大体积混凝土易裂的原因及提高混凝土耐久性的原理与实践.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流大体积混凝土易裂的原因及提高混凝土耐久性的原理与实践.精品文档.目录大体积混凝土易裂的原因提高混凝土耐久性的原理与实践2 大体积混凝土易裂的原因 2.1水化温升高，体积变化大混凝土体积越大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大。2.2受约束，产生拉应力不受约束（即能自由收缩）的混凝土是不会产生内应力的，体积变化受约束才产生内应力。约束有两种。一是外部约束，二是内部约束。混凝土浇在岩石上或老混凝土上，其体积变化将受外部岩石或老混凝土约束，初期因水泥急剧水化升温，体积膨胀，处于受压状态，但因混凝土（强度低）弹性模量低，产生

2、的压应力很小；后期水泥水化热减小，散发热量大于水化热量，温度降低，体积收缩，受岩石或老混凝土约束，由受压状态变为受拉状态，产生拉应力。内部约束是由于内部水泥水化热不易散发，表面则易散发，是表面约束处于受压状态，表面则体积收缩（特别是遇气温骤降，或过水）受内部约束，产生拉应力。2.3抗拉能力低混凝土是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低。抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右；极限拉伸也很小，通常不足110-4。大体积混凝土温度变形受约束产生的拉应力（或拉应力）很容易超过极限拉伸（或抗拉强度）而产生裂缝。当然最根本的原因是水化温升产生的较大的体积变化。3大体积混凝土的防裂措施3.1减小温度变形3.1

3、.1使用水化热低的水泥由于矿物成分及掺加混合材数量不同，水泥的水化热差异较大。铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高；混合材掺量多的水泥水化热较低。为降低水化温升、减小体积变形，大体积混凝土一般不宜使用水化热高的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，应使用中热硅酸盐和低热矿渣水泥；更不宜使用早强型水泥。如工地上有条件掺加较多的活性混合材（如粉煤灰），则使用的水泥品种一般可不加限定。3.1.2尽量降低水泥用量水泥水化产生的水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源。干湿和化学变化也会造成体积变化，但通常都远小于水泥水化热产生的体积变化。因此，除采用水化热低的水泥外，要减少

4、温度变形，还应千方百计地降低水泥用量。这就要求：（1） 在满足结构安全的前提下，尽量降低设计要求强度，以减小水泥用量。（2） 充分利用混凝土后期增长的强度及其他性能，采用较长的设计龄期。混凝土的强度、抗渗性等都随龄期的增长而提高，特别是掺加活性混合材（矿渣、粉煤灰）的。大体积混凝土因工程量大，施工时间长，有条件采用较长的设计龄期，如90天、180天、甚至1年。折算成常规龄期28天的设计强度就可降低，从而减少水泥用量。（3） 精心设计、调整混凝土的骨料粒径和级配如尽可能采用大的骨料最大粒径。最大粒径越大，骨料的空隙率和表面积越小，混凝土的水泥浆及水泥用量就越小。不同最大粒径混凝土的相对水泥用量见

5、表1。 表1不同最大粒径混凝土的相对水泥用量（以最大粒径20mm的为100）最大粒径mm10204080150相对水泥用量%120100847060通常规定，骨料最大粒径不得大于结构断面最小尺寸的1/4（板后的1/2）。钢筋净距的3/4。又如选用优良的骨料级配（包括砂率）。优良级配骨料的空隙率和表面积小，水泥用量也小。比较优良的粗骨料级配，其中Dmax1/2Dmax的颗粒含量约为50%左右。此外，合理的间断级配亦可有效地降低水泥用量。比较简便的是剔除510mm的颗粒。（4） 掺加粉煤灰粉煤灰的水化热远小于水泥，7天约为水泥的1/3，28天约为水泥的1/2。掺加粉煤灰减小水泥用量可有效降低水化热

6、。大体积混凝土的强度通常要求较低，允许掺加较多的粉煤灰。另外，优质粉煤灰的需水性小，有减水作用，可降低混凝土的单位用水量和水泥用量；还可减少混凝土的自生体积收缩，有的还略有膨胀，有利于防裂。掺粉煤灰还能抑制碱骨料反应并因此防治因此产生的裂缝。（5） 掺减水剂掺减水剂可有效地降低混凝土的单位用水量，从而降低水泥用量。缓凝型减水剂还有抑制水泥水化作用，可降低水化温升，有利于防裂。3.1.3采用线膨胀系数小的骨料混凝土由水泥浆和骨料组成，其线膨胀系数为水泥浆和骨料线膨胀系数的加权（占混凝土的体积）平均值。水泥浆的线膨胀系数为（1116）10-6/；骨料的线膨胀系数因母岩种类而异，不同岩石的线膨胀系数

