高强混凝土论文范文

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第1篇

关键词：清水混凝土夜上海论坛 ，旅客高站台墙 ， QC品质控制理论，制定对策

Abstract: based on the water concrete passenger platform in high wall prefabricated crack problems appeared in the process, using a theory of QC quality control end factors were analyzed one by one to find out the main reason for validation, establishing countermeasure to eliminate crack defects.

夜上海论坛 Keywords: water concrete, and the passenger high platform wall, QC quality control theory, establishing countermeasure

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

随着铁路客运水平不断的提升，高站台已经逐步成为客站主流站台，高站台与车厢地板在同一水平面，很大程度上方便了旅客进出车厢。但由于该站台采用站台墙为清水混凝土，所以在预制施工中控制好清水混凝土的外观质量为站台的品质的提升起着至关重要的作用。而在实际施工中发现清水混凝土裂纹为主要的外观质量缺陷。为了消除此缺陷，我们成立了专项质量控制小组，运用QC品质控制理论，有针对性的进行了逐步的末端原因分析，并解决了清水混凝土裂纹的外观质量缺陷，下面将我们的质量改进过程逐一阐述仅供大家参考。

夜上海论坛 一、现状调查

首先进行现状调查。质量控制小组对已经预制完毕的钢筋混凝土高站台墙出现裂纹的情况进行了统计，发现有13.7%的站台墙出现了不同程度的裂纹，合格率仅为86.30%。

夜上海论坛 二：高站台墙出现裂纹原因的初步分析

夜上海论坛 质量小组通过人、机、料、法、环五个方面逐一对高站台墙出现裂纹原因的进行初步分析，得出以下结论：

1、人员因素：对清水混凝土预制工程认识不足，各班组之间协作不好，以及监管人员认识不足。造成施工过程管控不严。

夜上海论坛 2、机械因素：混凝土搅拌机进水量控制误差较大，水灰比及坍落度控制不严格。造成混凝土质量无法保证。

3、物料因素：砂石料级配较不合理，原材料检验频次不足。造成混凝土质量无法保证。

4、施工方法因素：混凝土施工不规范，振捣不均匀等。造成施工过程中混凝土出现不合格品。

5、环境因素：由于地处西北，昼夜温差大，夜间风力较大。造成混凝土在凝结过程中产生失水过快或者表面张力过大。

夜上海论坛 三、对初步分析得出的原因进行逐一分析

质量控制小组为了找出产生裂纹的主要原因确，确定每30节站台墙为一个批次，对人、机、料、法、环五个影响产品合格率的因素进行验证分析。

1、对影响产品质量的人员因素进行验证

对清水混凝土预制工程认识不足，各班组之间协作不好，以及监管人员认识不足。

、对所有现场作业人员进行了强化教育，提出了以单体质量的提高提高整体质量的规划及理由.制定了相应的单体考核办法；

、小组对各班组人员进行调整让所有人员尽量从事自己比较熟悉的班组,其中包括钢筋班、混凝土班、模板班组，尤其是混凝土班组挑选经验丰富的人员进行施工；

、小组增加监管人员，由原来的2人增加到3人，进行巡检。

在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有3节出现裂纹，合格率为90%。现状没有的得到明显改变，人员的认识不足及协调监管不是造成混凝土裂纹的主要原因。

夜上海论坛 2、对影响产品质量的机械因素进行验证

小组组织人员对混凝土搅拌机的时间继电器进行校验，提高的混凝土搅拌机的进水量精确度并排有经验的工人专人操作搅拌机，以便准确控制混凝土的坍落度。防止混凝土坍落度过大而产生沉降裂纹。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有2节出现裂纹，合格率为93.33%。现状得到明显改变，混凝土搅拌式进水量不准确是造成混凝土裂纹的主要原因。

夜上海论坛 3、对影响产品质量的材料因素进行验证

小组组织人员对现场原材料进行检测，检测结果为合格。并委托实验室重新更换混凝土配合比，调整级配，以便增加混凝土的和易性。增强混凝土的质量均匀、成型密实性。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有2节出现裂纹，合格率为93.33%。现状未得到明显改变，混凝土级配不合理、检验频次不是造成混凝土裂纹的主要原因。

