂缝。

一、钢筋混凝土结构裂缝的原因分析

笔者在本钢重点工程建设过程中和本溪市一些高层和或市政重点工程建设过程中，发现钢筋混凝土结构产生裂缝是相当普遍的。将出现这些不同程度、不同形式的裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄、下窄上宽、枣核型、对角线型、斜向的等等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系。钢筋混凝土常见裂缝原因大致有两种，一种是由于变形变化（温度、湿度收缩、不均匀沉降）作用引起的裂缝；另一种是承受荷载作用引起的裂缝，但是在两种出现裂缝的原因中往往是变形与荷载共同作用，而第一种裂缝是以变形变化为主引起的裂缝，在第二种裂缝中，是以荷载为主所引起的裂缝。认真进行技术分析，找出产生裂缝的原因，然后采取针对性的技术措施，进行施工技术防治。一是基础大体积混凝土裂缝产生的原因分析。基础大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底和或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。二是地下室外墙混凝土裂缝产生的原因。地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝。

二、钢筋混凝土结构裂缝的技术控制

（一）基础大体积混凝土裂缝技术控制

大体积混凝土的温差变化在1～72h内波动最大，因此在这段时间现场值班不间断测量，测试频率为每2h一次，测试时要求记录一下数据：混凝土入模温度；每次测温时间，各测点温度值；各部位保温材料的覆盖和去除时间；浇水养护或恢复保温时间。基础大体积混凝土施工控制表面温度裂缝的产生，应从选定混凝土配合比入手。只要对掺合料、缓凝减水剂的选择合适，通过试配完全可以大大降低每m3混凝土的水泥用量，降低混凝土的最高绝热温升，从根本上解决升温阶段的裂缝产生。对基础大体积混凝土而言，养护措施及为重要，应根据施工时的气温、测温情况，采取相应的养护方法。布置合理的测温手段是必不可少的，可以为养护提供调整依据。参加UEAH高效微膨胀剂对混凝土能起到补偿收缩作用，可有效的提高混凝土的抗裂缝抗渗能力。

（二）地下室外墙裂缝技术控制

在设计方面，高层建筑设计时，一般柱混凝土强度设计较大，考虑到施工的因素，往往地下室板墙混凝土强度等同于柱混凝土强度。由于设计的混凝土强度较高，为保证质量，施工时其实际浇筑的混凝土强度往往比设计强度要高得多。这样就很容易导致混凝土因强度偏高而产生收缩裂缝。地下室外墙混凝土易出现收缩裂缝，除在配合比上选定上采取积极的预防措施，在施工中采取外侧加密横向钢筋、严格控制坍落度等措施外，后期的养护也至关重要。通常可采取以下措施：长期的带模养护。浇水养护基本上采取连续循环的方式，浇水面为外墙的内外侧面。在混凝土获得一定强度后，松开对销螺栓，使得模板与与混凝土界面可以蓄水，带模养护，规定20d拆模。模板拆除后，继续对外墙混凝土浇水养护15d。泵送商品混凝土施工的地下室外墙易出现收缩裂缝，但只要措施得当，还是可以避免或得以控制的。关键在于在保证混凝土强度的前提下，尽可能降低每m3混凝土的水泥用量。尽可能将墙板的水平钢筋置于混凝土外侧，控制混凝土保护层厚度不得超厚，水平钢筋的间距尽可能小于150mm。严格控制混凝土坍落度，决不允许现场加水。

混凝土基本原理篇2

1水泥混凝土路面碎石化所用的设备工具

碎石化技术是对旧水泥混凝土路面进行处理的一种新兴技术，具有快捷性、高效性、环保节能以及稳定性强等方面的优点。该项技术的应用能有效地消除加铺层出现反射裂缝的严重现象，是一种有效的路面处理技术。水泥混凝土路面碎石化处理需要两种常用的机械设备。一种是通过重锤下落来击碎原来的水泥混凝土，采用MHB重锤破碎机械，另一种是通过强烈的振动来达到碎石的目的，采用共振型破碎机械。MHB重锤破碎机械利用多锤头破碎机将原来受损的水泥混凝土路面破碎成直径小于37.5cm的碎石块，可以在一定宽度范围内进行连续破碎，锤头的升降高度可以单独调节，一次性破碎的宽度最高可达到3.96m，而且机械设备本身具备帷幕，可以防止碎石屑到处飞溅，避免伤害到过路人群。但是该设备仅仅能完成碎石工作，不能将碎石进行密实化，因此还要配备专门的压实设备将路面压实才能作为新路面的基层[1]。共振型破碎机械是由工作时较大的偏心力，在机械设备与路面接触时通过振动能量的传递达到碎石的目的。因为振动产生的大部分能量被水泥混凝土板块吸收，所以振动较小，与MHB重锤破碎机械相比，作用范围较小，碎石直径也比较大。因为能量在传递过程中不断损耗，所以路面的碎石化程度随深度变化而有所不同，位于表面的水泥混凝土破碎后的颗粒直径较小，下面部分的颗粒直径较大，经过压路机的不断压实之后，就可以形成比较坚实的路面基层。