7、如表2。表2不同岩石的线膨胀系数岩石种类石英花岗石白云岩石灰岩大理石玄武岩砂岩线膨胀系数10-6/10.213.45.55.86103.6464.4157.51012表2表明，不同岩石的线膨胀系数差异很大。大体积混凝土中的骨料体积占75%以上，采用线膨胀系数小的骨料对降低混凝土的线膨胀系数，从而减小温度变形的作用是十分显著的。3.1.4 采用合理的施工方法主要是运输方法。大体积混凝土不宜采用泵送。因为可泵性限制了骨料最大粒径，且要求流动度大，结果水泥用量大，水化温升高，是十分不利的。大体积混凝土应采用吊罐吊运，或且它方法，以使用大的骨料和较小的流动度。若只能泵送，则应埋放块石。3.1.5 在低

8、温季节或低温时段浇筑除水泥水化温升外，混凝土本身的温度也是造成体积变化的原因，所以也应尽量降低。有条件的应尽量在冬季浇筑，避免在夏季浇筑。若无法做到，则应避免在午间高温时浇筑。3.1.6 冷却混凝土冷却混凝土分预冷和后冷。预冷是在浇筑前进行，主要的方法是加冰拌和（可降低34）和冷却骨料（可降低10以上）。深度预冷（降至15以下）的制冷规模大，冷量损失大，是否采用应经技术经济比较。后冷是在浇筑后进行。主要是在结构内埋设水管，通低温水冷却，冷却的效率高，冷量损失小。浇筑块不太厚的，亦可采用表面流水冷却，也有较好效果，且节约水管。3.1.7 做好表面隔热保护3.1.8 使用微膨胀水泥3.2 消除或降

9、低约束（1）岩石上可铺薄薄一层砂砾石（2）老混凝土上可铺沥青油毡（3）侧面为岩石或老混凝土时，亦可用沥青油毡隔开。3.3提高抗拉能力提高混凝土耐久性的原理与实践与耐久性有关的混凝土性能2.1强度一般地说，混凝土的强度越高，耐久性越好。但由于高水泥用量在早期和后期易产生裂纹，裂纹对耐久性是致命的。2.2抗渗性抗渗性越好，耐久性越好。2.3含气量向混凝土中引入大量均匀的微小封闭气泡能够有效地改善混凝土的耐久性。这是因为，在混凝土受冻时，气泡能够容纳水而使冰冻产生的压力得以释放；气泡还能容纳混凝土内部的有害应力并使之得到缓解；对各种有害物质的渗入起到阻隔作用，以及有利于降低碱骨料反应的危害性膨胀等。

10、日本的混凝土都必须引气。3提高混凝土耐久性的措施3.1使用外加剂3.2使用矿物掺合料3.3配合比设计及施工中的措施保证强度要求的前提下尽可能降低水泥用量。4长耐久性混凝土工程实例cfwsgA La高 LQ LSL Q%90d10614210094411200.773.480.1161504.523.1高性能混凝土在大体积混凝土工程中的应用CpsW/BfSgAEAJhn-1Sl 1hst204430.456335%102.018517513：0015：504 C40级高性能混凝土在工程中的应用其具体施工要点如下：混凝土浇筑时采用斜向分层法浇筑，分层厚度不超过400mm，并保证上下层混凝土之间的在

11、初凝前结合好。混凝土振捣要根据泵管流向插入振捣混凝土流向，做到“不漏振，快插慢拔，点到为止，恰到好处”。混凝土施工完毕后马上抹面，并覆盖塑料薄膜，防止混凝土表面水分蒸发。在混凝土临近初凝时进行二次抹面，以抹掉混凝土表面浮浆。混凝土初凝后开始养护工作，覆盖湿麻袋，混凝土终凝后蓄水保护，养护时间不少于14d。三峡工程混凝土的温度控制措施3 原材料的选择与控制3.1.1 水泥温度：采用微膨胀性质的水泥，以减少混凝土收缩变形。中热水泥熟料中的MgO含量控制在3.5%5.0%范围内，可减少混凝土裂缝。3.1.2 粉煤灰掺优质国标级粉煤灰节约水泥效果更明显，且可有利于进一步降低混凝土温升，有利于控制温度裂

12、缝，其减水作用可减少混凝土干缩应力，避免和减少干缩裂缝。3.1.4 采用优质高效缓凝减水剂和引气剂联掺技术，减水可达30%。4.2.2 运输、入仓过程的温度控制措施4.2.3 混凝土浇注过程的温度控制措施即时铺设保温被等。4.2.4 养护过程的温度控制混凝土冲毛后，可派专人落实表面洒水养护工作，养护时间为28天，以降低混凝土温度，防止混凝土干缩；混凝土浇筑后，及时铺设湿草垫，在混凝土初凝后，不间断洒水进行保湿养护；有条件的部位采用蓄水或流水养护，侧面形成水幕养护。4.3 通水冷却4.3.1 初期通水目的是消减浇筑层水化热温升。覆盖水管时开始通水，流量不少于18L/min。4.3.2 中期通水目