4、对影响产品质量的施工方法因素进行验证

夜上海论坛 小组在检查中发现在混凝土施工中存在操作不规范的现象，尤其是混凝土振捣以及混凝土入模速度过快。混凝土振捣不均匀、入模速度过快会导致混凝土无法获得初步沉实，在浇筑完成后因混凝土沉降造成裂纹。小组针对此情况随即对混凝土施工人员进行专项培训并考核，并且加以现场指导。以防止混凝土振捣不均匀或密实度不够造成的内部应力。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示有1节不合格，和合格率为96.67%。现状得到明显改变，混凝土施工不规范、振捣不均匀是造成混凝土裂纹的主要原因。

夜上海论坛 5、对影响产品质量的环境因素进行验证

由于工程所在地区昼夜温差大，近期夜间温度较低，而且夜间风力较大。混凝土在完成浇筑后产生大量水化热，而混凝土表面由于环境温度较低，由于冷缩而引起裂纹；风力大会导致混凝土表面水分流失快会导致混凝土表面产生烦躁收缩，初凝时期由于强度较低很容易产生裂纹。鉴于这种情况对混凝土在初凝的过程中进行覆盖保温措施并于拆模后用塑料薄膜包裹7天。在完成30节站台墙预制后进行数据采集。数据显示全部合格，合格率为100%。现状得到明显改变，昼夜温差大、夜间风力大是造成混凝土裂纹的主要原因。

夜上海论坛 四：要因确定及制定对策

夜上海论坛 1、主要因素确定：

、机械因素：混凝土搅拌机进水量控制误差较大，导致混凝土水灰比不稳定。

夜上海论坛 、施工方法因素：混凝土施工不规范，振捣不均匀，入料速度过快，导致混凝土不密实，发生二次沉降。

夜上海论坛 、环境因素：昼夜温差大，夜间风力较大，导致混凝土内外温差较大、表面失水较快。

2、制定对策

、严格控制搅拌机进水量

夜上海论坛 对搅拌机时间继电器进行校验并指定有丰富搅拌机操作经验的工人进行专人操作。在今后的施工中对搅拌机进水控制器进行定期的校验。

、规范混凝土施工。结合现场问题对现场施工人员进行培训并考核；现场施工人员培训合格后方可继续上岗。

夜上海论坛 、严格采取保温保湿措施。在混凝土拆模之前进行覆盖保温；拆模后用塑料薄膜包裹养护7天。

五、检查效果

夜上海论坛 对策实施后，小组成员对在此后一个月内施工的钢筋混凝土高站台墙进行了全数、全过程的跟踪检查与统计，数据显示无裂纹出现。数据表明钢筋混凝土高站台墙的直墙面清水混凝土裂纹得以消除，说明质量控制成果是持续有效的，保证了清水混凝土外观质量。

夜上海论坛 六、结束语：

第2篇

关键词：高强混凝土 框架柱 裂缝

1、前言

在大型火力发电厂主厂房结构中，由于其高度较大，且竖向荷载较大，故裂缝问题较为突出。经常出现的情况是：框架柱的断面由轴压比限值确定，而框架柱的配筋由构造配筋率决定，这其中存在着不合理的地方。应用高强混凝土可以显著减小构件的截面尺寸，减轻结构自重和钢筋用量，具有明显优点，可获得较高的经济效益。但高强混凝土的脆性会在某些情况下产生裂缝，强度等级愈高，脆性愈大。因此，在大型火力发电厂主厂房结构框架柱中应用高强混凝土，需研究改善高强混凝土柱抗裂缝能力的有效措施。

在火力发电厂结构工程中，裂缝的防治是一个有较大普遍性的问题。裂缝的扩展是结构物破坏的初始阶段; 同时，对于结构物而言，裂缝可能引起渗漏，影响结构的使用功能，并且引起持久强度的降低，如钢筋混凝土结构中保护层剥落。水工建筑物在水压头不高于水位的l0cm以下，就会产生的裂缝、渗漏、钢筋腐蚀、混凝土碳化等。因此，对裂缝的成因进行分析，在此基础上对预防裂缝的产生和发展及对裂缝形成后的处理

