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1、河北农业大学城建学院本科毕业论文题目：论水化热对大体积混凝土的影响及控制措施学院：专业班级：学号：学生姓名：指导教师姓名：指导教师职称：O一四年六月九日论水化热对大体积混凝土的影响及控制措施摘要随着建筑领域的发展，大体积混凝土工程规模越来越大，基础结构形式日趋复杂。由于大体积混凝土截面面积大、水泥用量大、混凝土浇筑时间过长，内外温差大，温度易收产而产生裂缝，施工难度较大，水化热的问题也逐步显现出来。因此，本文在分析了水化热对大体积混凝土结构影响基础上，从原材料选择、混凝土养护和设置混凝土后浇带等几个方面，探讨大体积混凝土温度裂缝控制的措施。关键词：大体积混凝土；水化热；裂缝；预防；控制Infl
2、uenceofheatofhydrationofmassconcreteandcontrolmeasuresAbstractAlongwiththeworlddevelopmentinthefieldofdevelopment,largevolumeconcreteprojectscaleismoreandmorebig,infrastructureformarecomplexwitheachpassingday,technicallevelismoreandmorecomplex,tallbuildingboxfoundationandraftfoundationarelargereinfo
3、rcedconcretefloor,theyoftenhavelargerdeepbeam.Becauseofthelargevolumeconcretecrosssectionarea,largeconsumptionofcement,concretepouringtimeistoolong,thetemperaturedifferencebetweeninsideandoutside,easytemperaturecontractioncrack,difficultiesinconstruction.Therefore,thispaperistoanalyzethetemperaturec
4、racksoflargevolumeconcrete,andthenthetwovibrator,thenanalyzedthemaintenancemethodandeffectanalysisofafter-pouringzone,withprocessingandconcretetemperaturemonitoring,studythefinestoneconcretefilled,finallythecommonconstructionqualityproblemsareanalyzed.Inthispaper,althoughthecharacterisbrief,forbegin
5、nersofbigvolumeconcretehasaprofoundunderstanding,ithasprofoundtheoreticalsignificanceandwidepracticalapplication.Keywords：Largevolumeconcrete,hydrationheatofmassconcreteDontrol1综述1.1.1 研究现状11.2 研究背景12水化热对大体积混凝土影响1.2.1大体积混凝土的概述1.2.1混凝土结构的温度裂缝2.3大体积混凝土的温度监测2.4控制水化热措施3.4.1 混凝土原材料的选用3.4.1.1 水泥4.4.1.2 外掺
6、齐14.4.1.3 骨料4.4.2 .分层浇筑4.4.3 大体积混凝土养护5.4.3.1 大体积混凝土的养护要求.5.4.3.2 大体积混凝土的养护措施.6.4.4 后浇带的留置与处理6.4.4.1 后浇带的留置优点6.4.4.2 后浇带的留置要求与处理方法65结论7.参考文献8.谢辞9.论水化热对大体积混凝土的影响及控制措施1由于建筑物额规模越来越大，基础的体积也越来越大，为了满足大体积混凝土对基础作出的要求，现在通常采用的基础形式结构为大体积筏板基础。而浇筑大体积筏板基础又会带来一些问题，其中水化热就是人们着手解决的问题之一。1.1 研究现状黄永昌依据温度裂缝控制的要求，对大体积混凝土内部
7、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。段峥通过超大体积混凝土在水泥水化时，会形成内低外高的温差，这种温差会使超大体积混凝土内部温度分布不均，会引起质点发生的变形不一致，从而产生内约束。超大体积混凝土中心由于温度较高，所产生的热膨胀也比较大，因而在混凝土中心产生压应力，而表面则产生拉应力。当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会在大体积混凝土的外表面产生裂缝10杨嗣信分析了现浇混凝土早起性能特点和早期应力、应变发展规律介绍了结构特性、环境因素对混凝土性质变化作用机理。提出了混凝土结构的时变应力分析理
8、论。对早期裂缝控制的基本理论与实际应用方法进行了阐述。1.2 研究背景我所在的工程基础为大体积筏板基础，本项目工程为保定直隶餐饮文化博物馆及五星级酒店项目，位于河北省保定市朝阳北路东侧，规划羲和路南侧，地下二层，地上22层,建筑高度为94.8m,总建筑面积为：53448m，该工程结构形式为剪力墙结构，基础形式为筏板基础。纵观国内外的各种探讨和研究，大体积混凝土产生裂缝的原因皆是因水化热所引起的。故针对此项目，从原材料的选用、分层浇筑、养护、等等。这些方法都有效的解决或缓解了水化热所带来的问题。本文将从水化热与水化热产生的问题几方面对大体积混凝土进行探讨、研究。2水化热对大体积混凝土影响2.1大