13、的是防止内外温差作用造成混凝土裂缝。通水流量达20L/min25L/min。4.3.3 后期通水需进行坝体接缝灌浆及岸坡接触灌浆的部位，必须进行后期通水冷却。4.4 表面养护对孔洞需进行封堵。采用表面贴防雨彩条布的高发泡聚乙烯片材。某高层建筑基础混凝土裂缝成因分析与处理裂缝成因分析混凝土结构裂缝按成因分为两类：一类，由外荷载直接引起的裂缝，即荷载产生的拉应力超过混凝土抗拉极限强度所致，称结构性受力裂缝。一类，由变形变化引起的裂缝，包括温度、湿度、收缩、基础不均匀沉降等因素，也称非结构性裂缝。3.1混凝土本身性能的影响河砂细度模数为2.1，砂率为29.0%。为保证良好的流动性和粘聚性，必然提高单

14、方混凝土的水泥用量，420480kg/m3。这些均引起混凝土干缩率的增大，导致混凝土表面产生干缩裂缝。3.2施工方面的影响大体积混凝土（1米厚）水化热在内部不易散发，内部温度显著升高，外表为室外环境温度，散热较快，这样就形成了较大的内外温差；拆模前后，使表面温度降低很快，造成了温度陡降；混凝土内达到最高温度后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差。这三种温差都可能导致混凝土裂缝。浇筑大体积混凝土应分层进行，并使混凝土沿高度均匀上升，浇筑温度不宜超过28。大流动度超高强混凝土配制技术砂mx:2.8堆积密度1.56 g/cm3 表观密度2.60g/cm3砂mx:3

15、.1堆积密度1.52 g/cm3表观密度2.66 g/cm3碎石20mm堆积密度1.52 g/cm3表观密度2.64 g/cm3 压碎指标6.6% 针片状3.4% 含泥量0.1%混凝土搅拌制度：干拌 0.5min，边搅拌边加水1/2，搅拌2min，最后加入预先配置好的复合外加剂及剩余1/2水，搅拌3min。水胶比0.25，砂率3540%，细度模数2.83.1，碎石520mm连续级配。水泥480 硅灰60 矿渣 60 W/B 0.245 28d 110MPa 。高性能混凝土的变形性能及其机制1 高性能混凝土的结构特点3060%矿物掺合料替代水泥，高效减水剂掺量为胶凝总量的12%，水胶比为0.23

16、0.40，经大量研究表明，其特点如下：孔隙率很低，基本上不存在大于100m的大孔；水化物中Ca(OH)2减少，C-S-H凝胶和钙矾石增多；未水化胶凝材料颗粒多，各中心质间距缩短，有利的中心质效应增多，中心质网络骨架强化；界面过渡层厚度小，水化物结晶颗粒尺寸减小，更接近于水泥石本体水化物的分布。2高性能混凝土的变形性能2.1化学收缩水泥水化后，固相体积增加，但水泥-水体系的绝对体积则减少。100g水泥与33g水拌合其体积收缩79%。2.2塑性收缩混凝土浇注成型后初凝前，由于重力作用，粗细骨料及胶凝材料颗粒比重大，产生沉降；水分比重小，上浮至混凝土表面，产生泌水。水浮至混凝土表面产生外分层；水泥净

17、浆沉至粗骨料下方，产生内分层。混凝土泌水产生塑性收缩，是一种不可逆的变形。高性能混凝土的水灰比低，自有水分少，成型后基本不泌水，表面水分蒸发快，所以高性能混凝土比普通混凝土更容易产生塑性收缩。2.3 干燥收缩混凝土的干燥收缩，主要是由于毛细管压力造成的。混凝土中的毛细管空隙在混凝土干燥过程中逐渐失水，毛细管也逐渐变形，产生很大的毛细管张力，使混凝土产生体积收缩。如果混凝土中用水量增加，水灰比增大，则毛细管孔隙增多，混凝土体积干燥收缩增大。高性能混凝土的孔隙率低，所以它的干燥收缩率比普通混凝土小。2.4 自收缩密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细管中的水分不

18、饱和而产生负压，因而引起混凝土的自生收缩。在普通混凝土中，这部分收缩很小。但高性能混凝土不同，水胶比很低，早期强度较高地发展会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而高性能混凝土结构较密实，外界水很难渗入补充，在这种条件下开始自收缩。2.5 湿胀开裂所谓湿胀开裂是由于高性能混凝土的水胶比低，混凝土中部分水泥没有得到水化。高性能混凝土硬化后在水分长期作用下，水分扩散到混凝土内部，未水化的水泥发生水化反应，产生体积膨胀，其膨胀应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土即产生开裂。根据理论，水泥凝胶体积是未水化水泥的2倍。高性能混凝土在露天或水下的条件下，水的缓慢扩散过程可能导致后期继续水化，