2水泥混凝土路面碎石化处理技术的应用

2.1具体的施工步骤在对水泥混凝土路面进行碎石化处理之前，要按照对受损路面进行破碎实验、确定破碎路面的流程、选用合适的机械设备对路面进行碎石化处理、用压路机对路面进行压实、在压实路面上铺设新的沥青层、对沥青路面的施工的步骤依次进行。

2.2施工前的准备阶段水泥混凝土路面碎石化施工前的准备工作是路面碎石化的基础保障，在施工前要清除原有的沥青罩面，对路上的桥梁、涵洞以及地下管道做出明显的标记，在对路面碎石化处理的过程中要避免对其造成破坏，对容易受到破坏的基层设施要采取清除并进行及时回填，对排水系统要进行定期检修。

2.3施工流程首先，选用合理的破碎机对水泥混凝土路面进行碎石化。使用破碎机将损坏的路面破碎成混凝土块，碎块粒径不能超过40cm；接着用压路机将路面进行压实，使破碎后的水泥混凝土相互挤压形成高密度高强度的新混凝土层；然后在新的沥青路面上喷洒50%的慢裂乳化沥青透层油来增加沥青材料之间的结合力；最后是根据事先的设计方案进行路面表层施工，将其铺设为新的水泥混凝土路面，从而形成新的路面[2]。

3水泥混凝土路面碎石化处理中的关键环节

3.1对排水因素的要求在对水泥混凝土路面进行碎石化的过程中肯定会产生许多细小的碎石颗粒，而水泥混凝土在破碎后彼此之间失去了粘合力，由于这种情况的存在，使得在施工过程中不能有水渗入底层，否则将会导致严重的安全事故。因此在对路面进行碎石化处理之前必须先进行排水设施的完善，可以采用挖沟的形式进行排水。只有完全解决了排水因素过程中存在的安全隐患，才能进行正式的水泥混凝土路面碎石化处理。排水设施的完善与否关系到原来水泥混凝土路面作为新加铺路面底层的长期稳定性，提前完善排水设施是为了降低新铺的水泥混凝土路面存在的安全问题，增加其耐用性和安全性，所以在水泥混凝土路面碎石化处理中对排水因素的要求必须引起相关人员的重视。

3.2对原土基的要求在对路面进行碎石化处理过程中，无论选用哪种机械设备，都会产生高幅度的振动，振动产生的巨大能量在路面底层大范围传递，原有的土基也会在一定程度上受到影响。如果原有路面的土基和基层不够坚固，当重锤下落产生巨大的冲击力作用在原有土基上，就很有可能对路面造成严重的破坏。所以，在对某段公路进行碎石化处理之前，一定要先对该路段的原有土基进行稳定性检测，避免因局部稳定性不足而造成新路面的坍塌。

4水泥混凝土路面碎石化处理新技术的优越性

损坏的水泥混凝土路面其结构和功能已经基本丧失，有些新修建的水泥混凝土路面也在一定程度上遭到了破坏，路面碎石化技术很好地解决了这些问题，并且具备极大的优越性。⑴彻底解决了在原有路面直接加铺新沥青层出现的板块反射裂缝的问题。碎石化技术采用先将原有的混凝土块进行碎化处理，然后再加铺沥青层罩面，这种技术从根本上杜绝了反射裂缝的产生。⑵具有成本低，资源再利用的优点。泥混凝土路面碎石化处理的技术是将原有的混凝土路面打碎后作为新路面的基层，再加铺新的沥青层，这样就节约了路基材料的材料成本和运输成本，减少了施工项目的总费用。⑶施工时对周围居民的影响较小，水泥混凝土路面碎石化处理常用的两种机械设备的噪音都不算很大，在对水泥混凝土进行碎石化处理时产生的噪声和冲击振动比较小，在人所能承受的范围之内，为周围居民的正常生活提供了可靠保证。⑷施工简便，工程项目周期短。利用水泥混凝土路面碎石化技术对路面进行整修的过程中不需要封锁整个路段，而且所用机械设备工作效率高、速度快，大大缩短了整个项目的施工周期。

5结语

混凝土基本原理篇3

1工程概况

龙山500kV变电站位于山东省章丘市绣惠镇，是济南电网的枢纽变电站，为山东500kV电网"十二五"重点建设工程，是山东首批投运的无人值守智能变电站，在电网中起着十分重要的作用。

龙山500kV变电站500kVGIS基础为超长大体积混凝土，平面不规则，外形轮廓尺寸为12.3m×124.7m，厚度为1.95m。混凝土强度等级为C25。

2设计及施工难点

（1）500kVGIS设备对基础平面允许误差及沉降有较高要求，基础伸缩缝设置与设备水平、垂直伸缩节位置有关，伸缩缝间距过大，不满足规范要求。

（2）GIS基础为大体积混凝土，施工过程中，由于水泥水化热等原因，极易引起混凝土内部温度和温度应力的剧烈变化，从而导致混凝土结构出现裂缝。因此，防止混凝土出现有害温度裂缝是设计和施工的关键工作。