夜上海论坛 措施进行探讨是非常必要的。

夜上海论坛 2、高强混凝土框架柱工程的特点

在美国，以圆柱抗压强度标准值达到或超过42MOa为高强混凝土。欧洲国际混凝土委员会1995年的资料通报中定义高强混凝土为圆柱体抗压强度高于50MPa的混凝土，大体相当于我国C60级混凝士。在我国通常将强度等级等于或超过C50级的混凝土称为高强混凝土。这个分类标准适合我国国情。高强混凝土具有以下一些特性：

(1)高强混凝土受压时呈高度脆性，延|生很差。

(2)高强混凝土的抗拉强度、抗剪强度和粘结强度虽然均随抗压强度增加而增加，但它们与抗压强度的比值却随强度提高而变得愈来愈小，所以在处理高强混凝土构件的抗剪、冲切和扭转等问题时必须慎重。

夜上海论坛 (3)在相同的横向约束力作用下，高强混凝土纵向承载力的改善要比普通强度混凝土稍差，所以在计算配有间接钢筋的螺旋箍筋柱和局部承压等承载能力时，表示横向约束作用贡献的部分也要做出修正。

夜上海论坛 (4)受压时高强混凝土还有易产生裂缝的倾向，因此在设计局部承压以及钢筋搭接锚固时应特别注意。在这些部位要加强设置横向箍筋以防止裂缝。由于塑性变形能力较差，高强混凝土中钢筋锚固粘结应力的分布变得更不均匀。弯起钢筋的转角处会使混凝土受到较高的局部挤压力，也应注意防止裂缝。

夜上海论坛 3、混凝土框架柱裂缝的成因

夜上海论坛 在常用的建材，如钢、混凝土、砂浆等中，均存在有材料内部的初始缺陷。以高强度混凝土为例在尚未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中存在肉眼不可见的微裂。此微裂主要是存在于骨料与水泥石粘接面上的裂缝、骨料与骨料之间的裂缝、以及骨料本身的裂缝。微裂的分布是不规则的，这主要是由于混凝土内部的不均匀所所致。。在受荷的情况下，引起大于等于0.05mm宏观裂缝的产生及发展，形成通常所称的裂缝。由此可见，结构物裂缝的产生是有其内部原因和外部条件的，其内部条件为以上所述的材料的不均匀性所导致的内部缺陷和微观裂缝。其外部条件可概述为以下几点:

（1）由各种直接作用的外荷载如静、动荷载引起的直接应力而导致的裂缝。在电厂结构工程中，常见的有结构物自重、土的主动压力和被动压力、水的侧压力、各类设备的静、动荷载以及风荷载等等。此类荷载产生的应力一般可按常规计算方法得到，比较直接和明确，在设计过程中也较易得到控制，因此，此类荷载引起的应力导致的裂缝约只占结构裂缝的15%-20%左右。

（2）结构次应力引起的裂缝，此类应力产生的原因主要有: 结构物的实际工作状态与常规模型的出入。从而引起结构中应力分布与理论计算不一致;局部的开孔、洞也会引起应力集中现象，使在应力集中的部位产生裂缝。

（3）由变形变化引起的裂缝。此类裂缝在工程实践中最为多见，往往占裂缝的80%左右，比如高强混凝土的脆性会在某些情况下产生裂缝，强度等级愈高，脆性愈大。由于温度场的不均匀、材料的收缩和膨胀，不均匀沉降等也会引起高强混凝土柱裂缝的产生。

夜上海论坛 4、裂缝的防治策略

高强混凝土的脆性随着强度提高而严重，为了有效防治高强度混凝土柱产生裂缝，必须从以下几个方面加以防治，才能充分利用高强度混凝土的特点，减少其缺陷。

（1）高强混凝土的脆性随着强度提高而严重，所以主要受力截面上压区高强混凝土必须设计成约束混凝土，混凝土受压时在侧向有膨胀趋势，所谓约束就是从侧向给受压的混凝土以约束，限制其横向的膨胀变形，这样就能有效的防止高强度柱产生裂缝。

