大体积混凝土工程施工PPT课件.ppt

典型案例1 Page 1 土木工程材料课程大体积混凝土材料选择与配合比优化 材料科学与工程学院杨长辉ychh 65127656 Page 2 内容提要 大体积混凝土及其特点工程实例概况施工初步方案问题及方案修正实施效果 Page 3 大体积混凝土及其特点 Page 4 大体积混凝土名词解释 大体积混凝土 massconcrete 混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m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温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土 日本的规定 实体最小几何尺寸70cm以上的结构混凝土 收缩应力 shrinkagestress 混凝土的收缩变形受到约束时 混凝土内部产生的应力 温升峰值 thepeakvalueofrising 混凝土浇筑体内部的最高温升值 里表温差 temperaturedifferenceofcenterandsurface 混凝土浇筑体中心与混凝土浇筑体表层温度之差 Page 5 大体积混凝土名词解释 续 降温速率 thedescendingspeedoftemperature 散热条件下 混凝土浇筑体内部温度达到温升峰值后 单位时间内温度下降的值 入模温度 thetemperatureofmixtureplacingtomold 混凝土拌合物浇筑入模时的温度 绝热温升 adiabatictemperaturerise 混凝土浇筑体处于绝热状态 内部某一时刻温升值 Page 6 现行标准对大体积混凝土施工的主要规定 大体积混凝土施工应编制施工组织设计或施工技术方案 大体积混凝土的结构配筋除应满足结构强度和构造要求外 还应结合大体积混凝土的施工方法配置控制温度和收缩的构造钢筋 大体积混凝土的设计强度等级宜在C25 C40的范围内 并可利用混凝土60d或90d的强度作为混凝土配合比设计 混凝土强度评定及工程验收的依据 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50 混凝土浇筑块体的里表温差 不含混凝土收缩的当量温度 不宜大于25 混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2 0 d 混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20 应选用中 低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥 大体积混凝土施工所用水泥其3d天的水化热不宜大于240kJ kg 7d天的水化热不宜大于270kJ kg 当混凝土有抗渗指标要求时 所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8 所用水泥在搅拌站的入机温度不应大于60 Page 7 强制性条款规定 水泥进场时应对水泥品种 强度等级 包装或散装仓号 出厂日期等进行检查 并应对其强度 安定性 凝结时间 水化热等性能指标及其他必要的性能指标进行复检 模板和支架系统在安装 使用或拆除过程中 必须采取防倾覆的临时固定措施 Page 8 大体积混凝土特点 体积大 连续浇筑强度大 水化热引起的温升高 开裂风险大 施工质量受环境因素和原材料质量波动的影响 Page 9 大体积混凝土的应用 土木工程建设中常见结构 建筑 基础 转换层 高层和超高层建筑梁柱 如重庆世贸中心转换层大梁 4 8 2 5 139m 铁路 交通 桥梁基础 桥墩 如重庆菜园坝长江大桥Y型刚构下部尺寸 5 6 11 2m 水电及其它 混凝土坝体 防辐射筒体 Page 10 工程实例概况 Page 11 工程设计 Page 12 筏板混凝土结构 富临大都会商业广场B区位于绵阳市涪城区临园东路68号 属于框剪结构 本工程包括A B C D座 其中A座为临园酒店地下室3层 地上37层 建筑总高度为170 40m B C座为住宅 B座地下室3层 地上29层 建筑总高度为104 90m C座地下室3层 地上34层 建筑总高度为119 90m D座为多层商业 