大体积混凝土施工技术总结.doc

大体积混凝土施工技术总结一 概述大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。由于大体积混凝土的截面尺寸较大，在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比，具有结构厚，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高的特点。聊城电厂新厂一期2600MW机组工程中主厂房基础、锅炉基础、烟囱基础、冷却塔环基以及汽轮发电机基础等大型设备基础等均为典型的大体积混凝土结构。（汽轮发电机基础底板尺寸52.7013.803.40m，混凝土量为2500m3，最大单体的锅炉基础混凝土量为1100m3。）二 大体积混凝土裂缝产生的原因当混凝土结构物产生变形时，在结构的内部、结构与结构之间，都会受到相互影响、相互制约，这种现象称为约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的变形，主要是温差和收缩产生，其约束也主要是以外部约束为主。三 大体积混凝土裂缝控制的理论计算（以1#汽机基座底板为例）（一）各种原始数据及参数1.C30混凝土采用#425矿渣硅酸盐水泥其配比为：水：水泥：砂：石子：粉煤灰（单位kg）184：360：719：1105：52（每立方米混凝土配比），砂石含水率为3%、0%。2.各种材料的温度及环境气温（根据天气情况调整温度）水18，砂子23，水泥25，环境气温20，粉煤灰25（二）混凝土温度计算1.混凝土拌和温度计算 公式 T0=TimiCi/miCiT0=0.9（mcTc+msTs+mgTg+mfTf）+4.2Tw（mw-Psms-Pgmg）+C1（PsmsTs+PgmgTg）-C2（Psms+Pgmg）4.2mw+0.9（mc+ms+mg+mf）式中T0：混凝土拌和温度；mw、mc、ms、mg、mf水、水泥、砂、石子、煤灰用量单位kg；Tw、Tc、Ts、Tg、Tf水、水泥、砂、石子、煤灰的温度（）；Ps、Pg砂、石含水率（%）；C1、C2水的比热容（KJ/KgK）及溶解热（KJ/Kg）。当骨料温度0时C1=4.2，C2=0；反之C1=2.1，C2=335。T0矿=0.9（36025+71923+110523+5225）+4.218（184-7193%）+4.2（3%71923）4.2184+0.9(360+719+1105+52)22.052.混凝土出机温度计算 公式T1=T0-0.16（TO-Ti）T1混凝土出机温度（） T0混凝土拌和温度（）Ti混凝土搅拌棚内温度（）T1矿=22.05-0.16(22.05-25)=22.523.混凝土浇筑温度计算 公式TJ=T1-（n +0.032n）（T1-TQ）TJ混凝土浇筑温度（） T1混凝土出机温度（）TQ混凝土运送、浇筑时环境气温（）n混凝土自运至浇筑完成时间（h）n混凝土运转次数温度损失系数（h-1） n取1/3 n取1 d取0.25TJ矿=22.52-（0.251/3+0.0321）（22.52-20）=22.23 （低于30）（三）混凝土的绝热温升计算Th=Q0/（C） W0每立方米混凝土中的水泥用量(kg/m3)Q0每公斤水泥的累积最终热量(KJ/kg) C混凝土的比热容取0.97(KJ/kgk)混凝土的质量密度取2400kg/m3Th矿（360334）/（0.972400）=51.65（四）混凝土内部实际温度计算Tj混凝土浇筑温度 Th混凝土最终绝热温升温降系数 查建筑施工手册,本工程浇筑厚度3.4m,3取0.704,7取0.685,14取0.527,21取0.328Tm(3)矿=22.23+0.70451.65=58.59Tm(7)矿=22.23+0.68551.65=57.61Tm(14)矿=22.23+0.52751.65=49.45Tm(21)矿22.23+0.32851.65=39.17（五）混凝土表面温度计算公式:Tb()=Tq+4/H2h(H-h)T()Tb()龄期时混凝土表面温度() Tq龄期时的大气温度()H混凝土结构的计算厚度(m)按下式计算H=h+2hh混凝土结构的实际厚度(m)h混凝土结构的虚厚度(m)T()龄期时,混凝土中心温度与外界气温之差(),按下式计算T()=Tm()-Tq,h可按公式计算,h=K/ 混凝土导热系数取2.33W/mK K计算折减系统取0.666 模板及保温层传热系数(W/m2K) 值按公式计算=1/(i/i+1/g)i模板及各种保温材料厚度(m)i模板及各种保温材料的导热系数(W/mK)g空气层传热系数可取23W/m2K,保护层厚度取0.04m。