大体积混凝土施工规范培训.ppt

近几年来，全国各地工程规模日趋扩大，近几年来，全国各地工程规模日趋扩大，结构形式日益复杂，工业与民用建筑中大体结构形式日益复杂，工业与民用建筑中大体积混凝土越来越多。由于其体积大，表面小，积混凝土越来越多。由于其体积大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝和收缩变形裂缝，影响结构安全和温度裂缝和收缩变形裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，来保正常使用，所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。证施工的质量。 大体积砼结构的特点大体积砼结构的特点 由于高层基础多为砼体积较大的箱形、筏形和桩承由于高层基础多为砼体积较大的箱形、筏形和桩承台较大的基础，这种结构有结构厚、体形大、钢筋台较大的基础，这种结构有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。外荷载引起裂缝的可能性很小。但水泥高等特点。外荷载引起裂缝的可能性很小。但水泥的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩的共同作用，会产生较大温度应力和收缩与砼收缩的共同作用，会产生较大温度应力和收缩应力，是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。这些应力，是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，所以必须控裂缝往往给工程带来不同程度的危害，所以必须控制制温度应力温度应力和和温度变形温度变形裂缝的开展。裂缝的开展。 大体积混凝土的定义大体积混凝土的定义 大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。现浇混凝土。 大体积混凝土施工规范大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009GB 50496-2009）中给予大体积混凝土定义：中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小混凝土结构物实体最小尺寸不小于尺寸不小于lm的大体量混凝土，或预计会因混凝土的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的中胶凝材料水化引起的温度变化温度变化和和收缩收缩而导致有害而导致有害裂缝产生的混凝土。裂缝产生的混凝土。 通过大量的工程实践证明： 砼的温升和温差与表面系数有关，单面散热砼的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热以上，双面散热的结构断面最小厚度在的结构断面最小厚度在100cm以上，水化热以上，水化热行引起的砼内外最大温差预计可能超过行引起的砼内外最大温差预计可能超过25，应按大体积砼施工。应按大体积砼施工。n混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因n控制裂缝的措施控制裂缝的措施设计方面设计方面材料方面材料方面施工方面施工方面混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 1、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝土、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝土裂缝可分为裂缝可分为“微观裂缝微观裂缝”和和“宏观裂缝宏观裂缝”两两种。种。 1）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结构）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为0.05mm以下）：以下）：粘着裂缝：骨料与水泥石粘粘着裂缝：骨料与水泥石粘面上的面上的水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝 前两种形式的裂缝较多，前两种形式的裂缝较多，且这些裂缝分布不规则、且这些裂缝分布不规则、不贯穿，砼仍可承受拉不贯穿，砼仍可承受拉力。力。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 2）宏观裂缝（宽度宏观裂缝（宽度0.05mm以上以上肉眼可见的肉眼可见的裂缝裂缝）：）： 表面裂缝：表面拉应力大于砼极限抗拉强度表面裂缝：表面拉应力大于砼极限抗拉强度时出现的裂缝时出现的裂缝 贯穿裂缝：砼从高温降温引起砼收缩产生拉贯穿裂缝：砼从高温降温引起砼收缩产生拉应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝土应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝土的整个截面出现贯穿裂缝。的整个截面出现贯穿裂缝。 深层裂缝：表面裂缝发展而成深层裂缝深层裂缝：表面裂缝发展而成深层裂缝混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 宏观裂缝是宏观裂缝是微观裂缝扩微观裂缝扩展的结果。展的结果。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因(1)表面裂缝表面裂缝 大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条件较差，热量不易散发，其温度上升较多。件较差，热量不易散发，其温度上升较多。混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。强度时，混凝土表面就产生裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已削弱，凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已削弱，易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开展。展。 国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝土我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定：结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定：室内正常环境下的一般构件为室内正常环境下的一般构件为0.3mm；露天；露天或室内高湿度环境下为或室内高湿度环境下为0.2mm。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因（2）贯穿裂缝贯穿裂缝大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不计。计。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基本已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温本已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土多余的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土多余水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的开展。开展。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因（3）深层裂缝深层裂缝 基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。 深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的危深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的危害性，施工中是不允许出现的。害性，施工中是不允许出现的。 如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混凝如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混凝土内外温差控制适当，基本上可避免出现深层土内外温差控制适当，基本上可避免出现深层裂缝和贯穿裂缝。裂缝和贯穿裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因u混凝土裂缝的三类原因：混凝土裂缝的三类原因：1、由外荷载的直接应力（即按常规计算的主要应力）引起的、由外荷载的直接应力（即按常规计算的主要应力）引起的裂缝。裂缝。2、由结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）引起的、由结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）引起的裂缝。裂缝。大体积混凝土的裂缝多由上述第三种大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。原因引起。当变形受到约束产生的应力超过混凝当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，就引起裂缝。土的抗拉强度时，就引起裂缝。3、由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝。、由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝。混凝土基础底板混凝土基础底板内部温差引起的内部温差引起的温度应力分布：温度应力分布： 结构变形的内外约束：结构变形的内外约束： 1、内约束内约束：结构变形时，其内部各质点之间：结构变形时，其内部各质点之间产生的约束；产生的约束； 2、外约束外约束：结构变形时，不同结构之间产生：结构变形时，不同结构之间产生的约束。的约束。外约束分为：外约束分为：自由体、全约束、弹性约束自由体、全约束、弹性约束（部分约束）（部分约束） 建筑工程中的大体积混凝土，外约束应力占建筑工程中的大体积混凝土，外约束应力占主要地位主要地位u大体积混凝土裂缝产生的原因：大体积混凝土裂缝产生的原因：主要由温度变形、主要由温度变形、收缩变形导致收缩变形导致内约束引起的内约束引起的表面裂缝表面裂缝外约束引起的外约束引起的深层裂缝深层裂缝砼浇筑砼浇筑初期初期，其内部与表面温差过大其内部与表面温差过大砼浇筑砼浇筑后期后期，砼降温、干缩变形引起的混凝土内砼降温、干缩变形引起的混凝土内部收缩受到外部约束部收缩受到外部约束设设计计方方面面施施工工方方面面采用过高强度等级的混凝土采用过高强度等级的混凝土（设计强度过高，水泥用量过大）（设计强度过高，水泥用量过大）忽视配置控制温度和收缩变形忽视配置控制温度和收缩变形的构造钢筋的构造钢筋（温度应力和收缩应力变形不能受到约束（温度应力和收缩应力变形不能受到约束）材料选用不当材料选用不当施工技术准备不周密施工技术准备不周密浇筑过程施工措施不当浇筑过程施工措施不当浇筑后的养护和监控不完善浇筑后的养护和监控不完善大体积混凝土产生裂缝的主要原因大体积混凝土产生裂缝的主要原因1、设计方面、设计方面l大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现C40C55甚甚至更高强度等级的高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过至更高强度等级的高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内外温差过大，大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内外温差过大，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。 l对于大型基础底板，设计人员往往只重视满足强度和抗冲对于大型基础底板，设计人员往往只重视满足强度和抗冲切要求的结构配筋和构造配筋，而忽视配置控制温度和收缩切要求的结构配筋和构造配筋，而忽视配置控制温度和收缩的构造钢筋，混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受的构造钢筋，混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受到足够的约束，从而产生裂缝现象。到足够的约束，从而产生裂缝现象。 大体积混凝土施工阶段产生裂缝的主