建筑总高度为22 40m 其中A座主楼基础底板为筏板基础 板厚2 40m 局部最大厚度为7 1m 其他为抗水板 板厚0 5m 混凝土膨胀加强带外强度等级C40P8掺SS PP聚丙烯工程纤维 膨胀加强带内砼强度为C45 混凝土总方量10300m3 基坑为L型南北距离为77 8m 东西长58 65m 春季节 室外温度14 25 Page 13 施工现场 Page 14 施工初步方案及问题 Page 15 材料选择 水泥 所用水泥应符合现行国家标准 通用硅酸盐水泥 GB175的规定的P O42 5普通水泥 其3d天的水化热不宜大于240kJ kg 7d天的水化热不宜大于270kJ kg 混凝土有抗渗指标要求时 所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8 集料 砂选用中砂 其控制细度模数在2 6 2 9之间 对混凝土的强度及和易性有较大的作用 且利于生产控制 含泥量小于2 0 泥块含量小于0 5 破碎卵石选用5 25mm规格的连续级配破碎卵石 含泥量不超过1 0 泥块含量不超过0 5 压碎值要求小于10 Page 16 材料选择 续 粉煤灰 选用 级粉煤灰 其质量应符合现行国家标准 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB1596 矿粉 需符合 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 GB T18046的有关规定 外加剂 减水率大于21 0 缓凝时间控制在10 12小时 以萘系高效减水剂为主要组分 其它性能满足GB8076规定要求 Page 17 混凝土配合比 本工程设计基础筏板砼强度为C40P8 P O42 5R级水泥砂石子水粉煤灰膨胀剂44067110281905244 Page 18 混凝土出机温度 拌和物温度计算 Tc TiWc Wc 126 4 2 15 440 0 84 20 671 0 84 20 1022 0 84 20 64 4 2 20 44 0 84 20 52 0 84 20 14 5 0 84 20 126 4 2 405 0 84 671 0 84 1022 0 84 64 4 2 44 0 84 52 0 84 14 5 0 84 18 9 出机温度 取砼的出机温度T1 18 9 Page 19 混凝土入模温度 浇筑入模温度由搅拌机将混凝土倒入输送泵车至浇筑地点共需约30min 装卸料1次 A1 0 032 30 0 96 A2 0 0042 30 0 126 则有 Ti 18 9 20 18 9 0 96 0 126 20 1 Page 20 混凝土绝热温升 绝热温升3d时水化热温度最大 故计算3d时的绝热温升 其中浇筑层厚度2 4m 混凝土中心计算温度T1 t Tj Th t 式中T1 t t龄期混凝土中心计算温度 Tj 混凝土浇筑温度 t t龄期降温系数 查表得 以最大截面2 4m t 0 65 因此 筏板基础T1 t 20 1 88 5 0 50 64 35 Page 21 混凝土表层温度 计算混凝土表层温度混凝土表面模板及保温层的传热系数 1 i i 1 q 1 0 03 0 1 1 23 2 91W m2 K 混凝土虚厚度h k 2 2 33 3 2 91 0 534m混凝土计算厚度H h 2h 2 4 0 534 2 3 468m混凝土表层温度T2 t Tq 4 h H h T1 t Tq H2 20 4 0 534 3 468 0 534 64 35 20 3 468 44 8 Page 22 符号说明 混凝土表面模板及保温层等的传热系数 W m2 K i 各保温材料厚度 m i 各保温材料导热系数 W m K q 空气层的传热系数 取23 W m2 K h 混凝土虚厚度 m k 折减系数 取2 3 混凝土导热系数 取2 33 W m K H 混凝土计算厚度 m h 混凝土实际厚度 m T2 t 混凝土表面温度 Tq 施工期大气平均温度 h 混凝土虚厚度 m H 混凝土计算厚度 m T1 t 混凝土中心温度 Page 23 混凝土温差 混凝土内部最高温度与表面温度之差为 64 35 44 8 19 55 25 混凝土表面温度与大气温度 当时最低气温 之差为 35 84 25 10 84 25 Page 24 