19、随后产生裂缝和强度下降。但是在干燥条件下，上述破裂过程是不可能发生的。2.6 温度收缩明显的温度收缩往往有水化热引起，一般发生在水化热温度上升结束、温度开始下降的时候，多在混凝土浇注后一周内的龄期发生。在绝热状态下，每100kg水泥水化可是混凝土升温1012。高性能混凝土的水泥用量较大，一般温升可达3540，加上初始温度可使最高温度达到7080。高性能混凝土的温度收缩比普通的大，因此冷缩常引起高性能混凝土开裂。2.7 脆性随着混凝土强度的增加，延性减小，脆性增加，高性能混凝土在受压破坏时，呈突然爆炸性破坏，常伴有巨大的声响。2.8 徐变尽管高性能混凝土中胶浆量较多，但由于水胶比低，硬化浆体刚性

20、大，所以高性能混凝土的徐变较普通混凝土小，且在受荷载初期，徐变增长也较平缓。与普通混凝土相比，高性能混凝土的化学收缩和干燥收缩小些，塑性收缩大些，而温度收缩和自收缩更大些，其中自收缩裂缝是影响高性能混凝土耐久性的突出内因。而在露天或水下环境，湿胀开裂则可能是高性能混凝土变形性能的又一特点，直接影响其耐久性。3高性能混凝土收缩变形的控制3.1原材料及其配合比3.1.1基本要求尽可能降低水泥用量，并加大优质矿物掺合料的掺量。C3A7%，缓凝高效减水剂，砂石含泥量1%，5mm25mm粗骨料。3.1.2掺加膨胀剂对高性能混凝土的收缩进行补偿UEA一般替代胶凝材料总量的10%左右。石灰钙矾石系膨胀剂使用

21、与非防渗结构工程。要求：水养14天的限制膨胀率1.510-4。膨胀剂在高性能混凝土中发挥作用：1高性能混凝土自收缩大，外界水难以渗入，掺入膨胀剂形成膨胀结晶，在绝湿状态下可产生微膨胀，补偿自收缩；2高性能混凝土的水化热较高，掺入膨胀剂可使混凝土产生限制膨胀率（12）10-4，可补偿冷缩1020%；3掺膨胀剂的高性能混凝土在湿养期间产生的体积膨胀，在钢筋和邻位约束下，可在结构中建立0.2MPa0.7MPa的预压应力，补偿部分干缩拉应力。3.2设计技术1由于墙体养护困难，有的在拆模后就发生裂缝，有的在拆模后35d出现裂缝。随后发展为纵向贯穿裂缝，这与高性能混凝土的收缩有关。因此，构造筋必须增强，配

22、筋率不低于0.5%，同时采用直径较小、间距不大于150mm的配筋，以提高钢筋混凝土的极限拉伸变形值和分散收缩应力。2边墙与柱的配筋率不同，由于收缩落差不同，它们的连接处容易发生纵向裂缝，此处应插入长1m1.5m的水平增强钢筋。3留置边墙后浇缝一般以30m为一段，待28天后用膨胀混凝土填缝。4在墙体内设置诱导缝，诱导缝间距不大于24m，墙内纵向钢筋的量为全部钢筋量的30%。缝内嵌入止水带，在结构系统内形成薄弱环节，当结构因温差或混凝土干缩等原因引起附加应力时，要求在诱导处开裂，但不能渗水，而在两条缝间的混凝土则不出现裂缝和渗水。5底板温度、湿度变化较小，掺膨胀剂高性能混凝土的后浇缝间据可延长50

23、60m，养护1428d后用大膨胀混凝土填缝。6楼板采用细而密的双层构造配筋，超长楼板也可采用部分预应力的补偿收缩混凝土浇注，后浇缝间距为5060m，施加预应力或用大膨胀混凝土（UEA掺量1415%）填缝。7开口部或空出部位易开裂，应增强构造钢筋。也可在高性能混凝土中掺入钢纤维或尼龙纤维。3.3施工维护1如掺入膨胀剂。2高性能混凝土拌合时先加砂石和部分水，再加水泥、掺合料（膨胀剂）和剩余水，最后加入高效减水剂，拌合时间150180s。3高性能混凝土流动性很高，只需要低频振捣器振捣且可加大振点间距，缩短振捣时间。过振会使砂浆上浮过多，产生塑性收缩开裂。4高性能混凝土在终凝前需反复抹压多次，最好用手

24、扶抹压机，这是解决塑性收缩裂缝的最好办法。5板面混凝土抹压后立即用塑料薄膜覆盖，硬化后蓄水（浇水）养护不少于14d，冬季施工用塑料薄膜和保湿材料覆盖，保温保湿养护不少于14d。6柱子应尽早拆模，拆模后立即用麻袋片紧贴，再外包塑料薄膜，并浇水养护不少于7d。7墙体最易开裂，拆模时间不少于7d，以减少温差收缩。为及早养护，在混凝土硬化1d后，即可松动模板螺丝23mm，并在墙体顶架设淋水花管，不断地淋水养护，7d后拆模，然后用麻袋片紧贴墙体表面，继续淋水养护7d。8墙体混凝土浇筑完毕后要尽快覆盖，以利于保湿保温。9结构混凝土浇筑完毕后要尽早维护，以减少大气温度和风吹引起的温降收缩。超级自流平砂浆研究