夜上海论坛 （2）合理添加外加剂各种止水剂、缓凝剂能有效减少混凝土的离析提高保水性，使混凝土内部结构较为均匀一致，养活因干缩、不均匀收缩、不均匀收缩引起的微裂; 同时，止水剂还能与混凝土的硅酸盐、铝酸盐进一步反应生成网状凝胶，堵塞裂缝，提高裂缝的自愈能力。

（3）注意温度应力的影响，削减施工过程中温度收缩应力和混凝土的干缩应力，从而防止干缩、温度收缩裂缝的产生; 由于混凝土的温差应力和干缩应力主要有气温、水化热温差等早期应力，因此，后浇带的保留时间应尽可能长些，一般不应少于40d。

夜上海论坛 综上所述，在大型火力发电厂主厂房结构中，采用高强度混凝土柱有利于提高主厂房结构的稳定性，但是由于高强度混凝土脆性随着强度提高而严重等自身的缺点，在施工和维护过程中必须采取合理的措施来防止高强度混凝土柱的裂缝的产生，，这对于最大限度的提高高强度混凝土柱在大型火力发电厂主厂房结构中的优势具有指导意义。

参考文献：

夜上海论坛 [1] 张国军.吕西林.刘伯权高强混凝土框架柱的恢复力模型研究[D].[期刊论文]-工程力学 2007(3)

夜上海论坛 [2] 司炳君.孙治国.艾庆华Solid65单元在混凝土结构有限元分析中的应用[D].[期刊论文]-工业建筑 2007(1)

[3] 徐伟栋配置高强钢筋的混凝土柱抗震性能研究[D].[学位论文]硕士 2007

第3篇

关键词：高强混凝土；收缩开裂；应对措施

中图分类号：TV534文献标识码： A

引言

高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。但在工程实践中，由于高强混凝土具有水胶比较低、水泥用量较大，以及砂率较高等特点，使得混凝土收缩较大，容易开裂。由于高强混凝土与普通混凝土有着不同的材料配比及结构特点，引起高强混凝土收缩开裂的主要原因也与普通混凝土有所不同，因此，对高强混凝土的收缩开裂问题，进行系统地深入地研究，很有意义。

一、混凝土收缩开裂的表现形态

在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

1、塑性收缩

发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。

2、缩水收缩（干缩）

混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

夜上海论坛 3、自生收缩

夜上海论坛 自生收缩是指混凝土在恒温、与外界无水分交换条件下发生的体积收缩变形。自生收缩的作用机理，可以通过混凝土的自干燥现象得到很好的解释。随着水泥水化的进行，在硬化的水泥石中就会形成大量的微细孔。而自由水量逐渐降低，水的饱和蒸汽压也会随之降低，从而使水泥石内部的相对湿度降低。但同时水泥石重量没有任何的损失，我们把这种现象称为自干燥。如图1所示，自干燥使得混凝土内部的毛细水凹液面的曲率半径逐渐减少，则毛细管压力逐渐增大，毛细水表面张力就会逐渐增大，使得混凝土受到的来自于自身的压力增大，自生收缩随即产生。

高强混凝土的原材料与配合比，决定了它的早期水化速度快、自干燥程度高、自收缩大等特点。因此，高强混凝土的自收缩比普通混凝土大得多。

4、炭化收缩

大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

夜上海论坛 混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。

二、混凝土收缩与开裂的关系

湿度梯度、温度梯度、结构过载和化学因素，通常产生0.1～1mm的裂缝。一般由于干燥和冷却时产生的收缩应变，导致早期开裂。在一定的温度、湿度情况下,当处于硬化阶段的混凝土则会产生温度收缩、干燥收缩以及自生收缩。环境的温度、湿度、构件尺寸、混凝土的温度、混凝土所用原材料特性以及拌和物的配合比等，对不同的收缩有着不同的影响力。