（3）GIS基础施工期间正值冬季，白天温度在3℃左右，晚上温度下降到-7℃，昼夜温差大，对于大体积混凝土浇筑及保温养护难度较大。

3大体积混凝土GIS基础开裂机理分析

500kVGIS基础混凝土量大，引起混凝土开裂因素较多，施加适当应力可能产生基础内部微裂缝，环境恶劣、结构不合理也会引起基础较大裂缝，极端情况下，会严重影响结构内部完整性。

对500kVGIS基础而言，混凝土干缩和温度应力是引起混凝土开裂的主要原因。混凝土制作过程中，水和水泥发生化学和物理变化使混凝土产生凝结和硬化，混凝土浇筑后由于水泥水化热作用，会经历升温期、降温期和稳定期3个阶段，混凝土体积也会随温度变化而发生热胀冷缩，各部分基础混凝土体积变化收到约束从而产生温度应力，当产生的温度应力大于混凝土抗裂能力时，混凝土就会开裂。

混凝土在冬季施工，产生裂缝的原因还有混凝土内外温差和新浇混凝土的早期受冻，混凝土中自由水受冻形成的冰晶会直接影响混凝土的强度发展及耐久性，混凝土浇筑温度、养护时间与养护方法等因素对混凝土受冻的强度损失有较大影响[1]。

5冬季大体积混凝土施工抗裂缝措施

控制裂缝的发展是大体积混凝土施工过程中的重要难题，500kVGIS基础截面尺寸大，由荷载引起的裂缝可能性很小。冬季施工时，大体积混凝土释放的水化热受昼夜温差变化和收缩作用，引起混凝土结构裂缝的主要因素是温度和收缩应力[3]，可采取以下措施控制裂缝产生：

5.1设计措施

1）500kVGIS基础采用中低强度标号混凝土，基础上部1.35m采用C25混凝土，底部0.6m采用C25毛石混凝土，毛石含量不大于25%，减少水泥用量，从而降低混凝土浇筑时的水化热。

2）基础混凝土顶面及底面均配双向钢筋网，钢筋采用8，间距150mm。基础顶面如有预埋槽钢，则双向钢筋网遇槽钢处应截断，使保护层厚度不应过大。

3）基础表面外露200mm厚度范围内添加抗裂纤维，纤维断裂强度>1500MPa，长度为18mm，掺量为0.7～0.9kg/m3，基础顶面增设一层耐碱玻璃纤维网布，有效避免基础顶面裂缝产生。

4）500kVGIS基础形状不规则，开洞或阴角处应力集中，往往是裂缝高发部位。本工程在所有GIS基础阴角处距基础表面300mm的深度范围内设置两排12@100斜向抗裂钢筋，单根钢筋长度≥500mm。此外在GIS基础阴角部位的表面周围增设一层1m×1m（长×宽）钢丝网，钢丝网选用12.7mm×12.7mm，丝径0.9mm，钢丝网的保护层厚度为15mm，从而避免阴角等应力集中部位出现裂缝。

5.2施工措施

1）原材料选择。

混凝土原材料优选中最关键的是在不降低混凝土弹性模量、抗拉抗压强度、抗冻性、耐磨性及抗渗性等力学主要技术指标前提下，有效降低混凝土的绝热温升。

本工程采用低热矿渣水泥或中热硅酸盐水泥代替常规硅酸盐水泥，掺入一定量的粉煤灰以降低放热量。精选砂石骨料，采用骨料的连续级配，提高混凝土的密实性，选用热膨胀系数小和吸水率低的骨料，以减小混凝土的膨胀和收缩变形，严格控制砂石的含泥量。掺加减水剂等外加剂，在保持混凝土坍落度和强度不变的条件下，减少用水量，节约水泥，降低混凝土的绝热温升。

2）控制材料入模温度。

施工中应缩短混凝土运输时间，混凝土运输泵管外包岩棉保温筒进行保温；骨料及钢筋不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质；施工中要控制好混凝土浇筑出机和入模温度，出机温度一般不低于10℃，入模温度一般不低于5℃，温度如过低，则容易造成新浇混疑土冷却过快，使混凝土在很短时间内降至冰点温度，从而影响混凝土早期强度增长。

3）控制混凝土内部温度

大体积混凝土浇筑后将产生较高的水化热温升，使混凝土内表之间存在温度差别，温度差使结构不同部位变形不一致，从而产生温度应力。

温度应力尤其是拉应力容易使混凝土结构产生裂缝，从而降低混凝土结构的耐久性。为防止温度裂缝，必须进行温度控制，尤其在低温天气条件下。基础钢筋安装的同时埋设冷却水管（每层间距1m）和温度监控的测温仪器，在混凝土浇筑前进行仪器的调试和冷却水管通水试验以检测其完好性；混凝土分层分次浇筑、捣实，浇筑每层厚度为250～300mm，减少水化热总量，确保混凝土质量[4]。

4）加强混凝土成品养护。

冬季混凝土的养护管理是保证混凝土质量的重要措施，新浇筑的混疑土要做好覆盖保温工作，并经常检查；做好混凝土的测温工作，随时掌握混凝土的内部温度，保证混凝土在初凝期不受冻。基础混凝土收面后先铺设两层薄塑料膜进行保水养护，然后满铺5cm厚防火保温棉毡进行保温，最后外侧满铺1层彩条布防雨、雪及大风。养护期间严格保证了混凝土内外温差小于25℃，混凝土降温速率小于1.5℃/天，表面温度与大气温度之差小于25℃，从而有效避免结构裂缝产生[5]。