计算分析结论 底板砼浇筑后采用塑料膜覆盖养护 再在其上加盖草垫养护 可以保证砼不产生温度裂缝和表面裂缝 考虑地区日间和夜间温度温差较大 为保证混凝土强度 采用降温管埋设应急措施 Page 25 测温点设置 Page 26 降温管布置 Page 27 型钢柱结合部位施工 Page 28 浇筑与振捣示意 Page 29 防止裂纹措施 选用水化热和安定性好的水泥 在满足设计要求的情况下 尽可能减少水泥用量 以减少水泥水化热的产生 控制石子 砂的含泥量不超过1 和3 在砼中可掺加粉煤灰和高效减水剂 粉煤灰用量宜占水泥用量的10 即可以提高砼的和易性和泵送能力 还能减少水化热 在砼中掺加微膨胀剂 可使砼得到补偿收缩 减少砼温差应力 Page 30 防止裂纹措施 续 设计中后浇带 也是有效控制砼收缩变形的措施之一 底板采用砖侧模和水泥浆隔层 可改变砼外部的约束力 采用分层自然流坡的浇筑方法 间距不大于2m 使砼水化热尽快散失 严格控制泵送砼的塌落度 严禁现场擅自加水 保证砼的质量和泵送的连续性 Page 31 防止裂纹措施 续 砼输送车辆 办理好各种证件 保证砼及时供应 避免砼出现冷缝 浇筑完毕 对砼表面进行适时揉实 避免砼表面干缩裂纹 根据目前施工季节 采用综合蓄热法 砼表面用二层养护棉 一层塑料薄膜覆盖 使砼表面与大气温度 砼的内外温差不大于25 认真做好测温工作 记录砼的温度变化情况 温度上升时 每2h测一次 温度下降时 每4h测一次 Page 32 其它配置条件 二台泵 一台备用发电机 运输车辆若干台 运输距离10km以内 Page 33 混凝土的养护 砖侧模部位在混凝土浇筑前宜回填完毕 施工时混凝土收面后立即覆盖塑料薄膜一层薄膜加两层麻袋附加草垫保温层使混凝土形成自身养护 麻袋上再覆盖一层薄膜封闭养护 安排专人负责保温材料覆盖的覆盖情况 未得到项目技术员的同意 严禁翻动或去除覆盖材料 混凝土硬化期的实测温度应符合下列规定 混凝土内部温差 中心与表面下100或50mm处 不大于25 混凝土表面温度 表面以下100或50mm 与混凝土表面外50mm处的温度差不大于20 混凝土降温速度不大于1 5 d 撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20 Page 34 混凝土的养护 续 当实测温度不符合上述规定时则应及时调整保温层或采取其他措施使其满足温度及温差的规定 混凝土的养护期限 除满足上条规定外 混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算 使用普通硅酸盐水泥不少于14d 使用其他水泥不少于21d 养护期内 含撤除保温层后 混凝土表面应始终保持温热潮湿状态 塑料膜内应有凝结水 对掺有膨胀剂的混凝土尤应富水养护 Page 35 覆盖示意图 Page 36 技术关键 浇筑连续性 温度梯度及应力控制 变形及收缩应力控制 Page 37 问题及方案修正 Page 38 问题及修正 材料 水泥品种及用量 P O42 5 440kg m3 330kg m3胶凝材料总量 440 44 52 536kg m3 400 450kg m3 水泥 膨胀剂 360kg m3 可以不加膨胀剂 但保证强度条件下适量提高水泥用量和粉煤灰用量 外加剂品种 萘系高效减水剂 聚羧酸系外加剂 物料温度 水泥计算温度20 C 60 C 3d天的水化热不宜大于240kJ kg 270kJ kg 7d天的水化热不宜大于270kJ kg 310kJ kg 选择碱含量较低的水泥 Page 39 问题及修正 拌合物性能控制 拌合物凝结时间 10 12h 20 25h 确保上层混凝土施工控制 应对可能的偶然因素影响 降低水化放热速率 控制内部温升 布料厚度控制 500mm 300 500mm 主要考虑底层温混凝土升温对上层拌合物工作损失速率的影响 Page 40 问题及修正 施工控制 养护措施的保证 覆盖 保温 保湿 强化L型长边的保温措施 应急措施 输送泵2台 3台 考虑现场二次添加外加剂措施 强化可能出现堵管引发的不连续性应对措施如备用管道 应急人员安排等 混凝土的表面处理 混凝土表面泌水应及时引导集中排除 混凝土表面浮浆较厚时 应在混凝土初凝前加粒径为1 2cm的石子浆 均匀撤布在混凝土表面振捣后用抹子轻轻拍平 大体积混凝土浇筑面应及时进行二次抹压处理