混凝土的收缩是导致其自身开裂的最主要原因,是材料开裂的导火线。可见，研究收缩的意义，并不仅仅在于收缩值的大小,主要还包括收缩对混凝土开裂趋势的影响,但也不能忽视其他影响混凝土开裂的因素,例如混凝土的徐变、弹性模量、抗拉强度以及断裂韧性等。

混凝土的收缩和徐变对混凝土开裂的综合影响可以用图4表示。

夜上海论坛 由上述分析可知，在混凝土结构受限时，由于收缩应变所诱发的弹性拉伸应力，与由于徐变应变所导致的松弛应力之间的相互关系，是多数混凝土结构变形与开裂的核心所在。显然，为了使混凝上结构具有最小的开裂危险，那么就要求材料具有较低的弹性模量。这样就会使得一定收缩量所引起的弹性拉应力较小，也就具有高的抗拉强度，以使得拉应力超过材料的抗拉强度而使材料开裂的危险减小；同时，要求材料具有较高的断裂韧性,以使得微裂纹的扩展变得困难。但是，仅仅从纯理论角度，来考虑实际的混凝上的工艺，是有相当的困难的。例如，增加混凝土配合比中骨料的用量，将会减小混凝土的干燥收缩，但同时又会增加材料的弹性模量及减小材料的徐变能力；而增加混凝土中的水泥用量，可提高材料的抗拉强度，但同时也会使材料干燥收缩变大，徐变能力减小，不利于提高材料的抗裂能力。

纵观上述影响混凝土开裂的各种因素可知，收缩在混凝土的开裂中，处于举足轻重的地位。但是也不能忽视弹性模量和徐变等其它因素对开裂的影响。应对混凝土的收缩开裂进行综合分析。

夜上海论坛 三、高强混凝土收缩开裂的抑制措施

1、高强混凝土自生收缩的抑制措施

引起高强混凝土收缩开裂的主要原因是自生收缩。因此，抑制高强混凝土的自生收缩可采取下列几种办法。①使用高C2S和低C3A或C4AF的硅酸盐水泥；②要尽量避免使用高细度的水泥和矿渣；③参入适量的粉煤灰等矿物掺合料；④选用高弹性模量的骨料配制高强混凝土；⑤掺入纤维来抑制高强混凝土的自收缩；⑥掺加膨胀剂、减缩剂等外加剂；⑦将轻质材料浸水饱和后，作为骨料掺入到高强混凝土中，通过“自养护”来抑制收缩。

2、高强混凝土收缩开裂的抑制措施

夜上海论坛 高强混凝土的收缩开裂明显大于普通混凝土，且与其所使用的矿物掺合料有着紧密的关系。为了改善高强混凝土易于收缩开裂的缺点，可以从两个方面进行。一方面是通过优化原材料性能及配合比，从混凝土材料本身来克服其收缩开裂大的缺陷；另一方面，可以采取“复合”的手段，通过掺加纤维等物质来提高混凝土的抗裂性。

结束语

针对收缩引起的开裂问题的原因分析与研究，本文从纤维增强、膨胀剂补偿收缩及减缩剂减小收缩三个方面，初步概括出提高高强混凝土抗收缩开裂能力的措施。⑴可以掺入有较大的弹性模量和较好的粘接的钢纤维，这样可以有效的阻止混凝土中裂纹的产生和扩展，降低高强混凝土的收缩开裂趋势；⑵在高强混凝土中，掺入适量的膨胀剂，能明显地提高高强混凝土早期抗收缩开裂的能力；⑶掺入适量的减水剂在高强混凝土中，可以降低高强混凝土在龄期内的收缩量，也就可以显著地降低高强混凝土的收缩开裂趋势。

参考文献

[1]张凤臣.高性能混凝土的收缩和应用研究[J].兰州理工大学硕士学位论文[D]，2005,5.

[2]周双喜.混凝土的自收缩机理及抑制措施[J].华东交通大学学报.2007(5).

[3]庄其昌，裂缝对混凝土耐久性影响研究[D]，青岛：青岛理工大学，2010.

[4]柴鹏，混凝土裂缝自愈合影响因素研究[D]，武汉：长江科学院，2011.