大体积混凝土施工技术及常见问题的处理措施_开题报告

（一）、国内研究现状

1、大体积混凝土的应用是随着现代化社会的建设应运而生的，并随着世界范围内的经济快速发展而越来越广泛的采用。上世纪八十年代初，大体积混凝土技术在我国开始推广，并迅速在高层建筑、地铁、桥梁等工程中广泛应用。由于大体积混凝土体积大，结构复杂，加之混凝土又是热的不良导体，致使水泥水化热在结构内部积聚难以扩散。如果这个热量控制问题解决不好，容易引起大体积混凝土出现裂缝，影响结构的整体性和耐久性，危害结构安全。因此如何在大体积混凝土的应用中做到既满足混凝土强度、整体性、和易性以及耐久性等要求，又能够较好控制温度应力和大体积混凝土的温度裂缝问题，成为当今高校和施工研究单位所广泛讨论的话题。

2、孙林柱（1999）依据温度裂缝控制的要求，对大体积混凝土内部温度、由温度引起的温度应力以及最大伸缩缝间距进行了理论分析，给出了控制裂缝的主要措施，为高层建筑基础大体积混凝土施工提供重要的指导作用。

3、龚召熊（2000）认为：我国的大体积混凝土工程的建设起步较晚，从20世纪50年代开始研究混凝土的温度裂缝问题。初期修建丹江口工程时，混凝土出现了大量裂缝，后经过停工整顿，在现场进行了历时数年的调查研究工作，总结了设计、施工方面的经验，提出了防裂措施，一是严格控制基础允许温度、新老混凝土上下层温差和内外温差;二是严格执行新浇混凝土的表面保护;三是提高混凝土的抗裂能力。复工后，没有出现严重危害性的贯穿裂缝或较深层裂缝。表面裂缝也很少出现，为以后防裂技术奠定了基础。随后，水工方面防裂技术发展迅速、日趋成熟。跨世纪宏伟工程三峡大坝能够顺利建设的前提之一正是大体积混凝土防裂技术的成熟。

4、王铁梦（现代）在《工程结构裂缝控制》一书中，对大体积混凝土结构裂缝控制一章中指出：‘在工业与民用建筑结构中，一般现浇连续墙式结构、地下建筑物及设备基础等容易由于温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为大体积混凝土结构。’其观点主要是从控制结构温度开裂为出发点，控制现浇钢筋混凝土连续式结构的伸缩缝和施工缝，从而控制混凝土的温度裂缝。

5、中国建筑工程总公司在混凝土结构工程施工工艺标准中指出：‘大体积混凝土是最小断面任何一个方向尺寸大于0.8米以上的混凝土结构，其尺寸大到必须采取相应的技术措施降低其温差，控制温度应力与裂缝开展的混凝土。’这个定义强度两点：①最小断面尺寸的任一方向均在0.8米以上； ②必须控制温度应力而引起的开裂。

6、在国内，一般采用经验公式计算大体积混凝土其中心最高温度、施工温度应力以及表面温度，这种做法能够简化计算且具有较强的实用价值。但由于未能考虑大体积混凝土内部温度的连续性及连续变化的外界温度的影响，同时采用经验值确定建筑厚度的温降修正系数，所得结果与实际施工过程中的温度场变化的规律相差很大。由于假设温度场与实际温度场不符，加上没有考虑徐变的影响，施工期温度应力的计算结果与实际混凝土的应力场也不相符合。依据经验公式计算很难了解实际工程温度应力。目前，许多学者应用现代化的计算机技术，综合考虑混凝土的入模温度、混凝土的弹性模量在浇筑过程的变化规律以及水泥水化热散热规律和外界气温变化规律，采用有限差分法或有限单元法求解一、二及三维大体积混凝土温度场，有些学者全面的总结了大体积混凝土结构温度与裂缝控制最新研究结果及各种工业结构的裂缝控制方法，提出了较为实用的大体积混凝土工程裂缝的控制方法以及温度场和温度应力场的计算方法，并已在大量工程中得到了广泛应用。与此同时，随着计算机技术的发展，混凝土温度场及应力场的仿真计算也受到人们的重视。考虑诸多随机性，就温度场获得而言，首先是近似处理结构外界条件；其次是考虑气温、水泥和日照等影响因素的随机性；再次是估算原材料温度、混凝土出机温度、浇筑温度；四是考虑混凝土的配合比的随机性引起的绝热温升随机性；五是采用半经验半理论公式换算混凝土热学参数的随机性，如：导热系数、导温系数等。就温度应力场的获得而言，一方面考虑是随机温度场的随机性，另一方面，考虑混凝土材料力学特性如弹性模量、徐变度等，利用随机性分析大体积混凝土的温度场分布规律是当今此类结构的一个发展趋势。