9、体积混凝土的概述普通混凝土配合比设计规程（JGJ552000）关于大体积混凝土的定义是这样的：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于lm或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土称为大体积混凝土。而大体积混凝土具有如下特点：1）、混凝土是脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1/10左右；拉伸变形能力也很小。2）、大体积混凝土结构断面尺寸比较大，混凝土浇筑以后，由于水泥的水化热，内部温度急剧上升，此时混凝土弹性模量很小，徐变很大，升温引起的压应力并不大；但在日后温度逐渐降低时，弹性模量比较大，徐变较小，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。3）、大体积混凝土通常是暴露在外面的，表面与
10、空气或水接触，一年四季中气温和水温的变化在大体积混凝土结构中会引起相当大的拉应力2。水泥水化过程中要放出一定的热量。而大体积混凝土结构物一般断面较厚，水泥放出的热量聚集在结构物内部不易散发。通过实测，水泥水化热引起的温开，在水利工程中一般为1525C,而在建筑工程中一般为2030C,甚至更高水泥水化热引起的绝热温开，是与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期（时间）按指数关系增长，一般在1012天接近于最终绝热温升30但由于结构物有一个自然散热条件，实际上混凝土内部的最高温度，多数发生在混凝土浇筑后的最初35天。由于混凝土的导热性能差，浇筑初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对
11、水化热引起的急剧温升约束不大，相应的温度应力也较小。随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以至产生很大的拉应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝。而要解决温度裂缝需研究清其属于哪一种裂缝。2.1 混凝土结构的温度裂缝混凝土结构的温度裂缝主要是由于温差引起，温度控制主要是两个方面：一是最大温开，二是内外温差。要解决水化热对大体积混凝土结构产生的影响，必须要先清楚其内部的温度分布情况。同时在温差一定的情况下，外约束将对温度应力影响很大。下面将主要从水化热的危害，分层浇筑的影响等几方面进行分析。但是通常在采取了措施之后几乎每个工程中
12、都依然会出现混凝土裂缝问题。常见的温度裂缝问题分为两类：（1）早期温度裂缝：在混凝土浇筑后由于早期内外温度差过大（25c以上）的影响,大体积混凝土将会产生以下两种温度裂缝：1）表面裂缝：大体积混凝土浇筑后水泥的水化热量大，由于体积大，水化热聚集在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，内部产生压应力，表面产生拉应力，而碎的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。2）贯穿性裂缝：由于结构温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积碎浇筑在约束地基（例如桩基）上时
13、，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束时易导致拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而在约束接触处产生裂缝，甚至会贯穿整个表面产生贯穿性裂缝4。（2）早期温度裂缝控制：温度裂缝对大体积混凝土的危害性是很大的（特别对防水有特殊要求的基础工程），为防止混凝土产生裂缝（表面裂缝和贯穿性裂缝），就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能这两个方面综合考虑。3大体积混凝土的温度监测温度控制是大体积混凝土施工中的一个重要环节，也是防止水化热产生裂缝的关键。加强施工监测工作在大体积混凝土的凝结硬化过程中，及时摸清大体积混凝土不同深度温度场升降的变化规律，随时监测混凝土内部的温度情况，以
14、便有的放矢地采取相应的技术措施，确保混凝土不产生过大的温度应力，避免温度裂缝的发生，具有非常重要的作用。在国内外，检测大体积混凝土的普遍做法都是按设计要求布置一定数量的传感器外，并且确保埋入混凝土中的每个传感器具有较高的可靠性。因此，必须对传感器进行封装，封装的工序一般包括：初筛、热老化处理、绝缘试验、馈线焊接和密封。但是在民用建筑行业中，由于大体积混凝土都只是局限于大基础底板位置，所以为了考虑到经济性，一些相关的技术措施便没有必要全部应用到温度监测这个措施中来。在实际工程中采用预设测温孔测温，测温孔应预留在最具代表意义的测温点。集水坑混凝土厚度最大，混凝土中心温度最高的地方也在集水坑处。依据
15、规范来进行测温工作如图：图2塔楼下筏板基础大体积位测温点剖面图说明：测温点用DN48械砰管90,垂直埋入灌疆土内面、中、底处.牛革过碇上曲150nlm，蚊件中1底部坪封闭，不得有漏水现隼.测温时健卦管内灌满煤油，测温用玻璃温度计测温中4控制水化热措施大体积混凝土裂缝是大体积施工中必须控制的一道重要工序，裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。在本文中探讨的为材料型裂缝。并且在当今的建筑行业中解决水化热产生的裂缝问题的方法无外乎为：原
16、材料的用、分层浇筑、留置后浇带等做法。4.1 混凝土原材料的选用原材料的选用是控制大体积混凝土水化热的首要问题，是需要最先解决的。良好的和易性、安定性和坍落度关系到控制水化热的好坏。所以控制水化热应从源头抓起。工民建混凝土配合比需满足工程技术性能及施工工艺的要求才能保证混凝土顺利施工及达到工程要求的强度等性能。改善混凝土性能，提高混凝土强度，达到工程各位置对混凝土各种性能的要求，在混凝土中掺入不同类型的外加剂，改善混凝土性能的科学配制，优化混凝土的配合比，在施工中效果明显。科学配制混凝土，早期强度明显提高，并能够减小水化热的产生和加快施工速度5。在我参与的实际工程中施工方从水泥的选用，外掺剂的添加和选用骨料的三个方