25、原材料选择：水泥42.5，砂杂质小于0.2%，最大粒径不大于10mm，膨胀剂UEA，掺合料：硅粉：平均粒径88.6nm,比表面积1520m2/g， 减水剂FDN-高效减水剂，增稠剂复合缓凝型延迟4小时，饮用水。绝热温升测试试验中的水泥净浆的配合比为：水泥：水：减水剂=1：0.45：0.01。由于掺入细砂和混合材，水泥的水化反应速率明显降低，不仅绝热温升减少了20.6，而且将其发生的时间推迟了8小时。1M3：水泥：砂：水：膨胀剂（UEA）：减水剂FDN-：增稠剂pH =737：607：442：88.4：73.7：5.9。流动度：23.5cm，比重：1.94g/cm3，7d：27.2MPa，28d

26、：33.2MPa。掺粉煤灰泵送混凝土水灰比与强度关系的探讨粉煤灰混凝土工作机理用优质的粉煤灰等量或超量取代水泥，一方面可以降低企业的生产成本，另一方面可以改善混凝土的工作性、耐久性。其工作机理主要表现在：1粉煤灰是由大小不等的球状玻璃体组成。表面光滑致密，加入混凝土中可以起到圆球的作用，新拌混凝土中水泥颗粒容易积聚成团，粉煤灰的掺入可有效分散水泥颗粒，使水泥水化更充分，释放出更多的水泥浆体来润滑骨料，同时高效减水剂的加入使混凝土的水灰比降到更低，能减少其泌水和离析，提高水泥浆的密实度，使混凝土具有良好的保水性和工作性，有利于泵送施工。2火山灰混合效应，粉煤灰颗粒与水泥中的氢氧化钙反应生成水化硅

27、酸钙凝胶，随着龄期的增长粉煤灰与氢氧化钙反应的水化硅酸钙不断增多，使混凝土后期的强度不断增长。原材料水泥。32.5P.O, 42.5P.O，砂=2.6，碎石525mm，压碎指标6%，卵石同。粉煤灰一级0.045mmR8.0%，需水量比93%，外加剂NF高效泵送剂。取代量5、15、25%，卵石容重2430，碎石2460。配合比设计依据GJ55-2000。卵石FRCvSAB5%f0.44X+0.070.994%0.050.44-0.16150.45X-0.050.9940.050.450.11250.45X-0.140.9940.040.450.29综合0.46X-0.040.9680.090.4

28、60.08碎石FRCvSAB5%f0.39X+0.280.9750.070.39-0.72150.40X+0.150.9830.040.40-0.38250.48X-0.170.9860.060.480.35综合0.42X+0.080.9390.110.42-0.19总0.43X+0.020.9490.110.43-0.05注：F混凝土配制强度与水泥实测强度的比值，X灰水比，R相关系数，S标准偏差，Cv变异系数，A、B分别为混凝土强度关系式中aa、bb系数值。深圳地区混凝土收缩裂缝控制与外加剂选择混凝土材料因物理化学等作用而产生的体积缩小现象总称为收缩。水泥混凝土按其产生收缩的原因，可分为塑性

29、沉降收缩、化学收缩、干燥收缩、碳化收缩等。影响混凝土收缩的因素很多，一般分为原材料的品种质量、混凝土配合比等因素，及环境温度、湿度、约束钢筋等外因。有关标准说明了掺加减水剂使混凝土收缩值增加的可能性较大。混凝土结构耐久性与裂缝控制中值得探讨的几个问题由于裂缝的存在直接影响到混凝土的渗透性和耐久性。一般裂缝允许宽度3mm，日本0.0050.0035c(c为钢筋保护层厚度，2030mm)。UEA补偿收缩超高强混凝土的研究1超高强混凝土掺入适量UEA后，能配制成补偿收缩混凝土，但随水胶比的降低，膨胀相对来说要艰难得多。2掺UEA超高强混凝土的膨胀主要形成于3d前，因此能较好地弥补超高强混凝土早期收缩

30、大的这一不足，但有必要进一步增强早期水养护。3 UEA在超高强混凝土中有一适宜掺量（12%），超过这一掺量，膨胀值增大幅度并不会太明显，相反还有可能导致超高强混凝土后期收缩落差大。水下不分散混凝土在长输管线中的应用研究2.2水泥425#抗硫酸盐水泥，中砂=3.0，碎石2040mm。CSGW絮凝剂调凝剂W/BSL(cm)H03277521114183-0.5640.39.1H135174810542046.0-0.5841.58.7H236276010192106.06.00.5842.78.52.3现场施工1搅拌机应采用强制式搅拌机，搅拌时间一般为3分钟，若采用自落式搅拌机，搅拌时间应延长至5