6结论

工程实践表明，严寒冬季大体积混凝土施工，采取合理的控制混凝土裂缝的设计和施工措施，裂缝控制可达到设计要求。经过对大体积混凝土进行温度收缩应力分析计算，在基础底部采用毛石混凝土，顶面增设双向钢筋和耐碱玻璃纤维网布，阴角布置抗裂钢筋和钢丝网，控制混凝土的入模温度和内外温差，最后本工程500kVGIS基础浇筑完成表面未出现任何有害裂缝，混凝土内实外光，观感质量优良，对以后大体积混凝土设计及冬季施工有良好的借鉴作用。

参考文献：

[1]黄传庚，吴琴凤.公伯峡水电站厂房混凝土冬季施工温度控制[J].葛洲坝集团科技，2005（1）.

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社，1997.

[3]张莉莉，罗艺，王杰，李玉建，刘明均.严寒环境下大体积混凝土基础底板施工技术[J].建筑技术，2014，45（2）

混凝土基本原理篇4

关键词：房屋建筑；混凝土施工；存在问题；控制方法

1、混凝土施工存在的问题

1.1房屋建筑工程的外部原因而导致混凝土在施工中存在的问题

目前，我国的房屋建筑施工工程大部分都是由房地产公司承包建设的，房地产公司的建筑房屋的施工主要特点就是其过程过于复杂繁琐，需要进行满足不同的人群的需要的不同，不仅这样，因为建筑施工的工期比较长，这给房屋建筑的工程的施工增加一定困难。正因为这样，从而致使房屋建筑工程在混凝土施工的过程中非常容易出现裂缝，简而言之，由于外部的原因致使房屋建筑工程在混凝土施工中产生裂缝的情况主要有下面几个：

在房屋建筑工程施工时采用的钢筋混凝土锈蚀了。锈蚀的钢筋则能够改变混凝土内部的受力结构，从而导致混凝土的承载的情况发生一定的改变，从而使混凝土的平衡遭到了破坏了进而致使裂缝出现材料问题。这主要指的是房屋建筑工程的施工的相关材料，施工材料的不合格以及不合理都会导致房屋建筑工程施工中混凝土产生裂缝基础变形。因为房屋建筑工程混凝土施工的基础变形，从而导致了在实际建设中的房屋工程混凝的土施工出现了裂缝问题。

1.2房屋建筑工程的内部原因而造成混凝土的施工存在着的问题

从房建工程的内部原因看，主要是因为施工的环境的影响，导致房屋建筑工程中混凝土的施工出现了裂缝。从其分类看，出现的混凝土施工的裂缝，主要是以干缩裂缝和温缩裂缝为主，下面就针对出现的这两种裂缝具体进行分析并探讨：

（1）干缩裂缝。在房屋建筑工程中混凝土的施工出现干缩裂缝，产生这种裂缝的主要原因是因为施工时所使用的混凝土半刚性的基层强度没有达到标准的要求，再加上房屋建筑工程在施工的过程中所采用的混凝土的基层的水分不足够，从而导致混凝土的体积进行了收缩，进而致使房屋建筑工程的混凝土的基层收缩了，而出现了干缩的裂缝。

（2）温缩的裂缝。温缩的裂缝产生的主要是由混凝土的自身的性质决定的，混凝土自身有着热胀冷缩的特性，因为在房屋建筑工程施工过程中所采用的混凝土大多数都是由混合料的硬化来形成的，在工程施工的初期所需要的混凝土的水化热量比较多、散热比较慢，这就导致房屋建筑工程在施工过程中所采用的混凝土的基层的内部的温度比较的高，因此导致了混凝土内部体积的膨胀，于此同时，在房屋建筑工程在使用了混凝土之后，混凝土基层的外部因环境的影响导致混凝土的温度被降低了，这也就导致了混凝土施工工程中温缩的产生，从而导致了温缩裂缝的出现。

2、混凝土施工出现问题时采用的措施

2.1控制混凝土施工的原材料的质量

混凝土主要由水和水泥，另外掺合石子、料以及其他的外加剂等相配比研制成的。原材料的质量对混凝土的硬化强度以及耐久性等有十分重要的影响。此外若原料的质量发生了变化，例如需水量比的变化、粉煤灰的细度、外加剂的减水率的变化，那么混凝土的配合比例等要作相应的调整，也就是说混凝土的配合没有固定的比例。因此，一项重要的工作就是对原料进行检测，这一项工作对与确定原料的比例有着重要影响，此外，它也是一项控制生产的依据。