=1/（0.003/58+0.04/0.06+1/23）=1.41h=K/=0.6662.33/1.41=1.1H=h+2h=3.4+21.1=5.6(m) Tq取12T(3)矿=Tm(3)-Tq=58.59-12=46.59T(7)矿=57.61-12=45.61T(14)矿=49.45-12=37.45T(21)矿39.17-12=27.17Tb(3)矿=12+4/5.621.1(3.4-1.1)46.59=27.04Tb(7)矿=12+4/5.621.1(3.4-1.1)45.61=26.72Tb(14)矿=12+4/5.621.1(3.4-1.1)37.45=24.09Tb(21)矿=12+4/5.621.1(3.4-1.1)27.17=20.77内外温差:T(3)=58.59-27.04=31.5525T(7)=57.61-26.72=30.8925T(14)=49.45-24.09=25.3625T(21)=39.17-20.77=18.425三天、七天、十四天温差不能满足要求。（六）外约束为一维时的温度应力计算1.计算混凝土龄期为天的混凝土相对收缩值公式：y（）=y0（1-ebz）M1M2M10y0混凝土在标准状态下的最终收缩值取3.2410-4（mm/mm）b经验系数取0.01 Z从混凝土浇筑后至计算时的天数（d）M1水泥品种修正系数M2水泥细度修正系数M3骨料品种修正系数M4水灰比修正系数M5水泥浆量修正系数M6养护条件修正系数M7环境相对温度修正系数M8构件尺寸修正系数M9混凝土振捣方法修正系数M10配筋率修正系数查表得M1矿=1.25，M2=1.328，M3=1，M4=1.105，M5=1.2，M6（3天）=1.09/0.98，M6（7天）=1/0.9，M6（14天）=0.93/0.84，M6（21天）=0.93/0.84，M7=0.77（i=14.2/18=0.7889），M8=0.976，M9=1，M10=0.77y（）混凝土龄期为时的混凝土收缩相对变形（mm/mm）y（3）矿=3.2410-4（1-e-30.01）1.417=1.35710-5y（7）矿=3.2410-4（1-e-70.01）1.415=3.110-5y（14）矿=3.2410-4（1-e-140.01）1.41=5.76810-5y（21）矿=3.2410-4（1-e-210.01）1.41=8.63510-52.混凝土任何龄期的收缩当量温差计算公式：Ty（）=y（）/d y（）混凝土龄期相对收缩值d混凝土线性膨胀系数取110-5Ty(3)矿=1.35710-5/(110-5)=1.357Ty(7)矿=3.110-5/(110-5)=3.1Ty(14)矿=5.76810-5/(110-5)=5.768Ty(21)矿=8.65310-5/(110-5)=8.6533.混凝土温差结构计算公式:T=Tm+Ty()-TgT混凝土不同龄期结构温差()Tm混凝土水化热最高温升值()Ty()混凝土龄期为时收缩当量温差()Tg当地月平均最低气温() 取22()T3=58.59+1.357-12=47.947T7=57.61+3.1-12=48.71T14=49.45+5.768-12=43.218T21=39.17+8.653-12=35.8234.混凝土龄期弹性模量计算公式:E()=E0(1-e-0.09)E0混凝土弹性模量取310-4N/mm2E(3)=310-4(1-e-0.093)=7.1103N/mm2E(7)=310-4(1-e-0.097)=1.4103N/mm2E(14)=310-4(1-e-0.0914)=2.15103N/mm2E(21)=310-4(1-e-0.0921)=2.55103N/mm25.双曲余弦函数计算公式:=Cx/(hE()1/2Cx水平阻力系数取0.8N/mm2h混凝土结构高度取3400mmE龄期混凝土弹性模量3=0.8/(34007.1103)1/2=1.8210-47=0.8/(34001.4104)1/2=1.3010-414=0.8/(34002.15104)1/2=1.0510-421=0.8/(34002.55104)1/2=9.6110-56.