,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,底板大体积混凝土裂缝控制研究,*,项目部,TQC,小组,北京住总集团工程总承包部*项目部,200,9,年1月,QC小组成员,序号,姓名,组内分工,职务,职称,学历,性别,年龄,1,*,现场总负责人,项目经理,工程师,中专,男,48,2,*,技术总负责人,主任工程师,助工,大专,男,32,3,*,技术辅导,技术员,助工,本科,男,25,4,*,措施落实,栋号负责人,助工,本科,男,25,5,*,措施实施,施工员,助工,中专,男,48,6,*,质量总负责人,质量员,助工,中专,女,44,7,*,钢筋质量管理,钢筋负责人,助工,中专,男,49,8,*,模板质量管理,模板负责人,助工,大专,男,50,概述,任何现场浇筑的混凝土，其尺寸之大，必须要采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度地减少开裂。,翠城,C-B1#,楼底板厚度,550mm,为了保证施工质量,按照大体积混凝土对待。,底板混凝土特点,强度不高，体积庞大。,水化热温升高，内外温差大。,易开裂，影响整体性、抗渗性、耐久性。,裂缝产生原因往往不是由外荷载引起的，主要是由于水泥水化热温升及随后大幅度的降温产生的降温收缩和干燥收缩造成的。,常见裂缝种类,“温度裂缝”,混凝土终凝后由于化学减缩、降温收缩和干燥收缩引起的裂缝。,“塑性裂缝”,混凝土终凝前由于自身沉缩和表面失水过快引起的裂缝。,裂缝产生的机理及防治措施,（,一）温度裂缝产生的机理,（二）防止裂缝产生的措施,1、减小收缩,2、改善约束,3、利用混凝土应力松弛特性,4、提高混凝土表面抗拉强度,5、防止塑性裂缝的措施,6、其它措施,（一）温度裂缝产生的机理,化学收缩 弹性模量,干燥收缩 应变,降温收缩 约束系数,碳化收缩 应力松弛系数,拉,=,ES,材料收缩 拉应力 开裂,约束条件 当,拉,R,拉,内约束,外约束 抗拉强度,化学收缩,水泥在水化硬化过程中，化学反应后的体积比反应前缩小，这是化学收缩。数值范围为-5 10,-5,510,-5,，因水泥矿物成分不同而有区别，多数情况为收缩。当水泥中有相当数量的膨胀组分时，也可表现为膨胀。,碳化收缩,水泥水化产物,Ca（OH）,2,与,CO,2,反应，使混凝土体积缩小。在混凝土早龄期数值较小。,干燥收缩,混凝土拌和水以不同形式存在于硬化后混凝土中，一部分参与了化学反应，叫化学结合水，约占水泥质量的22%左右，这部分水在正常使用条件下不参与同外界湿度交换。当混凝土处于干燥环境中，自由水会蒸发，毛细管水的蒸发会产生毛细管收缩而使混凝土体积缩小，这种干燥收缩的数量范围在2 10,-4,1010,-4,之间。,干燥收缩是部分可逆的，干缩后的混凝土重新放到潮湿环境中，毛细管吸水膨胀可使混凝土体积增大，部分裂缝“自愈”；初期湿养护很好的混凝土移入干燥环境中，干缩照样发生。,干燥收缩不仅与环境湿度有关，还同水泥品种、水泥用量、水灰比、掺合料品种等有关。,初期湿养护对混凝土后期干缩的影响,降温收缩,发生在混凝土内部达到最高温度后的降温过程中，一直到混凝土内部温度达到稳定的使用温度为止。