混凝土的最基本的组成的成分是砂石骨料。一般来讲1m3的混凝土大约需要1.5m3的松散的砂石骨料。因此，混凝土的使用量较大的水电、水利工程，砂石骨料的需求是也很大的，骨料质量的好坏直接的影响到了混凝土的强度、水泥的用量与混凝土的要求，所以，影响了水工建筑的造价和质量。所以，在施工过程中应该统筹规划，认真的研究物理力学的指标、砂石骨料的储量、杂质的含量以及开采、储存与加工等每一个环节。对于骨料使用的选择应根据就地取材、经济、优质的原则。可以选用人工骨料、天然骨料，或者是二者互相补充。在选则人工骨料的时候，条件好的地方适合采用石灰岩质的料源。

2.2控制房建工程中混凝土施工的相关条件

在房屋建筑的工程中，对混凝土施工的有关的施工的条件的控制来讲，主要是从混凝土的材料的制造施工的条件，实际施工的温度及施工程序的规划三个方面构成：

（1）对混凝土的材料制造的有关施工的条件的控制。这一方面的控制主要是控制混凝土的混合料的含水率，这就需要有专业的技术人员进行控制混合料的含水率，以便避免材料失水等其他情况的产生，要尽量的避免由内部的原因致使混凝土出现裂缝。

（2）对实际的施工温度进行控制。这一方面考虑的主要是混凝土的施工的自然环境，即在房建工程混凝土在实际施工的过程中必须要考虑到日间温度以及光照和风力大小的因素，这几个因素对于混凝土的基层的材料中含水量的影响比较大，其控制的目的是希望可以及时的调整与改进施工的材料中的含水量，从而使混凝土能够符合施工的规范及要求，以避免裂缝的产生。

（3）施工程序的规划。施工程序的规划主要是针对施工的单位来讲，要求施工的单位必须依据房屋建筑工程施工的速度与实际的自然环境，对混凝土的基层的施工的施工程序与施工时间做好一定规划，以便能够尽可能的避开高温时段工程的施工，从预防的范围上避免房建工程中混凝土出现裂缝。

2.3房屋建筑工程施工过程中混凝土的浇筑

目前，对混凝土的浇筑是解决房建工程在施工中产生裂缝的主要方法.在混凝土浇筑时的注意事项，在浇筑的过程中的振捣，应该要比初次施工中的适用的常规振捣强；在修复房屋建筑工程中出现的混凝土裂缝进行振捣时，要注意时间的合理性，确保没有发生过振以及漏振的现象；在修复完成之后，要处理修复的现场，要保证处理之后的裂缝不能影响房建工程整体的施工。

3、结束语

从当前我国的房屋建筑工程来讲，在建筑工程施工的过程中通常把混凝土作为建筑施工时的最基本材料，然而由于技术及施工方式不合理，致使房建工程施工中经常出现混凝土裂缝等问题，从而给房屋建筑的安全带来了许多隐患。对存在的问题进行妥善解决，不仅可以在很大程度上提高房屋建设工程的施工质量，而且对社会与施工企业也有着极其重要的经济效益和现实意义。

参考文献

[1]任瑞鹏，王小刚.浅析房屋建筑质量监理与验收[J].华章.2011（19）

混凝土基本原理篇5

关键词：大体积混凝土；裂缝；发生机理；温控措施；养护

中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：

1泵站基础底板大体积混凝土裂缝发生机理

认真分析裂缝发生机理，找出和施工有关的影响因素是现场施工中控制裂缝产生的关键所在。以下就几个主要方面进行剖析：

(1)结构设计不合理。非均质复杂多相混相材料混凝土微观结构相组成之间主要的结合，当内部产生拉应力超过其抗拉强度时产生裂缝，结构设计不合理更加剧混凝土裂缝发展。各种外部荷载与自重形成的内部应力容易引起裂缝，实际工况与模型工况不同的结构次应力也会引起裂缝。

(2)大体积混凝土施工中水化热控制不好。结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用，是导致大体积混凝土温度裂缝的主要原因。

2本工程施工难点分析

按照泵站结构分缝，某排涝工程沙井泵站底板中最大一块长达28.0m宽38.3m，前后齿槽部分最厚达3.5m，底板中间部分厚2.5m，按照建设部GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》规定混凝土厚度超过1.0m即为大体积混凝土。

(1)采用商品混凝土施工不确定因素多。为便于运输和泵送混凝土，商品混凝土骨料要求较为特殊，粒径小，坍落度较大，配合比中掺加大量外加剂，施工中泌水现象严重，给混凝土浇筑增加了不少困难。

(2)施工期环境温度较高不利于温控。本工程地处广东南端，气温较高，昼夜温差较大，不利于混凝土浇筑施工。

(3)施工场面受到限制。本工程按照深基坑设计施工，基坑深度达到11m，基坑内为淤泥土质，运输道路虽经特殊处理，但状况频出，给混凝土输送造成困难。

(4)本工程底板单块结构大，又不能无限期施工，对混凝土入仓速度、层间铺筑间隔时间要求较高。

3混凝土底板施工中的主要裂缝控制措施

3.1施工方案的拟定

(1)设计方面

同时考虑变形的大小、约束的程度、实时抗拉强度三个条件。由于泵站整体结构要求受到限制，不能缩小结构尺寸，经过对混凝土强度等级、钢筋的品种和规格、建筑物的结构形式等统筹设计，在大体积结构内部设置一层温度钢筋，加密层间钢筋拉筋和支撑筋。