温度应力计算公式:x=(/(1-)TE()(1-1/coshL/2)Six距结构中心x处水平应力(N/mm2)E()龄期混凝土弹性模量混凝土线性膨胀系数取110-5T结构计算温差泊松比，取0.15Si混凝土松弛系数，查计算手册（S3=0.186，S7=0.2093，S14=0.225，S21=0.301）cosh双曲余弦函数L构件最大长度mm取52700mm（0）3=7.1103110-547.947（1-1/cosh1.8210-452700/2）0.186/0.85=0.733（0）7=1.4104110-548.71（1-1/cosh1.310-452700/2）0.2093/0.85=1.57（0）14=2.15104110-543.218（1-1/cosh1.0510-452700/2）0.225/0.85=2.15（0）21=2.55104110-535.823（1-1/cosh9.6110-452700/2）0.301/0.85=2.7247.混凝土不同龄期的抗拉应力计算C30混凝土的抗拉应力 拉=1.5Ln/Ln28式中：拉混凝土不同龄期的抗拉应力为混凝土龄期（指天数）这里分别取3d，7d，14d则3拉=1.5Ln3/Ln28=0.490.7337拉=1.5Ln7/Ln28=0.881.5714拉=1.5Ln14/Ln28=1.192.1521拉=1.5Ln21/Ln28=1.372.724不满足要求。四 大体积混凝土施工技术从计算可以看出，裂缝的产生是不可避免的，在施工中应采取措施，避免有害裂缝的出现。为此，我们查阅了有关混凝土裂缝的资料，分析造成大体积混凝土裂缝的主要因素，并进行了有关试验。因此在施工中必须创造各种有利条件，确保混凝土的内在质量。从以下5个方面进行总结：1 降低水泥水化热（1） 混凝土的热量主要来自水泥水化热，因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土。（2） 充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中的水泥用量。（3） 使用粗骨料，施工中根据现场条件尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料；采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术，改善了混凝土的和易性，降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。（4） 在施工中我们严格控制混凝土的塌落度，在现场设专人进行塌落度的测量工作，将混凝土的平均塌落度始终控制在120mm，对于塌落度大于130mm的混凝土杜绝使用。（5） 在基础内部预埋冷却水管，通循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。（6） 在锅炉基础施工中，掺加10%15%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。施工中对石块的材质、粒径，填充方法、间距等都作了详细的规定。2 降低混凝土入模温度（1） 选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季采用温度较低的地下水搅拌混凝土，同时对于骨料进行遮阳、洒水降温，运输及浇筑过程中也采用了遮阳保护、洒水降温等措施，以降低混凝土拌和物的入模温度。（2） 掺加相应的缓凝型减水剂。（3） 在混凝土入模时，采取强制通风措施，加速模内热量的散发。3 加强施工中的温度控制（1） 在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。（2） 采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。（3） 加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制。采用了热敏温度计监测或专人多点监测，随时掌握与控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25以内，基面温差和基底面温差均控制在20以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，以有效控制有害裂缝的出现。（4） 合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。4 改善约束条件，削减温度应力在大体积混凝土基础与垫层之间设置滑动层，施工时采用刷热沥青作为滑动层，以消除嵌固作用，释放约束应力。5 提高混凝土的抗拉强度（1） 砂、石含泥量过大，不仅增加混凝土的收缩，而且降低混凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量，为此在施工中我们精