,降温差,T=T,j,+T,h,-T,q,式中,T -,混凝土降温差(),T,j,-,混凝土浇筑温度(),T,h,-,混凝土绝热温升(),降温系数,T,h,表示混凝土实际温升（,数 值可查表）,T,q,-,施工期大气平均温度(),另一类裂缝叫“,塑性裂缝,”，它在混凝土凝结硬化前就产生了，造成的原因大致有二个：,1、,厚度较大的混凝土在塑性阶段发生沉降收缩，在有钢筋的部位被托住，没有钢筋的部位混凝土下沉，发生顺钢筋的干裂缝；,2、,因空气干燥、太阳直射或刮风，混凝土表面水分蒸发速度快于混凝土内部向表面泌水速度，造成失水干裂。,塑性裂缝形状较短较宽，裂缝间距同钢筋间距，深度往往仅达钢筋上表面。只要在下道工序施工时将其封闭，不致产生大的危害。但严重影响观感。,（二）防止裂缝产生的措施,1、减小化学收缩、干燥收缩和降温收缩；,2、改善约束条件；,3、利用混凝土应力松弛特性；,4、提高混凝土表面抗拉强度。,再考虑到生产工艺上材料降温的可行性，降低混凝土拌合温度最有效的办法是降低粗骨料和水的温度。措施有给石子浇水，集料进棚或覆盖以防止阳光直射，夏季如有可能使用地下水，在水中加冰冷却等。因为冰的熔解热为335,kj/kg。,需引起注意的是，有的混凝土搅拌站在夏季仍使用刚出厂的散装水泥，温度可达50以上，这对底板混凝土的抗裂是十分不利的。,要降低,T,h,，,就需降低水泥用量，选择水化热低的水泥品种，在满足强度等要求的前提下适当多掺折减系数较低的活性掺合料。,计算和实测资料都表明：每减少10,kg,水泥用量，混凝土温度可降低1.5左右；每掺加10,kg,粉煤灰替代等量的水泥，混凝土温度可降低1。,混凝土浇筑后，一方面因水化热而升温，另一方面又向周围环境散热，实际达到温峰值的时间和峰值的高低由水泥水化速度和工程散热条件决定。水泥的水化速度可通过掺加缓凝剂调节，凝结时间延长了，水化速度减慢了，就增加了散热时间，从而推迟温峰出现，达到降低温峰值的目的。,粉煤灰的作用,有效降低水泥水化热；,不低于级的粉煤灰对强度有较大的贡献，特别是对后期强度。,掺粉煤灰使混凝土具有较好的和易性、可泵性和抗渗性。,大掺量粉煤灰混凝土抗离析好，很少产生泌水，因而有利于混凝土表面处理；,减少混凝土干缩；,降低成本。,提高环境温度,提高环境温度有利于减小降温温差，减缓降温速度。这里说的环境温度不是大气温度，而是指靠近混凝土表面的局部环境温度。如果对处于降温阶段的大体积混凝土采取保温养护措施，如覆盖保温材料，那么，保温材料下的局部环境温度就会高于大气温度，在养护阶段，混凝土表层温度就不致降低过快，混凝土内表温差就会减小，在混凝土早龄期抗拉强度还不高时就可能避免出现温度裂缝。减缓降温速度也有利于混凝土强度增长和应力松弛发挥作用，同样有利于防止裂缝产生。,水泥用量和水灰比对混凝土收缩的影响,研究表明,初期湿养护并不能阻止以后干缩的发生,只能推迟干缩的出现。,因此，一方面,不能认为既然早期采取了保湿养护措施,湿养护撤消后就不会产生干缩。,另一方面，又不能认为干缩反正不可避免,就忽视了早期湿养护的必要性。初期的湿养护可在混凝土早期抗拉强度不高的情况下防止干缩和冷缩过早地叠加。,对于冷缩,我们只能通过放慢降温速度来减缓冷缩的累计。,但对于干缩,我们却可以通过早期湿养护来推迟干缩的发生。随着混凝土龄期的发展,混凝土抗拉强度得到提高,混凝土中应力松弛作用得以发挥,此时再撤消保湿养护,就可以减小干缩的危害。,当混凝土中心温度不高于75，施工期大气平均温度不低于20，可以考虑蓄水养护的方法。虽然水的导热系数不低，但水的优点是别的保温材料无法相比的：,绝对保湿，覆盖严密,在养护过程中能方便调节水深,费用极低,因此工程应用效果很好。