31、6分钟。2加料顺序为：石子-砂-絮凝剂-调凝剂，干拌1分钟，再加拌合水，调整用水量，控制坍落度812cm。3溜槽灌注混凝土施工法：用斗车将混凝土拌合物运至浇筑地点，通过溜槽将混凝土拌合物由上向下输送到已经支好的模板内进行浇筑。结果表明：在坍落度相近时，掺加絮凝剂后，水下不分散混凝土的需水量增大，水灰比变高，但其具有良好的遇水抗分散性，混凝土浇筑到已支好的模板内的动水中后，混凝土拌合物不泌水，施工环境水质清澈，骨料与胶结料没有发生离析现象，与施工的普通混凝土的混浊现象相比具有显著的效果。同时，该混凝土依据良好的自流平性能较好的充填到模板内的空隙里，依据其良好的自密实效果代替了普通混凝土的振捣作用

32、。4现场施工模板尺寸长度为400cm，截面为等边梯形，高度为96cm，下边长度为150cm，上边长度为100cm。其中输气管线直径为66cm，管线下面垫层高度为20cm，不包含管道占有的空间，一个模板内现浇混凝土工程量约为3m3。5施工完毕后，用抹子将混凝土表面抹平，盖上塑料布养护，并适时加水，便于混凝土的强度正常发展。6试件成型按GB107-87进行，试模内盛满水，共有三种试件，一种有两组，每组为三块，分别测定其7天、28天抗压强度。混凝土体积稳定性的若干问题2混凝土的离析、沉降与泌水粒径大、密度大的颗粒，粘度小、初始速度大的混凝土容易产生离析。固体颗粒沉降、水分上浮引起泌水。原则上混凝土的

33、沉降收缩量等于泌水量。由于混凝土中水的体积率较小，泌水量占总用水量的比例就远大于混凝土的沉降率。混凝土密实成型过程中，可近似认为石子形成大骨架，砂子填充其中，水泥颗粒则填充砂子的空隙，水填充水泥颗粒的空隙。如果用水量小于水泥颗粒的孔隙率，则不会泌水；当用水量大于水泥颗粒的孔隙率时，填充水泥颗粒空隙后多余的水分上浮成浮水。W/c(0)=0.271。大量的泌水会在粗集料下和水平钢筋下形成水层、在水泥浆中形成水流通道，从而使混凝土的耐久性、强度下降，加剧混凝土物理力学性能的各向异性。采用二次振动等方法可以消除上述缺陷，适度的泌水不但可以防止混凝土表面塑性收缩开裂，而且方便混凝土表层的修饰，故不完全是

34、坏事。3混凝土、砌体材料收缩开裂的一些特点3.1粗集料的内约束作用混凝土中石子的体积率越大，混凝土的干缩率越小。然而，掺入石子并不能真正减少硬化水泥浆体的干缩，只是由于石子本身体积稳定性高，当界面结构完好时，通过界面的传递，使石子周围硬化水泥浆体因干缩引起的变形受到约束。这种约束存在于混凝土内部，可称为“内约束”。3.2一些技术措施的副作用1)砌筑墙体时，为防止砌体材料干缩造成墙体的开裂，本应该使用干燥的砌块砌筑。但要保证砂浆的水化以及和砌块的粘结良好，不得不浇水润湿砌块，从而增大了墙体干缩开裂的可能性。2)可以减少干缩的一些措施，往往会同时降低混凝土的塑性，减少混凝土的延伸率和徐变，增大混凝

35、土脆性开裂的可能性。如增大混凝土中石子的含量和粒径。3)配置HSC、HPC时使用细粒径水泥、掺入磨细矿物粉料可以细化混凝土中毛细管道，在提高混凝土强度和耐久性的同时，却增大了混凝土干缩开裂的可能性。4）泵送施工比传统方法有许多优越。然而，从材料和配比的角度看，几乎所有有利于混凝土泵送的措施都有增大泵送混凝土干缩开裂的可能性。如泵送混凝土水泥用量大，水灰比大，磨细矿物粉料掺量大，粗集料比例少、粒径小、球形颗粒，细集料比例多等。4减少干缩的一些措施4.1提高结构形成温度，加速水化硅酸钙的重结晶降低比表面积，减少吸附结合水数量，从而减少干缩变形。提高水泥水化硬化的温度，可大大降低水泥石的比表面积。粘

