4.4 特殊条件下混凝土施工

第四节特殊条件下混凝土施工,大体积混凝土施工水下混凝土施工冬季混凝土施工等其施工方法除满足普通混凝土施工工艺要求外，还应满足一些特殊工艺要求。,特殊条件下混凝土施工包括,一、大体积混凝土施工,第四节特殊条件下混凝土施工,大体积混凝土是指厚度大于1.5m，长宽较大的混凝土结构。如大型设备基础、大型桥梁墩台，水电站大坝等。大体积混凝土施工存在的主要问题有三个方面：上下层浇筑间隔时间长，整体性不易保证；水化热导致内外温差大，使混凝土容易产生温度裂缝；泌水多，难以处理。,1、整体性不易保证的原因,分层浇筑时间长，难以连续浇筑，使上层混凝土应在下层混凝土初凝前浇筑这一条件难以保证,第四节特殊条件下混凝土施工,全面分层法分段分层法斜面分层法,整体性浇筑方法,第四节特殊条件下混凝土施工,*全面分层法,在整个结构内全面分层浇筑混凝土，在第一层浇筑完毕后，浇筑第二层，如此逐层浇筑，直至全部浇筑完成全面分层法施工大体积混凝土，混凝土的结构面积F应满足以下关系：,式中V每小时浇筑量，m3/h；T混凝土初凝时间与运输时间的差；h浇筑的分层厚度。,全面分层示意图1-模板；2-新浇注混凝土,*分段分层法,当不满足全面分层条件时，可以考虑分段分层浇筑，分段分层浇筑时，根据整体性（即连续性的要求）分段长度硬满足一定条件。,满足下式即可满足上式，因此分段长度应满足,第四节特殊条件下混凝土施工,分段分层示意图1-模板；2-新浇注混凝土,*斜面分层法,长、厚，窄的结构（长度超过厚度的3倍），如条形基础，采用全面分层不满足，采用分段分层，分段长度又很短，这时可以考虑用斜面分层，斜面坡度1：3，但也应满足整体性的要求。,第四节特殊条件下混凝土施工,斜面分层示意图1-模板；2-新浇注混凝土,2、温度裂缝的原因,原因：大体积混凝土浇筑时，内部水化热大且不能及时散发，导致内部温度升高，形成较大内外温差。从而形成初期的表面裂纹和后期的内部裂纹解释一下：养护初期，混凝土强度低，在较大内外温差作用下，易导致混凝土表面开裂，形成表面裂缝养护后期，混凝土随着散热而收缩，但由于受到基底的约束，从底部开始混凝土内部受拉，产生内部裂纹，向上发展，贯穿整个基础，其危害更大,第四节特殊条件下混凝土施工,*温度裂缝的防治措施,实质：控制混凝土内外温差25具体措施（1）选用水化热低的水泥，如矿渣水泥等；（2）掺粉煤灰、缓凝剂等外加剂；（3）投入大粒径骨料，如毛石等，减少水泥用量；（4）循环水内部冷却；（5）减少分层厚度；（6）覆盖保温；（7）冷水拌和（8）砂石堆场和运输设备遮阳；等等,第四节特殊条件下混凝土施工,3、泌水的原因,原因：上下层施工间隔时间长，易产生泌水层,第四节特殊条件下混凝土施工,泌水的处理,常规方法自流或抽吸（会带走一部分水泥浆）科学的方法：（1）同一结构中使用两种坍落度的混凝土；（2）掺如一定数量的减水剂,二、水下混凝土施工,水下浇筑：桩基础、水域桥基施工特点：容易产生的问题是，水和泥浆混入混凝土内，带走水泥浆，影响混凝土质量。原因：水防治措施：水下浇筑方法,第四节特殊条件下混凝土施工,*水下浇筑方法导管法,应用时注意：一些参数要求导管直径、作用半径和超压力、第一次浇筑时导管下口据地基距离、导管下端埋入混凝土内深度。,第四节特殊条件下混凝土施工,水中浇筑混凝土1-漏斗；2-导管；3-支架；4-滑轮组；5-绞车,用数根导管同时浇筑混凝土,三、冬季混凝土施工,特点（容易产生的问题）：混凝土前期受冻引起后期最终强度损失原因：混凝土受冻后，水泥的水化反应停止，混凝土强度不再增加；继续受冻，产生冰涨应力；冰涨应力大于当时混凝土强度，在混凝土内部产生微裂纹；尽管春季来临时，混凝土解冻后，水泥水化反应可以继续进行，混凝土强度继续增长，但由于受冻期间产生了微裂纹，从而使混凝土的最终强度降低简单说：冰涨应力混凝土受冻前的强度影响因素：水泥种类、水灰比、混凝土受冻时间的早晚防治措施在可能的条件下降低水灰比；提高混凝土的受冻前强度。,第四节特殊条件下混凝土施工,第四节特殊条件下混凝土施工,（一）混凝土冬季施工方法,（宗旨：混凝土受冻前的强度冰涨应力）混凝土受冻临界强度：使最终的强度损失小于混凝土设计强度5%时，混凝土受冻前至少应达到的强度值方法：1、蓄热法2、外部加热法3、掺外加剂法需要说明：上述三种方法，不是彼此孤立，经常互相结合,第四节特殊条件下混凝土施工,1、蓄热法,什么是蓄热法（或实质、或特点）利用加热原材料或混凝土所获得的热量及水泥水化热，用保温材料覆盖保温，防止热量散失过快，延缓混凝土的冷却，使混凝土在正温度条件下增长强度以保证冷却至0时混凝土的强度大于受冻临界强度。优点：造价低、施工简单应用条件：室外最低气温不低于15；表面系数（结构的冷却面积与总体积之比）不大于15的结构，或地面以下工程热工计算上述条件只是定性条件，是否可行还要进行热工计算，定量说明。,*热工计算,原理：富立叶热传导定律,计算方法（1）由福立叶热传导定律，求混凝土的温度时间函数t(x)；（2）有t(x)求出平均气温t；（3）令t(x)=0,求出混凝土降到0的时间x*；（4）根据t、x*查混凝土强度增长曲线，求出混凝土受冻前强度C；（5）C和C0比较判断施工方法的可行性。,第四节特殊条件下混凝土施工,第四节特殊条件下混凝土施工,热工计算原理图(a)混凝土温度时间曲线；(b)混凝土强度随时间增长曲线,2、外部加热法