,2、改善约束,一个物体的自由变形，受到外部的制约，叫外约束；一个物体内部各质点之间相互牵制,彼此制约自由变形,称为内约束。,外约束有3种状态：,完全约束,（,不准变形,）,变形为0，约束应力最大,。,无约束（随便变形）可完全自由变形，约束应力为0。,弹性约束,被约束体既可产生一定的变形，外约束又在 其内部产生一定的约束应力。,在大体积混凝土中,地基土以水平摩阻力约束混凝土水平方向变形就是一种外约束。内部各部位因温度、变形不同而相互间有制约,钢筋骨架阻碍混凝土向各方向变形,这些是内约束。,改善外约束的办法有：降低素混凝土垫层的强度等级;在垫层上干铺油毡或砂层。,改善内约束的办法有：在混凝土表面加设细直径、小间距的防裂钢筋网片；在混凝土初凝前对表层混凝土进行二次震捣；保温保湿养护以减少混凝土内表各部位间的温湿度梯度；当混凝土超厚,内部温差过大时,甚至可以借鉴水工混凝土的施工经验,在混凝土内部埋设循环冷却水管,强制降低混凝土中心温度。,3、利用混凝土应力松弛特性,混凝土有徐变的特性，即在荷载或变形不改变的前提下，随时间的推移，内部应力有所降低，这就是应力松弛作用。应力松弛作用对预应力混凝土是有害的，它使建立起的预应力值受到损失；但对大体积混凝土是有利的,可以减少发生裂缝的危险。松驰后的应力保留率叫松弛系数，同龄期相关。,推迟收缩的发生的方法,使用缓凝型减水剂；,放慢降温速度；,早期保湿养护。,4、提高混凝土表面抗拉强度,防止混凝土离析浮浆,加减水剂、引气剂,控制塌落度上限,防止过振,及时养护,5、防止塑性裂缝的措施,（1）防止离析,控制水灰比、塌落度,掺粉煤灰,防止过振,（2）缓解沉缩,二次振捣,木抹子反复搓面,（3）保水,尽早盖塑料薄膜，抹面时“随揭随抹，抹完即盖”,6、防止裂缝的其它措施,（1）加大配筋，局部加设构造钢筋,（细而密）,（2）薄层浇筑,（“斜坡分层，一次到顶”）,作用：增加散热,防止冷缝,计算初凝时间或浇筑密度的公式：,t,初,14,hB/V,其中,t,初,混凝土初凝时间（,h）,h,混凝土厚度（,m）,B,浇筑面宽度（,m）,浇筑层厚度（,m）,一般取0.5,V,混凝土浇筑密度 （,m,3,/h）,（3）设置后浇带,研究表明:底板混凝土中的拉应力的大小除与前述诸因素相关外,同混凝土本身的长度,L,0,也有关。在制订施工方案时应通过计算平均整浇长度（伸缩缝间距）,L,CP,来核定,如果,L,0,L,CP,，,应考虑在,L,0,中部加设后浇带。,总结,按降低温升、减少收缩的原则设计好混凝土配合比,利用混凝土后期强度；,选水化热低的水泥品种，尽可能降低水泥用量；,掺加不低于级的粉煤灰，掺量可根据试验确定,；,掺加缓凝型减水剂，降低水灰比，控制塌落度，延长凝结时间；,可掺加微膨胀剂，以补偿部分收缩。,通过计算，设计可靠的养护方案，复核伸缩缝间距,通过计算，确定保温保湿养护方案；,核算伸缩缝间距，必要时可增设后浇带；,设专人负责温度监控。,根据底板混凝土特点，制订合理的施工工艺,降低垫层混凝土标号，干铺油毡或砂层；,降低混凝土浇筑温度；,协调好混凝土凝结时间和浇筑速度的关系，避免冷缝；,薄层浇筑，避免过震；,二次震捣，木抹子反复搓面。,活动总结,提高了工程质量。,学会了用现代化管理方法分析问题、解决问题。,小组成员自我评价见下表：,活动成果自我评价表,项目,活动前（分）,活动后（分）,团队精神,85,90,质量意识,85,90,进取意识,70,85,QC,工具应用,60,80,工作热情,80,90,改进意识,70,85,