(2)商品混凝土方面

对混凝土用碎石、砂采用喷洒冷却水降温，尽量缩短运输时间，尽量减小混凝土坍落度，混凝土坍落度控制在120mm左右，混凝土入仓温度控制在25°C。

(3)混凝土浇筑方面

利用大仓面施工的有利条件采用分层浇筑，在设计混凝土配合比的初凝期内，尽量延长混凝土浇筑时间，在初凝结束前覆盖上层混凝土。

采用两次振捣技术，除了混凝土入仓振捣外，在覆盖上层混凝土前进行第二次振捣，二次振捣是对第一次振捣的补充。实践证明二次振捣能增加混凝土强度，提高抗裂性。

(4)浇筑时间

浇筑时间选择在气温变化较小的时段内进行，避开夏天正午时间，选择下午或者晚上浇筑，冬季不在晚上浇筑混凝土，浇筑时气温高于10℃。

(5)拆模

混凝土底模和木模尽可能晚些拆模，采取带模养护；钢制侧模在一个星期之内拆模，既保护混凝土又不至于钢模锈蚀在混凝土表面留下痕迹。

(6)混凝土的测温和及时养护

按温控技术进行保温养护，降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力，降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土自身的抗拉强度以提高混凝土块体的抗裂能力，保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在有利环境下得到良好的养护。

3.2现场试验

泵站底板混凝土施工中的有利因素是底面、顶面为自由面，底面直接与地基接触，对混凝土散热保温有一定的好处。但在极端气温下施工的保温降温要求较高，施工外界环境污染严重、气温高、体积大、基坑面积大，又是商品混凝土泵送入仓，为确保混凝土不产生温度裂缝或控制在允许宽度范围内，我们就原材料选择与配合比实验、模板材料及其支撑体系、机械设备选用与匹配、混凝土浇筑强度、劳动力组织、操作技术与安全交底等施工组织与施工工艺方面有针对性地制定了详细的施工方案，严格按方案施工。

3.3原材料选择与控制

(1)选择细度模数较大的粗砂、减小砂率

混凝土的干燥收缩随砂率的增大而增大。经过试验得知使用较高强度的粗砂，混凝土的弹性模量较高，收缩量较小，可减少开裂。

(2)适当增加粗骨料含量，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料

本工程混凝土用碎石粒径受混凝土泵送限制不能太大，为方便施工又不影响施工质量。

(3)采用中低水化热的非早强型普通硅酸盐水泥，并尽量减少水泥用量中低水化热水泥在拌和过程中水化热释放较小，混凝土升温较为缓慢，加上尽量少的水泥用量，可有效控制水化热的产生，对控制混凝土凝结初期内部温度的骤升和减小混凝土内外温差有至关重要的作用。通过试验，本工程用普通硅酸盐水泥每立方用量265kg。

(4)采用混凝土掺加技术

由于本工程所处水环境已被严重污染，腐蚀性极强，设计采用防腐混凝土，故在做配合比试验时采用多次不同配比试验，最终选择掺加15.67%的F类Ⅱ级粉煤灰，9.14%的S95矿渣粉，9.92%的SY-KS型抗腐蚀增强剂，1.90%的FST-2型高效缓凝减水剂。

(5)拆模

加入水泥用量14%的UEA膨胀剂，使混凝土在凝固过程中产生微膨胀，抵消混凝土在凝固过程中的收缩量，同时提高混凝土自防水能力。

3.4温控措施

为确保本工程大体积混凝土满足强度和外观等质量要求，对混凝土浇筑施工主要采取以下几点温控措施：①原材料冷却；②控制混凝土入模温度；③注意混凝土浇筑方法；④温度监控和循环通水冷却；⑤保温保湿养护。

(1)原材料冷却

由于本工程的混凝土为商品混凝土，为保证混凝土的质量，要求商品混凝土搅拌站采取用冷却水拌和、加冰拌合等措施保证运至施工现场入模的商品混凝土不超过30℃，并安排专职试验工到混凝土公司不定期的抽查混凝土原材料，包括水泥、骨料、粉煤灰和外加剂的品牌和用量是否满足已审批的配合比要求。在混凝土拌合前及拌合中，控制水泥的入机温度小于60℃。

混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，运输车具有防风、防晒和防雨设施。混凝土运输车在装料前，将罐内的积水排尽。

(2)控制混凝土入模温度

浇筑前需测量混凝土温度，每台班不得少于2次。本试验段混凝土入模温度为30℃，混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不宜大于50℃。混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不大于25℃。混凝土浇筑体的降温速率不大于2℃/d，混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃。

(3)注意混凝土浇筑方法

1)分层浇筑。试验段混凝土浇筑层厚度为(300～500)mm。浇筑时缩短间歇时间，并在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。层间最长间歇时间不应大于混凝土6h的初凝时间(从混凝土出厂开始计算)。当层间间歇时间超过混凝土的初凝时间时，层面应做施工缝处理。