36、土砖早期收缩快，总收缩小，而灰砂砖则相反，混凝土和其它水化形成的结构材料与灰砂砖类似。4.2降低晶核形成势垒，增大晶体粒径，降低晶体的比表面积实际应用：加气混凝土收缩大，收缩率在（47）10-4。实际施工中常因收缩率过大使墙体开裂。4.3降低混凝土中水分的表面张力存在于水泥毛细孔、凝胶孔隙中水分的变迁引起的毛细管张力的变化是造成水泥混凝土收缩的主要原因。降低表面张力最简单的方法是在混凝土拌制过程中掺入能降低毛细孔、凝胶空中水分表面张力的表面活性剂。降低表面张力的措施同时小幅降低混凝土的强度。因为这会使混凝土中微裂缝内壁的表面能下降。从而降低强度。粉煤灰混凝土的性能及应用2粉煤灰混凝土的性能特点

37、在等坍落度和28d等强度的条件下，掺加低钙灰的粉煤灰混凝土与普通混凝土性能对比如下：和易性、泌水性、离析现象、水化热、徐变、抗硫酸盐侵蚀性及抗碱-集料反应性能与普通混凝土相比有较大的改善；坍落度损失、密实度、最大抗压强度、抗弯与抗拉强度、收缩性、抗渗性好于普通混凝土；凝结时间、弹性模量、抗磨性、抗冻性与普通混凝土相近；早期强度、抗碳化能力不如普通混凝土。粉煤灰具有以上优点是“粉煤灰效应”作用的结果。首先，由于粉煤灰的活性效应，它能与水泥水化过程中析出的氢氧化钙缓慢进行“二次反应”，在表面生成具有胶凝性能的水化铝硅酸钙，它与水泥浆硬化体晶格坚固地结合起来，进而增长混凝土后期强度，提高混凝土的抗渗

38、性和耐久性；其次，由于粉煤灰的形态效应和微集料效应，使粉煤灰在混凝土中具有超出火山灰活性的物理功能，比如粉煤灰的减水功能、增加浆体的体积功能、调节凝胶量和凝胶过程的功能、填充浆体孔隙和堵截毛细孔功能、与水泥整体的协调和功能等，使粉煤灰混凝土物理化学作用达到动态平衡，起到了使混凝土性能改善和质量提高的作用。3.粉煤灰混凝土的工程应用规定1粉煤灰用于混凝土工程，可根据等级按下列规定应用：一级粉煤灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的预应力钢筋混凝土；二级粉煤灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土；三级粉煤灰主要用于无筋混凝土。对设计强度等级C30以上的无筋粉煤灰混凝土宜采用一、二级粉煤灰；用于预应力钢筋混凝土

39、、钢筋混凝土及设计强度等级C30级以上的无筋混凝土的粉煤灰，如经试验论证，可采用比前述规定低一级的粉煤灰。2粉煤灰用于跨度小于6m的预应力钢筋混凝土时，放松预应力前，粉煤灰混凝土的强度必须达到设计规定的强度等级，且不得小于20MPa。3配置泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土、蒸养混凝土、轻骨料混凝土、地下工程混凝土、水下工程混凝土、压浆混凝土及碾压混凝土等，宜采用粉煤灰。4粉煤灰用于下列混凝土时，应采取相应措施：粉煤灰用于要求高抗冻融性的混凝土时，必须掺入引气剂；粉煤灰混凝土在低温条件下施工时，宜掺入对粉煤灰混凝土无害的早强及防冻剂，并应采取适当的保温措施；用

40、于早期脱模、提前负荷的粉煤灰混凝土，宜掺用高效减水剂、早强剂等外加剂。外加剂对水泥改性作用的基础研究需要加强和深入掺塑化剂的低水灰比高流态混凝土在拌合后十几分钟就出现“结板”现象，即混凝土坍落后，不被搅拌则很快就呈现假凝现象，且下部混凝土相对较硬。而不掺塑化剂的普通混凝土却不明显。如掺木钙（缓凝型减水剂）的混凝土拌合时就可能出现速凝现象。为了控制混凝土坍落度的损失或恢复原有的坍落度，在日本提出了以下几种方法：采用后添加法来添加外加剂；与缓凝剂复合实用；使用颗粒状的高效减水剂；高效减水剂的反复添加；分散性较差的外加剂的过量添加；采用徐放型的反应性高分子；采用特殊的改性木质素磺酸盐或聚羧酸盐；外加

41、剂与水泥的适应性1水泥中的石膏含量及种类的影响水泥中石膏含量过少，或是水泥生产中二水石膏脱水后成为半水石膏或无水石膏，或使用了磷石膏及其他工业副产品石膏，则常出现假凝现象。对于木质素系外加剂尤为严重。2水泥矿物的影响C3A，C3S（50%）（日本5960%）含量过高，将导致水泥与外加剂不相适应。大体积混凝土开裂的起因及预防措施大体积混凝土，是指混凝土结构中实体最小尺寸1m的部位所用的混凝土。裂缝主要是由温度变形引起的。控制混凝土内外温差不大于2530度。选用低热水泥，尽量降低水泥用量。 原材料要求：水泥：宜采用低热水泥。一般认为，C3A含量尽可能低。C4AF提高到不超过20%。细度应适当减少。