（二）、国外研究现状

1、大体积混凝土的裂缝问题在国外研究较早。从1900年到1930年，建成的混凝土坝施工中，已开始对大体积混凝土防裂措施进行研究。1915年，美国在爱德荷州建成了世界上第一座高于100米的混凝土坝(坝高107米)，即箭石坝(Arrow Rock)。在施工中，开始用坍落度测稠度、塑制试件测定抗压强度，但对加水量仍无严格控制，拌制的混凝土仍很稀。由于施工技术上的缺陷，那时的混凝土坝出现了严重的裂缝。1930年后，开始注意到大坝混凝土的裂缝问题。到1933年，美国开始修建世界上第一座高于200米的混凝土坝-胡佛坝（221米）,对大体积混凝土进行全面的研究。第一次采取温度控制措施，主要包括横缝分布均为15米，混凝土的水泥用量为223kg/m3，采用低水化热的水泥，浇筑层厚1.5米并限制间歇期、预埋冷却水管等。结果表明这些温控防裂措施是比较成功的。美国在对水工大体积混凝土温控防裂方面，在20世纪60年代初已形成了一套比较定型的设计、施工模式。前苏联在1977年修建了托克托古尔电站，也形成了一套行之有效的大体积混凝土温控防裂措施，即托克托古尔法。

2、叶琳昌（1986）说过：1953年美国在修订混凝土坝的施工规范时，美国陆军工程师团首次对混凝土表面保温提出了明确要求：首先当温度骤降超过14度时，必须对混凝土表面进行保温，其次在每年九月至次年的四月的低温季节，当浇筑块顶面和侧面暴露时间超过了30天，也需要对混凝土表面进行保温。

3、对于大体积混凝土，国外的定义也不尽相同。日本建筑学会标准JASS5规定：‘结构断面最小厚度在80厘米以上，同时由于水化热引起混凝土内部的最高温度与外界温差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。’这个定义明确指出两点：①断面最小厚度80厘米以上；②内部混凝土最高温度与外界温度差＞25℃。也就是在这种情况下，由于温差而使混凝土产生应力，会导致混凝土的开裂。

4、国外对大体积混凝土的定义，即考虑了混凝土结构的几何尺寸，同时也考虑了水泥水化热引起体积变化与裂缝问题。参照国外标准，结合实际的工作经验，笔者认为，大体积混凝土的定义为：现场浇筑混凝土结构的几何尺寸较大，且必须采取技术措施以避免水泥水化热及体积变化引起的裂缝，这类结构称为大体积混凝土。

5、美国混凝土协会ACI规定：任何现浇大体积混凝土，由于尺寸大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形纹图，以便最大限度的减少混凝土的开裂。

由此可见，大体积混凝土是由是否产生水化热引起温度收缩应力来定性的；但水化热的大小，除了本身的组成材料以外，又与结构的断面尺寸有关。

^范文提纲

一、大体积混凝土浇筑后的危害

（一）、由于大体积混凝土体积大，结构复杂，加之混凝土又是热的不良导体，致使水泥水化热在结构内部积聚难以扩散。如果这个热量控制问题解决不好，容易引起大体积混凝土出现裂缝，影响结构的整体性和耐久性，危害结构安全。

二、控制大体积混凝土裂缝的技术措施

（一）、在设计许可的情况下，采用混凝土60d强度作为设计强度。

（二）、采用低热或中热水泥，掺加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料。

（三）、掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂。

（四）、在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施。

（五）、混凝土内部预埋管道，进行水冷散热等等

三、大体积混凝土的浇筑和振捣

（一）、控制浇筑温度。

（二）、分层浇筑。

（三）、加强模板支撑结构的可靠性。

（四）、大体积混凝土的振捣。

（五）、大体积混凝土的养护。

四、大体积混凝土施工时防止裂缝产生的有关技术措施

（一）、要尽量减少水泥水化热，推迟放热高峰出现的时间。

（二）、进行保温保湿养护，养护时间不少于14天。

、采用分层分段法建筑混凝土。

（四）、做好测温记录。

三、参考文献

【1】《高层建筑施工手册》 （主编杨嗣信  中国建筑工业出版社   1992年12月第一版）

【2】《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2005

【3】《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002

【4】《地下工程防水技术规范》GB50108-2001

【5】《建筑施工手册》  （缩印第二版  建筑施工手册第三版编写组   1999年1月第二版   中国建筑工业出版社

【6】孙林柱，大体积混凝土温度裂缝控制的理论分析及其对策【J】,淮南工业学院学报，1999年第四期

【7】叶琳昌，沈义，大体积混凝土施工LE{M}  北京：中国建筑工业出版社  1986

【8】龚召熊，水工混凝土的温控与防裂{M}，中国水利水电出版社  2000

【9】王顶堂.大体积混凝土裂缝控制技术应用研究【J】.安微建筑工业学院学报（自然科学版），2008（06）

【10】刘京红，梁钲等,大体积混凝土施工中的温度检测及裂缝控制【J】.河北农业大学学报，2008（05）

【11】宋毅超.建筑工程中大体积混凝土施工技术分析以及应用【J】.中国科技博览，2011（37）