2)分块浇筑。根据试验段结构形式，拟先浇筑-9.0m齿槽位置，再浇筑上游-8.625m的齿槽位置，两个齿槽浇筑完成后，最后从-7.625m高程处浇筑至-5.625m高程(廊道位置浇筑至-7.5m和-6.5m)。

3)浇筑顺序。无论是齿槽位置还是齿槽以上底板浇筑，入仓顺序都由5#机组和4#机组分两个入料点，分别用混凝土泵车入料，向中间推进。

(4)温度监控和水循环冷却控制工艺

1)温度监控。在本工程混凝土浇筑前，需布设温度监测点，用以监控混凝土内部温度。当监控温度接近警戒值时，即需要在预埋的冷却水管内通水以降低混凝土内外温差。

温度监控的警戒值为：混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不大于50℃。混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不大于25℃。混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃。

当因通水造成混凝土浇筑体的降温速率大于2℃/d时，即需要停止通水冷却。

温度监控频率为：混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜不应少于4次。

2)水循环冷却控制工艺。由于本工程属于大体积混凝土浇筑，为防止因温度应力而产生的裂缝，除了控制混凝土原材料的温度和质量、混凝土浇筑的入模温度和混凝土浇筑的顺序和层厚之外，需要在本试验段内布置冷却水管作为预防措施。

当混凝土浇筑后，通过测温元件按照在混凝土浇筑后每昼夜4次的频率测量混凝土的表里温差和温升，当测得混凝土在入模基础上的温升达到40℃，或者混凝土里表温差达到15℃时，则需通过预埋在混凝土内的冷却水管对混凝土进行降温。具体的降温措施为：

①冷却水管的布置与安装。本工程底板厚度为2m，在检修廊道齿槽位置，底板厚度为3.5m，在主厂房上有齿槽位置，底板厚度为3m。根据本试验段结构形式，在底板中层位置(-6.625m高程处)设置冷却水管；廊道齿槽位置冷却水管高程为-7.75m。2m厚底板位置的冷却水管直接辐射在底板中层钢筋上，垂直于机组轴线方向的间距为1m，并用Φ12mm钢筋做成“”型固定钢管，并将Φ12mm钢筋点焊到钢筋上；在廊道位置，用Φ12mm钢筋做成“”型弯勾勾住冷却水管，并将Φ12mm钢筋点焊到钢筋上。

②通水降温冷却。冷却水管采用DN32钢管，管桩转弯处采用90°的DN32弯头转弯，在冷却水管进出水位置各设置一个控制阀门用于控制进水与放水。

(5)保温保湿养护

在每次混凝土浇筑完毕后，应按温控技术措施的要求进行保温养护，并符合下列规定：

1)专人负责保温养护工作，按规范操作，采用先洒水，再铺设土工布和塑料薄膜并压木枋。

2)在混凝土浇筑完成，表面收好面后，立即进行喷雾保湿处理，覆盖塑料薄膜和土工布进行养护，保湿养护的持续时间不得少于14d，并应检查塑料薄膜和土工布的完整情况，保持混凝土表面湿润。

3)保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。

4裂缝控制效果和结论

在采取一系列裂缝控制措施后，所有部位在较长时间内并未出现有害裂缝。通过对大体积混凝土施工裂缝的分析可知，裂缝控制的重点在于事前控制，这需要施工人员根据不同的建筑物进行合理的结构设计，正确选取原材料，并严格安装施工技术方案和设计进行施工，并加强施工过程中的温度控制及保温保湿养护，这样才能避免和减少裂缝的出现。

参考文献

混凝土基本原理篇6

关键词：大体积砼；施工技术；原材料配合比；混凝土养护

1前言

某工程总高度为16.9m，地下结构2层。工程结构形式为全现浇钢筋混凝土框剪结构，其地基工程采用的是大体积筏板基础，筏板的尺寸为55.650×52.910m，基础部分的标高分别是-16.600m、-19.400m、-16.300m，底板的厚度为1700mm、2500mm、1400mm。在该底板上部结构的四周都是钢筋混凝土剪力墙，其厚度达到700mm左右。东西两侧为液压系统泵房，-7.000m及±0.000m为两层大平台，-9.410m处沿剪力墙及柱有一圈牛腿。中部为360MN挤压机、150MN挤压机基础，混凝土为C40，抗渗等级S8。底板混凝土总量5700m3。在本工程中，对于底板的施工我们需要采用商品混凝土进行浇筑，为了使混凝土的后期强度充分发挥作用，可以在混凝土配制的过程中加入适量的矿粉或者粉煤灰，然后采用R60来设计混凝土的强度；这样可以在一定程度上减少水泥的用量，也就意味着降低水泥的水热化作用，避免混凝土出现温度裂缝。在基础部分底板施工过程中，需要用到的钢材量达到582吨。而且施工人员需要注意的是，在浇筑混凝土的过程中，一定要保证其连续性，这样才能够使混凝土达到设计的要求。

2施工前的准备工作

相对于普通的混凝土工程而言，大体积混凝土工程的要求更高，一定要避免因水泥的水热化作用而导致混凝土出现温度裂缝，所以我们需要从原材料的选择方面、施工工艺方面、施工技术方面来防止这一现象的发生，只有这样，才能够从源头上保证大体积砼的施工质量，也能够防止温度裂缝的产生。