42、活性混合材料：粉煤灰。外加剂：1缓凝作用；2引气作用；3高效减水作用，可大幅减少水泥。骨料：选用最大尺寸的粗骨料、级配良好的中粗砂及合理的砂率。大体积施工工艺1）分层浇筑混凝土，并控制浇筑层厚度和进度，以利散热。2)控制浇筑温度，如部分拌合用水以碎冰加入，现场混凝土温度被限制在6度。3)必要时预埋冷却水管，用循环水进行人工导热，以降低内部温度。4)表面绝热。商品混凝土的塑性裂缝及防治塑性裂缝根据成因的原理分为沉降收缩裂缝和塑性收缩裂缝。沉降收缩裂缝是指混凝土硬化前因骨料等比重大的颗粒下沉，竖向体积缩小而产生的塑性变形裂缝；塑性收缩裂缝是指浇筑后还处于塑性状态的混凝土因风吹日晒，表面失水过快，产

43、生急剧的体积收缩而出现的裂缝。这两种裂缝经常共生，故统称为塑性裂缝。1. 1塑性收缩裂缝产生原因混凝土浇注后，在重力的作用下粗骨料等比重大的颗粒缓慢沉降密实，水、气泡等比重小的组分被挤压浮至混凝土面层，出现分层现象。混凝土因沉降竖向体积缩小1%。坍落度越大，保水性越差，凝结时间越长即混凝土越厚时，沉降收缩量越大。若混凝土均匀沉降，则不会出现裂缝。然而，混凝土沉降时会受到钢筋、预埋件、大的粗骨料、模板、先期硬化的混凝土等局部阻碍或约束，或混凝土本身各部相对的沉降量相差过大，由此产生拉应力。此时混凝土的抗拉强度很小而产生裂缝。混凝土浇注后硬化前沉降收缩产生的裂缝成为沉降收缩裂缝。出现规律1)钢筋上

44、方或预埋件周围。2）沉降深度不同处。厚的混凝土部位比较薄混凝土的沉降量大，在交界处出现拉应力，从而容易产生裂缝。3）领近模板处模板凸凹不平或吸水变形会限制混凝土的均匀下降，由此形成沉降收缩裂缝。不均匀的地基沉陷也会造成沉降裂缝。预防措施1)优化混凝土配合比：应用减水率大的高效减水剂或缓凝高效减水剂大幅度减少用水量，提高混凝土的密实性；应用保水性较好的普通硅酸盐水泥；连续级配的粗骨料，偏粗的中砂；坍落度不宜过大；砼的凝结时间不宜过长。2)振捣充分，但应避免过振。截面厚度相差较大的构筑物，可先浇注较深部位，静置 23h，带沉降稳定再与上部薄截面混凝土同时浇筑。3）进行二次振捣。既可预防又可消除混凝

45、土塑性裂缝，还可改善混凝土和钢筋的粘结强度。二次振捣的时间，应以振捣棒振实再拔出时混凝土表面未留下明显的痕迹为宜。4）健全混凝土面层质量保证体系。如妥善排除浇注过程中的泌水，初凝前完成抹平工作，终凝前完成压光工作，随即喷养护剂或覆盖及湿养护。如“三压三平”、“二次抹压工艺”、初用滚筒再用木泥盘收水后再用木泥盘搓平及养护。1. 2塑性裂缝产生原因当蒸发速度大于泌水速度，则混凝土就会收缩，若混凝土表层的抗拉强度大于收缩引起的拉应力时也不会出现裂缝。浇注后还处于塑性状态的混凝土，因风吹日晒表面失水过快，体积急剧收缩而产生的裂缝成为塑性裂缝。出现规律塑性裂缝出现在暴露于空气中的混凝土表面，裂缝较浅，长

46、短不一，短的仅20-30cm，长的可达2-3m，宽1mm-5mm，裂缝互不连贯，类似干燥的泥浆面。如下：1） 刮风、晴天、气候干燥，混凝土浇注后表面没有及时覆盖时容易出现。2） 使用收缩较大的水泥（如矿渣水泥），水泥用量过多，砂子太细，混凝土面层强度低者容易出现。3） 垫层、模板过于干燥，吸水大时容易出现。预防措施防止原理：降低混凝土表面游离水的蒸发速度；减少混凝土的面层干缩量；增大混凝土面层早期的抗裂强度。1） 选用干缩小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，严格控制水泥用量及掺合料用量，选用级配良好的石子和砂子。2） 浇注混凝土前，将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。3） 振捣密实，减少混凝土的收缩量。4） 混凝土浇注后，在初凝前完成抹平工作，终凝前完成压光工作。建议推广二次抹压工艺。抹光后及时用潮湿的草袋或塑料膜覆盖，认真养护，也可喷涂混凝土养护剂。5） 在气温高、风速大、干燥的天气施工时，加挡风设施。混凝土浇注后应及早进行喷水养护，使其保持湿润