2.1原材料的选择

根据本工程的实际情况，我们需要采用商品混凝土进行施工，其中所选用的主要原材料应该达到以下几点要求：（1）水泥的选择。要求水泥是P・042.5的普通水泥，具有一定的抗折、抗压强度；（2）粗骨料的选择。粗骨料应该选用粒径为5～31.5mm的碎石，在此范围之内，选择粒径越大的碎石，混凝土拌制之后的和易性也就越高，强度就越高。并且还在一定程度上减少水与水泥的用量，降低谁惹话的所用，避免混凝土出现裂缝；（3）细骨料的选择。技术人员应该选用粒径在0.5mm以上的中砂，如果中砂粒径越大，那么就会相应的降低水与水泥的用量，避免混凝土在施工过程中出现收缩裂缝；（4）粉煤灰的选择。为了使混凝土达到泵送的条件，我们需要在混凝土当中掺入适量的粉煤灰，以此来提高混凝土的和易性；（5）外加剂的添加。需要在混凝土当中掺入合适的膨胀剂，并且要求其抗折与抗压强度达到设计的要求；另外，技术人员还可以在混凝土当中掺入适量的混凝剂与减水剂，以此来避免混凝土出现裂缝的情况。

2.2混凝土配合比的设计

在该工程的基础工程当中，要求在筏板基础浇筑混凝土的强度等级为C40，并且要求其抗渗等级达到P8。因此我们需要取样对混凝土配合比的设计进行试验，从而设计出混凝土配合比为水泥：粉煤灰：矿粉：砂子：石子：水为：290：165：45：765：1065：165；混凝土坍落度120～160mm；混凝土缓凝时间10～12小时。

3施工现场的准备工作

在工程施工之前，我们需要做的工作是：（1）需要对基础工程的钢筋、柱等工程施工完毕，然后由监理部门对其进行验收，为下一步工作环节奠定基础；（2）在基础工程底板施工过程中，我们需要对一些水坑支撑相应的模板，并且需要采用木质模板进行支撑；（3）需要对基础工程进行标高，并对其做出相应标记。在浇筑混凝土之后进行找平层施工；（4）在浇筑混凝土的过程中，我们需要在其中埋设一个测温管，并且在施工现场准备棉被等，以供混凝土养护所需；（5）建筑三方应该相互协商，在施工现场应该做好相应基础设施，安装好水电，从而保证工程的顺利施工；（6）施工单位或者建立部门应该安排相应人员在施工现场值班，将工作落实到每一个人身上，这样才能够保证工程的顺利完工。

4大体积混凝土施工

混凝土泵送系统的布置，在建筑物北侧设置一台拖式泵输送混凝土，东西两侧各一辆汽车泵有顺序浇筑。

混凝土浇筑顺序，挤压机底板混凝土浇筑采用一台混凝土拖式泵配合两台混凝土汽车泵进行浇筑。为了保证底板混凝土施工质量，各段需要连续浇筑施工，以达到自防水抗渗混凝土要求。混凝土施工从东侧开始，按设计好的分层顺序进行浇筑。

混凝土浇筑前，根据混凝土分层厚度，在基础内部设置分层立竿，立竿采用钢筋制作，放置混凝土放灰处，间距10m。

混凝土拖式泵设置在基坑北侧进行施工，汽车泵布置在基坑东西两侧进行施工。

混凝土浇筑到第9层前，现场配备一台48m汽车泵、一台42m汽车泵站在基坑东侧、一台拖式泵放在基坑北侧进行混凝土浇筑作业；混凝土浇筑到第9层后，42m汽车泵转到基坑西侧，同时新增一台42m杆汽车泵站在基坑西侧进行混凝土浇筑作业。

合理安排浇筑顺序，基础底板混凝土从东向西方向推进；采用分段分层浇注，基本分三层，每层50cm左右。混凝土初凝时间要求10h左右。所以浇筑底层和顶层的时间间隔要在8～10h完成，才能确保上下层混凝土结合好。

混凝土从基础垫层开始垂直浇筑到基础顶面，混凝土会自然流动，形成一个三角形的斜坡、自然流淌的混凝土实体，然后水平方向每3～5m左右为一个浇筑段连续浇筑；根据施工组织安排和泵送混凝土初凝时间的限制，每一段混凝土必须在10～12h内浇筑完毕。

5混凝土养护

5.1上面覆盖一层塑料布，然后在上面覆一层棉被。养护至混凝土中心和表面温差平稳、正常后，撤出保温和停止测温。

5.2新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。

5.3柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大。

5.4停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。

结束语

在本工程施工过程中，监理部门与施工单位必须要对整个工程进行严格的、科学的管理，采取有效的措施来避免温度裂缝的发生。通过本工程的时间证明，在采用大体积砼就行施工的过程中，我们需要认真执行每一项工作，并对每一个施工环节进行严格的控制，这样才能够保证工程的质量，才能够提高工程的经济效益。实践证明，大体积砼施工技术具有非常广阔的发展前景。

参考文献

[1]李高生.浅谈大体积砼底板防裂施工技术[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（9）.